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100年公務人員高等考試三級考試試題 代號：36180
類 科： 化學工程
科 目： 化學反應工程學
考試時間： 2小時 座號：
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、若液相反應 之階數（reaction order）不是正整數，如何以實驗方法估計其階
數？（20 分） CA →
二、實驗結果顯示，液相反應 BABA2 2
→
+
中的產物A2B之生成速率 可表為
BA2
r
[A]c1 2
1
BA2+
=r[B][A]c 2
CA →Δ
，其中 表示．的莫耳濃度，c
][
．1與
c
2為常數。提出可能的反應機構
（mechanism）來解釋該結果。（20 分）
三、
液相反應 以兩種方式進行：
⎩
⎨
⎧
→+
→+
DBC
CBA
將A緩慢地加入裝有 B的反應器中。
將A與B同時加入反應器中。
以圖示法分別繪出這兩種方式中反應器內各成分之濃度隨時間變化的關係，假設
反應器中的攪拌完全。須說明理由，否則不予計分。（10 分）
若前述液相反應以方式
進行， 表示反應器內．的莫耳濃度，[A]][
．0與[B]0分別為
反應器內A與B的初始莫耳濃度，k1與k2依序為上述兩個反應的反應速率常數。以k1
、k2、[A]與[A]0表示[C]。（10 分）
四、考慮一在絕熱（adiabatic）栓流反應器（plug flow reactor）內進行之一階液相反應
。若反應器入口溫度為T0，出口溫度為T，莫耳反應熱
H
為常數，反應器體
積為V，A之轉換率（fractional conversion）為X，A與C的定壓比熱皆為常數Cp，忽
略反應器入、出口間的位能與動能之差異以及系統所作的功。假設反應速率常數可
以阿瑞尼斯定律（Arrhenius law）表示。求V與X間之關係，以及T與X間之關係。（
20 分）
五、液相反應 分別在一連續攪拌反應器（continuous stirred tank reactor, CSTR）
與一栓流反應器（plug flow reactor, PFR）內進行。若進料是純反應物 A與B，體積
流率 v為常數，且兩個反應的反應速率常數相同，則在兩種反應器中產物 B的最高
濃度分別是多少？那一個反應器可得到較高濃度的 B？（20 分）
CBA →→