申論 1體積為10 cm(實驗室用)之連續攪拌槽反應器(3continuous stirred tank reactor, CSTR)用於研究A → B 反應。A 的進料濃度皆維持在0.05 mol/cm3,當進料體積流率為2.0、1.0 及0.5 cm3/s 時,CSTR 出口處A 的轉化率(conversion)分別為0.333、0.5 及0.667。現在進行放大設計,若A 的進料濃度為0.05 mol/cm3,進料的體積流率為50 cm3/s,反應器的體積為2000 cm3,出口處的轉化率為多少?(20 分)
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申論 2一均勻液相反應A + B → C 於一理想栓流式反應器(plug flow reactor, PFR)中進行。此反應為二階不可逆反應,反應速率式為 -r= kCC,反應常數k 為0.1 cm3/(s)(mol)。A AB若此PFR 反應器體積為200 cm3,進料中只含有A 及B,其濃度均為0.02 mol/cm3,體積流率為0.5 cm3/s。此操作可視為等溫操作,試問PFR 出口處A 之轉化率為多少?(20 分)
申論 3某一勻相氣相反應A → 3B 在恆溫批式反應器(batch reactor)中進行,反應物A 起始壓力為2 大氣壓,反應體積固定,經8 分鐘後壓力增加50%。若反應初始壓力為2大氣壓,反應壓力固定,已知此氣體反應為一級反應,計算體積增加100%需花多少時間?(20 分)
申論 4有一反應A → products 在等體積的批次反應器(batch reactor)中進行,操作2 個實驗獲得的數據如下:實驗1:t = 0.125 h, C = 2 mol/L1/2A0實驗2:t = 0.500 h, C = 1 mol/L1/2A0t 是每一實驗的半生期,請利用這些數據推算此反應級數為多少?(20 分)1/2
申論 5可逆反應n-CH i-CH 在液相、絕熱的反應條件下,進料正丁烷流速F 為410410A050 kmol/h,反應機制為下圖所示,利用表格中數據計算各反應器體積。(-r 是反應速A率,X 是轉化率。其中X= 0.2, X= 0.6, X= 0.65。)(20 分)-r(kmol/m3h),反應速率 39 53 59 38 25A・X,轉化率 0 0.2 0.4 0.6 0.65FA0X XF FA1A2XFA3