申論 1一不可逆（irreversible）液相化學反應A －kB 在由一個栓流式反應器（plug flow reactor, PFR）與一個連續攪拌槽反應器（continuous stirred tankreactor, CSTR）組成之反應系統進行恆溫化學反應，其動力學數據如下X00.20.40.50.60.70.8-r0.450.300.1950.1510.1130.0790.05A（mol/m3-s）其中X 為轉化率（conversion）、-r 為反應速率。作為一專業化學工程A師，你的任務是設計一個串聯反應系統[ PFR（前）－CSTR（後）或CSTR（前）－PFR（後）之串聯結構] 藉以最小化PFR 與CSTR 之總體積，另外一個要求則是在第一個反應器出口的轉化率須為0.4，至於在第二個反應器出口的最終轉化率則須為0.8。㈠那一種串聯組合可達成目標？請利用推導、論證、示意圖等簡要說明。（15 分）㈡計算所選擇串聯組合中的PFR 與CSTR 各別V/F 值，其中V 為反應A0器體積、F 則為反應物在第一個反應器入口的莫爾流率。（15 分）A0工具箱：f（x）dx（積分由下限a 積至上限b）={[（b－a）/4]/3}[f（a）+4f（a+x）+2f（a+2x）+4f（a+3x）+f（b）]，其中x =（b－a）/4
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申論 2一基本（elementary）、不可逆（irreversible）液相化學反應A －kB 在一包含三個具有相同體積（V）且互相串聯的連續攪拌槽反應器（CSTR）系統進行恆溫化學反應，其中k 為反應速率常數，在第一個、第二個與第三個反應器出口的轉化率分別是X、X 與X。假設體積流率（volumetric flow rate, v）為一常數，且X = 0.4，則X 與X 為何？（25 分）
申論 3一連鎖化學反應（chain reactions）機制如下：起始反應（initiation）Iki2 R*成長反應（propagation）M R* kpR*終結反應（termination）R* R* ktP其中起始反應、成長反應與終結反應皆為一基本（elementary）、不可逆（irreversible）化學反應，I 是起始劑、R*是自由基（亦即活性中心，在反應過程中其濃度（C）可視為處於擬穩定狀態（pseudo-steady state），R*M 是單體反應物（其濃度為C），P 則是高分子產物。至於k、k 與kMipt則分別為起始反應速率常數、成長反應速率常數與終結反應速率常數。㈠請推導成長反應速率式（-r）。（15 分）p㈡若擬將成長反應速率增加為原來值之二倍，則如何達到此目標？（10 分）
申論 4一不可逆（irreversible）化學反應A －kB，k 為反應速率常數，反應速率式-r = -d C/d t，其中C 為A 之濃度、t 為反應時間。請分別針對AAA零級（zero order）、一級（first order）與二級（second order）之化學反應來定性敘述如何採用積分法（integral method）來求得k（例如可利用簡要推導、論證、示意圖等方式作答）？（20 分）