申論 1對於A→B 的一階不可逆反應，若觸媒內部質傳限制可以忽略不計，利用以下所附數據，判斷在27℃、327℃和627℃三個溫度下的速率控制（反應控制、質傳控制或兩者都有？）。（20 分）數據：在25℃之實質速率常數 (intrinsic rate constant，以每1 cm3體積觸媒為基準)：1 s-1活化能：E=10 kcal/mol球形觸媒的直徑：1 cm理想氣體常數：R=1.987 cal/(mol•K)外部質傳係數k（不隨溫度而變）：400 s-1cm-2g反應的總阻力 =+，其中k為實質速率常數，k為外部質傳係數kkkasg0sg（external mass transfer coefficient），為球形觸媒的比表面積（每單位體積觸媒之表a面積）。
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申論 2濃度C = 2.5 kmol/m3的化合物A以體積流率12 m3/min進入一柱流反應器（plug flowA0reactor，PFR）反應轉化為B，其反應速率常數為30 min-1，若產品B的價值為$1.50/kmol，反應器的操作成本為 $2.50/(min•m3)，求最適反應器的體積使得利潤最大，並計算最大利潤、反應器出口處A的濃度及百分產率（percent yield）。 （20 分）
申論 3試回答下列問題：（20 分）㈠對於一高度放熱反應，如何保持固定觸媒床於恆溫下？㈡提出一個實驗計畫以檢驗觸媒的活性衰退率。
申論 4在溫度為350K的連續攪拌槽反應器（continuous stirred-tank reactor，CSTR）中進行A→B的一階化學反應，反應的活化能為E = 20 kcal/mol，CSTR的進料體積流率為f =8 L/s，濃度為C = 1 mol/L，其中含75 mol%的A和25 mol%的惰性物質，設反應器的體積為V，反應速率常數為k min-1。（20 分）㈠利用質量均衡的原理，推導出轉化率X與f、C、V和k的關係，並求反應轉化率為X = 0.75 之k V。㈡若反應在溫度為325K 的柱流反應器（plug flow reactor，PFR）中進行，進料之體積流率、濃度、組成及反應器的體積與CSTR 反應相同，計算PFR 出口處的轉化率。科 別： 化學工程科 目： 化學反應工程學
申論 5皂化(Saponification) 係將酯類與鹼性溶液加熱以形成醇類。對於乙酸乙酯(ethyl acetate)之皂化：CHCOOCH + NaOH Æ CHCOONa + CHOH於溫度298K 完全攪拌之批次反應器中進行，並收集到以下數據：Time (min) 5 9 13 20 25 33 37103C(mol/L) 7.55 6.33 5.41 4.34 3.85 3.20 2.96A其中C表NaOH的濃度，C表乙酸乙酯的濃度。若反應以等分子莫耳（equimolar）濃AB度C= C= 0.1 mol/L 開始，証明此反應對兩反應物而言均可視為一階不可逆反應A0B0，並計算出在溫度298K下之反應速率常數。（20 分）