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化學反應工程學
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109年 - 109 專技高考_化學工程技師:化學反應工程(亦稱化工動力學)#93180
> 申論題
題組內容
二、請回答下列問題:
⑵某化學工程師針對氣相反應 A → B + 2C,設計完成定溫操作下達到 80%轉化率的塞流式反應器(PFR),但計算過程中他輕忽考慮反應前後 體積差異影響,請問他實際操作時,能夠得到的轉化率是多少?(8 分)
相關申論題
⑶承題(二),如果考慮反應前後體積差異影響,想要設計真正能達到 80% 轉化率的塞流式反應器(PFR),請問正確反應器體積應該是原先設計反應器體積的幾倍?(8 分)
#383989
⑷有一液體化學反應 A → B 為二級反應,已知在一個體積為 1,000 m3的連續攪拌槽式反應器(CSTR)操作,轉化率達到 60%;假設 在操作條件(溫度、濃度、進料流速)完全相同情況下,將體積 1,000 m3 連續攪拌槽式反應器改為兩個 500 m3連續攪拌槽式反應器串聯,請問轉化率變成多少?(10 分)
#383990
三、利用一個批式反應器(batch reactor)進行氣體解離反應 A → B + C, 反應起始時反應器內為純 A 氣體溫度 450℃、壓力 2 大氣壓。已知此反 應為一級反應,反應速率常數 k 值為 0.0212 min-1,假設反應器體積溫度固定,請計算反應進行30分鐘後反應器內壓力大小?(12 分)
#383991
四、化學工程師在實驗室中利用小型反應器,得到 A + B →產物,反應的基本動力學數據如下: 假設 CA0 = 0.05 M, CB0 = 0.5 M 已知反應速率式為:-dCA/dt = kCB CA2,請利用積分法(integral method) 與上列動力學數據,求出速率常數(k)值。(14 分)
#383992
⑴依據動力學實驗數據請提出並解釋可能的反應速率式。(8 分)
#383993
⑵由提出的反應速率式,依據 Langmuir-Hinshelwood 原理異相觸媒反應分為:吸附、表面反應、脫附三大步驟。請說明及推導可能的異相觸 媒反應機構,及其速率決定步驟。請注意:鋅氧化物固體觸媒的表面 活性部位以「S」表示,其他需要的動力學參數值可自行設定。(12 分)
#383994
(一)莫爾-庫倫破壞準則(Mohr-Coulomb failure criterion):岩石之單壓強度和摩擦角Φ。(7 分)
#383995
(二)霍克-布朗破壞準則(Hoek-Brown failure criterion):岩石之單壓強度, 以及準則中的兩個強度參數值 m 和 s。(8 分)
#383996
二、臺灣岩體分類與隧道支撐系統(PCCR-System),將臺灣全區地層劃分為四種岩盤類別(rock type),說明此岩體評級法採用定量或定性方法,對 岩體評級與劃分岩體級別(rock mass class)。(20 分)
#383997
三、說明維護岩石隧道工程穩定的基本原則,以及根據莫爾-庫倫破壞準則 (Mohr-Coulomb failure criterion),繪圖說明系統岩栓支撐的影響作用。 (15 分)
#383998
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