高考申論題
105年
[化學工程] 化學反應工程學
第 五 題
可逆反應 n-C₄H₁₀ ⇌ i-C₄H₁₀ 在液相、絕熱的反應條件下，進料正丁烷流速 F_{A0} 為 50 kmol/h，反應機制如下圖所示，利用表格中數據計算各反應器體積。（-rA 是反應速率，X 是轉化率。其中 X₁ = 0.2, X₂ = 0.6, X₃ = 0.65。）（20 分）
表：
| -rA (kmol/m³·h) | 39 | 53 | 59 | 38 | 25 |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| X (轉化率) | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.65 |
圖示：進料 F_{A0} 進入一個 CSTR (X₁=0.2)，接著串聯一個 PFR (X₂=0.6)，再串聯一個 CSTR (X₃=0.65)。
📝 此題為申論題
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- 辨識反應器串聯配置：從圖示看，系統是由「CSTR + PFR + CSTR」組成。計算體積時需分段處理。
- 計算邏輯：
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【考點分析】 本題考點為多個反應器串聯（Reactor series）的設計計算、Levenspiel Plot 的面積意義，以及離散數據下的數值積分應用（Simpson's rule）。 【理論/法規依據】
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