高考申論題
108年
[化學工程] 化學反應工程學
第 二 題
二、恆溫恆壓的氣相反應(2A(g)→B(g))於連續攪拌反應器（continuously stirred tank reactor, CSTR）中進行，以純 A 氣體進料，此反應為二階反應（second-order）。當轉化率為 90%時，試計算所需反應器體積(V)，其條件為： k = 3.0 dm3/(mols) ; CA0 = 2.0 mol/dm3 ; v0 = 2 dm3/s。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到本題，首先要辨識出這是「變容（氣相莫耳數減少）系統下的連續攪拌反應器（CSTR）設計計算」。 接著應該按以下順序展開計算：
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【考點分析】 本題考查「變容氣相反應的 CSTR 體積計算」。測驗的核心在於考生是否能正確引入膨脹因子（$\epsilon$），推導真實體積流率變化，並計算出反應器內（即出口）的正確濃度與反應速率，最後代入 CSTR 設計方程式求解。 【理論/法規依據】
▼ 還有更多解析內容
變容氣相 CSTR 計算
💡 掌握膨脹因子修正變容氣體濃度，代入 CSTR 方程式求解體積。
🔗 變容 CSTR 體積計算邏輯鏈
- 1 確定 ε — 依反應係數差 δ 與進料比例 yA0 計算膨脹因子。
- 2 修正 CA — 利用 ε 與轉化率 X 修正反應器內之真實濃度。
- 3 計算 -rA — 將修正後的濃度代入反應速率定律式。
- 4 求解 V — 代入設計方程式得出所需的反應器體積。
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：若為 PFR，則須將此流程代入微分式後進行積分。
