高考申論題
108年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 一 題
📖 題組：
一、一鋼鐵工廠產生標準狀態下 100 m3/s 含 20% CO2之廢氣（標準狀態下一莫耳氣體之體積為 0.0224 m3）。若須移去此廢氣中 90%之 CO2：
一、一鋼鐵工廠產生標準狀態下 100 m3/s 含 20% CO2之廢氣（標準狀態下一莫耳氣體之體積為 0.0224 m3）。若須移去此廢氣中 90%之 CO2：
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
此一廢氣若以 1N NaOH 溶液吸收，請寫出化學反應式。（5 分）
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看到本題，首先要辨識出這是一個酸性氣體（CO2）與強鹼（NaOH）的酸鹼中和反應。接著應該考慮產物是什麼。二氧化碳與氫氧化鈉反應時，根據鹼液的比例，可能生成碳酸氫鈉（NaHCO3）或碳酸鈉（Na2CO3）。在工業廢氣吸收上，通常會完全中和生成碳酸鈉與水。寫出平衡的化學反應方程式即可。
小題 (二)
計算前項所用之 1N NaOH 之消耗量，請以公斤/每年為單位作答。（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗氣體體積與莫耳數的轉換，以及依據化學計量求算反應物消耗量。計算步驟如下：
- 算出總氣體的莫耳流速 (moles/s)：使用理想氣體標準狀態體積 0.0224 m3/mol。
小題 (三)
此一廢氣若以氧化鈣溶液吸收，其中之 CO2 完全反應成碳酸鈣（CaCO3），計算碳酸鈣之產量，請以公斤/每年為單位作答。（註：鈣之分子量為 40。）（5 分）
思路引導 VIP
這題延續了上一題的物料平衡計算，只是將吸收劑換成了氧化鈣（石灰漿液）。 步驟：
小題 (四)
請敘述化工製程減少排放二氧化碳的意義，並試舉例說明三種減排做法。（5 分）
思路引導 VIP
這是一道結合環保意識與化工實務的申論題。 思考方向：