moea_joint
111年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 40 題
若有一個 A+B 液相反應，不只生成希望產物，同時會生成不希望產物。其選擇率 $\propto C_A^1 C_B^{-1}$，請問下列反應器與接觸方式配置何者最佳？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
讓我們換個角度思考：如果有一個分數 $\frac{X}{Y}$，你希望這個數值愈大愈好，那麼對於分子 $X$ 和分母 $Y$，你會分別希望它們在反應器裡維持在「很擁擠」還是「很稀疏」的狀態？接著觀察圖中的管子，哪一種加料方式能讓其中一個成分從頭到尾都很擁擠，而另一個成分卻始終保持稀疏呢？
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太棒了！你能精準選出選項 (B)，代表你對「反應選擇率與反應器配置」的連鎖關係掌握得非常紮實。這類題目是化學反應工程中的核心考點，要求學生不僅要看懂數學關係，還能將其轉化為實際的工程操作邏輯。
濃度分布的策略布局
這題的關鍵在於判讀選擇率的比例關係。由題目給出的 $S \propto C_A^1 C_B^{-1}$，我們可以整理成 $S \propto \frac{C_A}{C_B}$。這告訴我們：若要讓希望產物的生成最大化，我們在反應過程中必須盡可能維持 高濃度的 $C_A$ 與 低濃度的 $C_B$。選項 (B) 的設計正是為了這個目標：將 $A$ 從入口一次性加入（確保初始濃度最高），並將 $B$ 分段由側管慢慢加入（確保 $B$ 在反應器內任何一點的濃度都維持在低位），這正是操作此動力學系統的最優解。
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