高考申論題 113年 [化學工程] 反應工程及單元操作

第一題

📖 題組：
圖六描述兩液相流體 V(kg)與 L(kg) 含有成分 A, B, C 混合後進入萃取單元達平衡後離開此單元流體 M(kg)。圖中 yA, yC, xA, xC 分別表示入口端兩相流體中 A 與 C 成分質量分率，xAM與 xCM分別表示出口端 A 與 C 成分質量分率。

📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

依圖所示寫出對應質量守恆式。（5 分）

本題測驗單元操作中最基礎的質量守恆（Material Balance）概念。解題時直接應用穩態且無化學反應的質量平衡原則「總輸入 = 總輸出」，分別列出系統的「總質量平衡方程式」以及指定成分（A與C）的「成分質量平衡方程式」即可。

🤖

AI 詳解

AI 專屬家教

【解題思路】根據穩態無化學反應系統的質量守恆定律「輸入總質量 = 輸出總質量」，分別針對系統的總質量及個別成分進行平衡推導。【詳解】已知系統為一混合/萃取單元，處於穩態操作且無化學反應產生或消耗：

已知萃取層 yA = 0.04, yC = 0.94，萃餘層 xA = 0.12, xC = 0.02，若出口端量為 100 kg 且 xAM = 0.1，求 V(kg)與 L(kg)值？（5 分）

這是一道基礎的質量平衡計算題。解題核心在於選定系統（萃取單元），並針對總體系與已知出口濃度的特定成分（本題為成分 A）分別列出穩態物質平衡方程式。透過解二元一次聯立方程式，即可輕易求得兩入口流體的質量 V 與 L。

🤖

AI 詳解

AI 專屬家教

【解題關鍵】利用單元操作的總質量平衡（Total Material Balance）與成分 A 的質量平衡（Component Material Balance）建立聯立方程式求解。【解答】已知條件整理：

查看更多「[化學工程] 反應工程及單元操作」的主題分類考古題