普考申論題
114年
[化學工程] 工業化學概要
第 四 題
📖 題組：
尿素是全球產量最高的含氮化學品之一，主要用作氮肥。工業上可由氨氣（NH₃）與二氧化碳（CO₂）反應製得。此反應是化肥工業利用 CO₂ 的重要範例。 主要反應分兩步進行： ⑴形成碳酸氨（中間產物）：2NH₃ + CO₂ → NH₂COONH₄ ⑵脫水生成尿素：NH₂COONH₄ → NH₂CONH₂ + H₂O 請回答下列問題：
尿素是全球產量最高的含氮化學品之一，主要用作氮肥。工業上可由氨氣（NH₃）與二氧化碳（CO₂）反應製得。此反應是化肥工業利用 CO₂ 的重要範例。 主要反應分兩步進行： ⑴形成碳酸氨（中間產物）：2NH₃ + CO₂ → NH₂COONH₄ ⑵脫水生成尿素：NH₂COONH₄ → NH₂CONH₂ + H₂O 請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (四)
試說明此製程在環境保護上的兩項意義。（7 分）
思路引導 VIP
看到反應式中消耗 CO₂ 且副產物只有 H₂O，應直覺聯想到當前的環保熱點：「碳捕捉與利用（CCU）」以及「綠色化學（無毒副產物）」。答題時請採用條列式，清楚陳述這兩大環保效益，並適度使用專有名詞以提升專業感。
小題 (一)
直接染料的化學結構主要包含那些基團？
思路引導 VIP
作答此題應從直接染料的特性反推其化學結構：首先它要有顏色（發色基團），其次它必須能溶於水（水溶性基團），最後它不需媒染劑即可直接染於纖維素纖維，故需具備能與纖維產生氫鍵的助色及結合基團。
小題 (二)
酸性染料和鹽基性染料的差異性。
思路引導 VIP
看到比較兩種染料的題目，應直覺從「化學結構（發色團帶電性）」、「適用纖維對象（蛋白質纖維 vs 壓克力纖維）」及「染色機制（離子鍵結）」三個維度切入。建議採用條列式對比，讓閱卷委員能迅速掌握兩者的核心差異，獲取完整分數。
小題 (三)
何謂「氧化染料（oxidation dyestuff）」？
思路引導 VIP
看到「氧化染料」，應直覺聯想到其獨特的發色機制（需經過氧化反應）。作答時應涵蓋核心定義（無色或小分子前驅物經氧化發色）、化學反應機制（在纖維上氧化聚合成不溶性大分子），以及常見的工業實例（如苯胺黑或永久性染髮劑），並採條列式陳述以確保得分完整。
尿素製程與環保意義
💡 結合碳捕集利用(CCU)與綠色化學，降低溫室氣體與化學風險。
🔗 尿素製程之環境友善邏輯
- 1 廢氣回收 — 捕捉工業副產物二氧化碳作為反應原料
- 2 反應轉化 — 將揮發性氨氣與溫室氣體進行化學固化
- 3 潔淨產出 — 副產物僅為水，成品尿素穩定且無毒性
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🔄 延伸學習：延伸學習：碳中和政策下的工業減碳路徑與 CCU 技術。
