高考申論題
115年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡、分析化學、儀器分析)
第 ㈢ 題
📖 題組：
二、苯胺（C6H5NH2）可利用硝基苯（C6H5NO2）與氫氣反應而製備，惟同時衍生水份。若生產過程中硝基苯進料（100 moles）之總轉化率（overall conversion）為 90%，而流經反應器之單程（one-pass）轉化率為 30%，新鮮氫氣進料為過量 20%（excess）。反應器出口物流（stream）經過分離器後分別獲致最終產物及反應物回流物流，反應物回流物流之組成為 23%硝基苯及 77%氫氣，此回流將與新鮮進料混合後流經反應器（題中之%視為 mole %）。 試求： ㈠硝基苯合成苯胺之化學反應式。（5 分） ㈡最終產物之各成分莫耳數。（8 分） ㈢反應物回流之莫耳數。（7 分）
二、苯胺（C6H5NH2）可利用硝基苯（C6H5NO2）與氫氣反應而製備，惟同時衍生水份。若生產過程中硝基苯進料（100 moles）之總轉化率（overall conversion）為 90%，而流經反應器之單程（one-pass）轉化率為 30%，新鮮氫氣進料為過量 20%（excess）。反應器出口物流（stream）經過分離器後分別獲致最終產物及反應物回流物流，反應物回流物流之組成為 23%硝基苯及 77%氫氣，此回流將與新鮮進料混合後流經反應器（題中之%視為 mole %）。 試求： ㈠硝基苯合成苯胺之化學反應式。（5 分） ㈡最終產物之各成分莫耳數。（8 分） ㈢反應物回流之莫耳數。（7 分）
反應物回流之莫耳數。（7 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 引入「單程轉化率（Single-pass Conversion）= 30%」。單程轉化率是針對「進入反應器（Inlet to Reactor）」的流量來定義的。
- 進入反應器的硝基苯流量（NB_in） = 新鮮硝基苯（100 moles） + 回流中的硝基苯（R_NB）。
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AI 詳解
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【考點分析】 本題考查單程轉化率（Single-pass Conversion）的定義，並藉此聯立求解回流流率（Recycle Rate）。 【理論/法規依據】
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