民國110年 高考三級 化學工程 物理化學（包括化工熱力學）收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
如果以Co|Co2+、Ni|Ni2+組成Co|Co2+ ‖ Ni2+|Ni 之電化電池。Co|Co2+、 Ni|Ni2+的標準電極電位分別為： （i）Ni2+ + 2 e- Ni Eo = -0.257 V （ii）Co2+ + 2 e- Co Eo = -0.280 V 請計算此電池之標準電動勢（emf）。（5 分） 在25°C 時，且Co|Co2+電極的[Co2+]=1 m，請計算Ni2+|Ni 半電池中的Ni2+ 濃度，恰好可以使此電池的電動勢為0。法拉第常數（F）=96485C/mol。 （15 分）
某種熱機以理想氣體狀態的空氣為工作流體，其所依循的熱循環描述 如下： 步驟一：由狀態A 可逆絕熱壓縮到狀態B 步驟二：由狀態B 可逆等容升溫到狀態C 步驟三：由狀態C 可逆絕熱膨脹到狀態D 步驟四：由狀態D 可逆等容冷卻回到狀態A 請於壓力（P）– 體積（V）相圖上，畫出此熱循環，並清楚地標示狀 態A、B、C、D。（5 分） 請估計此熱機完成整圈熱循環的熱效率（η）。如果熱機的壓縮比（k） 可表示為k = VA/ VB（VA = VD，VB = VC），請將熱效率（η）簡化為 壓縮比（k）的函數。（20 分） 如果此熱機的壓縮比k = 10，請估算此熱機的最大熱效率。（5 分）
如果液相中的吸附質A，可被吸附於固體表面（吸附劑S）上，而且滿 足⑴吸附劑吸附表面均勻、⑵吸附於吸附劑上之吸附質分子間沒有作用 力、⑶單層吸附之假設。（在此吸附系統中，吸附速率正比於吸附質A 濃 度[A]、吸附劑表面可供吸附的活性點數目，脫附速率則正比於吸附劑表 面吸附量。） 請推導吸附劑S 的吸附量和吸附質A 濃度[A]在系統達到平衡吸附時 的關係式。（15 分） 如果液相中的吸附質A 濃度[A]比較低時，請說明吸附量和濃度[A]關 係。（5 分）
在一密閉、由N 種成分組成的氣液兩相系統中，如果各成分間不會產生 化學反應，請問如何判斷此密閉系統中已達到相平衡？請詳細推導相平 衡的判斷條件。（20 分）
在水的紅外線光譜中，O-H 的對稱伸展振動（ 1, O-H symmetric stretching） 出現在3657 cm−1，H-O-H 的彎曲振動（ 2, H-O-H bending）出現在1595 cm−1。請估計 1 和 2 對應的波長，以及 1/ 2 的能量比。（10 分）