民國113年 地方三等 化學工程 物理化學(包括化工熱力學、動力學)考古題

民國113年 地方三等 化學工程 物理化學(包括化工熱力學、動力學)收錄考選部官方試題,共 6 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

0.5莫耳的氮氣在活塞/汽缸裝置中進行可逆絕熱膨脹(reversibly adiabatic expansion),其初始狀態為500 K、600 kPa,膨脹後體積為初始體積的4 倍。假設在此過程中氮氣可視為理想氣體(ideal gas),其定壓莫耳熱容 (constant-pressure molar heat capacity, CP)為29.12 J∙mol−1∙K−1,氣體常 數(gas constant, R)為8.314 J∙mol−1∙K−1。 計算膨脹後氮氣的溫度與壓力。(10 分) 氮氣為系統,計算此熱膨脹程序的功(work)和焓變化(enthalpy change)。(15 分)

第2題

N2O5 分解反應, rk 2N O (g) 4NO (g)+O (g) ,推測其反應機構如下: k k N O NO +NO k NO +NO NO+O +NO k NO+NO 2NO 請以穩定狀態近似法(steady-state approximation)推導反應速率定律 式(rate law)。(15 分) 實驗數據顯示,55℃下N2O5 分解之反應速率常數(kr)為1.7×10−3 s−1, 計算其半衰期(half-life)。(10 分)

第3題

鐵與硫酸銅於進行氧化還原反應, Fe+CuSO FeSO +Cu ,在25℃、 1atm 下,鐵與銅之標準還原電位(standard reduction potential)分別為 −0.44 V 和0.34 V。法拉第常數(Faraday constant)為96485 C mol−1。計 算此反應之平衡常數。(15 分)

第4題

請以分子之電子能階觀點,圖示說明螢光(fluorescence)與磷光 (phosphorescence)之發生機制。(10 分)

第5題

在25℃時,一瓶裝有2 公升的汽水中,瓶中CO2分壓為3 大氣壓。已知CO2 在此溫度下之亨利常數(Henry’s constant)為3.3×10−² mol/L∙atm,計算 汽水中含有多少克之CO2。(C 的原子量為12,O 的原子量為16。) (15 分)

第6題

說明卡諾熱機(Carnot engine)熱效率與高溫熱槽(hot reservoir)和低 溫熱槽(cold reservoir)溫度之關係,並說明實際上熱機效率無法達到 100%。(10 分)