民國114年 高考三級 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 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
苯的正常沸點為353.24 K，且液態苯在25℃時的蒸氣壓為1.47×104 Pa。 另已知苯的熔化熱（enthalpy of fusion）為9.95 kJ mol-1，而固態苯 在−40℃時的蒸氣壓為203 Pa。假設汽化熱與昇華熱不隨溫度而變，試估 算： 苯的汽化熱（enthalpy of vaporization）。（7 分） 苯的汽化熵（entropy of vaporization）。（5 分） 苯的昇華熱（enthalpy of sublimation）。（4 分） 苯的三相點（triple point）溫度與壓力。（10 分） 提示：克勞修斯-克拉伯隆方程式（Clausius-Clapeyron equation）： ( ) d lnP H dT RT
有一可逆化學反應式如下： ( ) ( ) k aq aq k A B 已知正反應速率常數（k1）為2(min-1)，逆反應速率常數（k2）為1(min-1)。 初始時，A 的濃度為1.0 M，且B 的濃度亦為1.0 M，反應溫度維持在 298 K。試回答下列問題： 寫出只以A 的濃度（CA）為參數的反應速率定律式（rate law），並推 導出CA 隨時間（t）變化的函數。（16 分） 計算298 K 時反應的平衡常數（K）、標準吉布士能（standard Gibbs energy, ∆G0）與平衡時的CA。（9 分） 當B 的濃度增加到1.2 M 所需要的時間為何？又此時的反應吉布士能 （∆G）為何？（10 分） 若333 K 時，該反應平衡常數為1.8，且假設298～333 K 的反應 熱（enthalpy of reaction）為定值，試求反應熱。（8 分）
電子可用來測定晶體表面的結構。為了產生繞射，電子的波長應該要與 晶格常數（lattice constant）在同一個數量級，而晶格常數一般約為3 Å。 試計算這樣的電子具有多少電子伏特（eV）的能量？已知普朗克常數 （Planck constant）為6.626×10-34Js；一個電子質量為9.109×10-31kg；一 個電子電量為1.602×10-19 C；1 Å=10-10 m。（7 分）
全釩氧化還原液流電池（VRFB）是具有潛力的儲能系統，與其相關的反 應物質在298 K 的標準生成吉布士能（ f G ）如表一。另外，以下為三 個與釩（V）相關的半反應方程式與其標準還原電位（standard reduction potentials, E0），其中式⑴與式⑶為VRFB 電池兩極主要半反應。 式⑴ 2+ + VO H e VO H O E0 = ？ V 式⑵ 2+ 3+ + VO H e V H O E0 = 0.337 V 式⑶ 3+ 2+ + V e V E0 = -0.255 V 上述資料待補齊，且已知法拉第常數（Faraday constant）為96485 C mol-1， 試回答下列問題：（每小題12 分，共24 分） 將資料有缺處補齊，亦即計算出式⑴的標準還原電位（E0）、V 2+的 f G 與V 3+的 f G 。 寫出該電池在298 K 下的全反應電動勢（E）之能斯特方程式（Nernst equation），形式為 log E A B Q C pH ，其中E 的單位為伏特 （V）；必須求出A、B 和C 的值，且A > 0、B > 0，C 未限制正負； Q 為各物質活性的關係。 表一298 K 的標準生成吉布士能（standard Gibbs energy of formation） 物質 VO2+ VO V 2+ V 3+ + H H2O ( ) f G kJ mol -446.4 -587.0 ？ ？ -237.1