民國114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114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 5 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

請畫出純物質的T（溫度）-S（熵）圖，標示出氣相、液相、固相與三 相線（triple line），並請說明此三相線是水平線、斜線或曲線？為什麼？ （8 分） 請畫出純物質的H（焓）-S（熵）圖，標示出氣相、液相、固相與三 相線（triple line），並請說明此三相線是水平線、斜線或曲線？為什麼？ （12 分）

第2題

下圖是T（溫度）-S（熵）圖，在此圖上標示了卡諾循環（Carnot cycle） 的四個可逆反應的程序。1→2 是在TH 的等溫膨脹程序，2→3 是等熵膨 脹程序，3→4 是在TC 的等溫壓縮程序，4→1 是等熵壓縮程序，系統在 此四個程序後回到原來的狀態。卡諾引擎（Carnot engine）依照此卡諾循 環運作。 以理想氣體為工作流體。請在P（壓力）-V（體積）圖上，標示此卡 諾循環。（8 分） 請問使用理想氣體的卡諾引擎的熱效率為何？（4 分） 請寫出描述氣體行為的凡德瓦狀態方程式（Van der Waals equation of state）。（4 分） 請問使用遵循凡德瓦狀態方程式的凡德瓦氣體為工作流體的卡諾引 擎與使用理想氣體的卡諾引擎的熱效率是否相同？為什麼？（4 分）

第3題

在定壓與定溫的狀態下，一個A-B 二元系統的液體，其莫爾焓（molar enthalpy）可以由以下的方程式表示：H=600xA+400xB+xAxB(20xA+40xB)， 此H 的單位為J/mol。 此液體是否為理想溶液（ideal solution）？為什麼？（8 分） 請寫出部分莫爾性質（partial molar property）的數學定義式子。（4 分） 當xB=0.4，B 的部分莫爾焓 B H 的值為多少？（8 分）

第4題

電動車的發展非常迅速，電池是電動車非常重要的部分。電池的結構有 陽極（anode）、隔離膜（separator）與陰極（cathode），或者有正極（positive electrode）、隔離膜與負極（negative electrode）。 何謂陽極、陰極、正極與負極？（8 分） 在充電（charge）及放電（discharge）時，陽極及陰極與正極及負極的 關係為何？為什麼？（12 分）

第5題

化學反應的速率，通常會區分成一級反應（first order reaction）、二級反 應（second order reaction）、三級反應（third order reaction）等。 幾級反應是依據什麼來訂？（4 分） CH3CHO→CH4+CO 是否就是一級反應？3KClO→KClO3+2KCl 是否 就是三級反應？為什麼？（4 分） 半生期（half-life period）是指產物反應一半所需的時間。有個一級反 應，其反應速率常數為k1，此一級反應的半生期為何？它與起始濃度 的關係為何？（12 分）