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100年 - 100 高等考試_三級_化學工程：物理化學（包括化工熱力學）#27204

科目：物理化學（包括化工熱力學） | 年份：100年 | 選擇題數：0 | 申論題數：15

試卷資訊

所屬科目：物理化學（包括化工熱力學）

選擇題 (0)

申論題 (15)

⑴計算出上述反應在 25℃下之標準自由能( ΔG0 )。（10 分）
⑵計算出上述反應在 25℃下之反應平衡常數。（5 分）
⑶請解釋上述反應在 25℃下是否為一自發性反應。（5 分） 物質 0 ΔHf (kJmol-1 ) 0 ΔS (JK-1 mol-1 ) Fe2O3(s) -826 90 Fe(s) 0 27 O2(g) 0 205 （R＝8.3145 JK-1 mol-1 ；計算時請注意單位）
⑴請利用積分方式，由反應速率定律式，推導出反應時間與濃度變化關係。
⑵請推導出此反應之半生期t1/2與反應起始濃度之關係。
三、將 2 莫耳之單原子理想氣體，從狀態 A（壓力 = 2atm，體積 = 10L），改變至狀態 B（壓力 = 2atm，體積 = 30L），之後又改變至狀態 C（壓力 = 1atm，體積 = 30L）。 請分別計算出經由 A→B 及 B→C 兩個不同路徑，其功（work; W）、熱量（heat; q）、 內能（internal energy; ΔE）及焓（enthalpy; ΔH ）的值。（20 分） （請以焦耳J作為單位; 1L⋅atm = − 35.101 J ; R＝8.3145 JK-1 mol-1 ）
⑴在此狀態下（尚未到達平衡），計算此時反應之自由能(ΔG)為多少？（10 分）
⑵在此狀態下，是否為自發性反應，請解釋。（5 分） 
⑴請計算出在固定體積下，加熱後，氣體的溫度為何？而內能(U) 的變化為何？ （10 分）
⑵請計算出在固定壓力下，加熱後，氧氣的溫度為何？而內能(U) 的變化為何？ （10 分）
⑴石墨烯（graphene）
⑵超導體之臨界溫度（superconductor critical temperature）
⑶半導體之能隙（band gap）
⑷超臨界流體（supercritical fluid）
⑸單位晶體（unit cell）