108年 - 108 高等考試_三級_化學工程：物理化學（包括化工熱力學）#77913

科目：高考三級◆物理化學（包括化工熱力學、動力學） | 年份：108年 | 選擇題數：0 | 申論題數：19

試卷資訊

所屬科目：高考三級◆物理化學（包括化工熱力學、動力學）

選擇題 (0)

申論題 (19)

一、⑴凡得瓦方程式（van der Waals equation）是描述氣體壓力、溫度與體積 間關係的重要狀態方程式。請寫出凡得瓦方程式。（4 分）

⑵物質 A 的臨界溫度（TC , critical temperature）為 304 K。臨界壓力（ PC , 3 critical pressure）為 74 bar、臨界體積（VC , critical volume）為 5d2d23049f1ed.jpg 。 假設 A 的壓力、溫度與體積關係，符合凡得瓦方程式。請在壓力（P） -體積（V）圖上，畫出 A 在 290 K, 304 K 與 380 K 的等溫線圖（isotherm） （定性即可，不須計算） ，壓力範圍為 30 bar 到 100 bar，體積範圍為  10 到 500 5d2d2312c9267.jpg 。 （6 分）
⑴請畫出莫里爾圖（範圍須涵蓋固態、液態與氣態），並在圖上標示各 區域的相與三相點線（triple-point line）。 （6 分）

⑵請說明在此莫里爾圖中氣相區的等壓線（isobar）斜率恆為正值。（提 ∂H 示：在莫里爾圖中的等壓線斜率為5d2d23423fa58.jpg） （4 分）

三、⑴經由定壓力冷卻、再經定體積加熱的程序，將一莫爾的理想氣體，從 1 bar、300 K 壓縮至 5 bar、300 K。請在壓力-體積（P-V）圖上畫出此 程序。 （3 分）
⑵經由恆溫壓縮的程序，將一莫爾的理想氣體，從 1 bar、300 K 壓縮至 5 bar、300 K。請在壓力-體積（P-V）圖上畫出此程序。（3 分）
⑶此理想氣體的CV =2.5R，CP =3.5R。請計算此二個程序的 ΔU 與 ΔH。 （4 分）
四、卡諾循環（Carnot cycle）在熱力學第二定律探討中具有非常重要的地 位。請在壓力-體積（P-V）圖上畫出卡諾循環， （4 分）並說明其所包含 的四個步驟。（6 分） 代號：27260 頁次：2－2
五、阿瑞尼斯方程式（Arrhenius equation）是非常重要的動力學方程式。請 寫下阿瑞尼斯方程式，並請說明方程式中所用到的參數與常數。 （10 分）
六、⑴ pH 是由 Sorenson 於 1909 所提出，是現在最普遍用來敘述酸鹼程度 的數值。pH 的定義為何？（4 分）
⑵何謂緩衝溶液（buffer solution）？（6 分）
七、⑴電動勢（electromotive force）的單位為何？（4 分）
⑵請寫出化學反應的自由能改變與電動勢的數學關係，並請解釋數學式 中的參數與常數。（6 分）
八、原子內的電子常以四個量子數（quantum numbers）來描述，請列舉此四 個量子數，並扼要說明。（10 分）
⑴何謂共晶反應？（4 分）
⑵請畫出 A-B 二元系統相圖。溫度範圍為 50℃到 350℃，並請標示出各 相區。 （6 分）
⑴何為卡諾引擎？（2 分）
⑵做功為多少？（4 分）
⑶放熱為多少？（4 分）