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111年 - 111 經濟部所屬事業機構_新進職員甄試_化工製程：1.化工熱力學 2.化學反應工程學#116078

科目：國營事業◆1.化工熱力學 2.化學反應工程學 | 年份：111年 | 選擇題數：50 | 申論題數：0

試卷資訊

所屬科目：國營事業◆1.化工熱力學 2.化學反應工程學

選擇題 (50)

1. 下列敘述何者有誤？(A)金屬的熱傳導係數極小，氣體的熱傳導係數較大 (B)保溫瓶的設計在一雙層坡璃壁間抽去空氣，是為了降低熱傳導及對流作用 (C)壓力鍋是使用一密閉鍋內的氣壓增加而提高水的沸點 (D)黑色物體較白色物體容易吸收輻射能
2. 有A、B兩液體，其密度分別為d1及d2。現將兩液體混合，混合液體密度為(d1 +2d2 )/3。假設混合液體為理想溶液，則A、B兩液體原來體積比為何？ (A) 5:1 (B) 4:1 (C) 3:1 (D) 2:1
3. 對質量相同初溫也相同的鐵塊及水加熱，使兩者吸收相同熱量後，再把鐵塊投入水中，則在鐵塊和水之間熱量傳播方向為何？(鐵的比熱為0.11 cal/g/℃) (A)由鐵傳向水 (B)由水傳向鐵 (C)不發生熱傳播 (D)無法判斷
4. 某定量理想氣體在 3 atm 下，由 2 L 可逆等壓膨脹至 8 L，內能變化量為 15 cal，則此過程吸收之熱量為多少 cal？(1 atm‧L = 24.22 cal) (A) 451 (B) 251 (C) 33 (D) 3
5. 理想溶液中，某一組成之蒸氣壓與其在溶液中之濃度的關係，可用下列何種定律描述？ (A)查理-蓋呂薩克定律 (Charle and Gay-Lussac’s law) (B)勞特定律 (Raoult’s law) (C)亨利定律 (Henry’s law) (D)波以耳定律 (Boyle’s law)
6. 在100 ℃環境下，A與B的混合液體中，A的莫耳分率為0.4，若達氣液平衡，則氣相中A的莫 耳分率為多少？(A對B的相對揮發度為4.5) (A) 0.75 (B) 0.65 (C) 0.55 (D) 0.45
7. 有關可逆過程之描述，下列何者有誤？ (A)是一個無窮小變化的過程 (B)可逆過程中，系統與外界隨時保持平衡狀態 (C)可逆過程中，系統的熵變化必等於零 (D)卡諾循環不包括等壓膨脹
8. 冰箱及冷氣機的構造均含有壓縮機、凝結器、膨脹閥、汽化器等4部分，另外還需用到冷媒。其中，冰箱用以冷卻食物的構造部分為何？(A)壓縮機 (B)凝結器 (C)膨脹閥 (D)汽化器
9. 下列敘述何者正確？ (A)兩物體之溫度相等時，質量大者含熱比較多 (B)兩物體達熱平衡時，無論體積、材料或質量是否相同，其溫度必相等 (C)兩物體互相比較，溫度高者含熱量比較多 (D)兩物體互相比較，溫度相同其含熱量必相同
10. 吉布氏自由能(Gibbs Free Energy)之定義為何？ (A) G = E - TS (B) G = H - TS (C) G = H + TS (D) G = E + TS
11. 質量Ma，比熱Sa，溫度Ta的物質A，與質量Mb，比熱Sb，溫度Tb的物質B相接觸，產生熱交互作用時，若熱由A流向B，則下列何者正確？ (A) Ma ＞ Mb (B) Sa ＞ Sb (C) Ta ＞ Tb (D) MaSa ＞ MbSb
12. 下列敘述何者有誤？(A) H2較HN3更接近理想氣體行為(B)凡得瓦方程式(P + an2 /V2 )(V－nb) = nRT的a和b都大於零(C)當真實氣體分子間引力起主要作用時，壓縮因數Z(Compressibility factor)小於1(D)物質狀態在臨界點(Critical Point)時，性質為氣、液、固三相共存

13. 內能(E )，焓(H)，壓力(P)與體積(V)之關係，下列何者正確？ (A) △H = E + PV (B) △H = △(E + PV) (C) △H = P△V (D) H = PV
14. 有關路徑函數，下列何者正確？ (A)焓( H )的變化量與系統的變化過程無關 (B)功( W )的變化量與系統的變化過程無關 (C)熵( S )的變化量與系統的變化過程有關 (D)內能( E )的變化量與系統的變化過程有關
15. 液態丙烯從絕熱管線洩漏到大氣時，關於洩漏點溫度變化，下列何者正確？ (A)溫度下降 (B)溫度不變 (C)溫度上升 (D)溫度先上升後下降
16. 純水於開放系統中，下列何者有誤？ (A)蒸發在任何溫度下皆可進行 (B)沸騰須在某一特定溫度才可進行 (C)蒸發時水溫度會下降 (D)沸騰後溫度維持恆定
17. 下列何者氣體壓縮因數Z(Compressibility factor)最接近1？ (A) 30 atm，25℃ (B) 20 atm，25℃ (C) 30 atm，50℃ (D) 1 atm，50℃
18. 某物質室溫露點壓力5 atm，泡點壓力8 atm。穩定時，於封閉容器液體頂部空間的氣體壓力為 多少atm？ (A)小於5 (B) 5 (C) 5到8之間 (D)大於8

19. 單原子理想氣體之CV = R，請問Cp = ？(R = 1.987 cal/k/mole) (A) 6.955 (B) 4.968 (C) 2.981 (D) 1.987
20. 要將1 kg、50 ℃純水加熱成150 ℃ 水蒸汽，請問須提供多少熱量(KJ)？(水比熱4 KJ/kg/k，100 ℃ 水的汽化熱2257 KJ/kg，水蒸汽比熱2 KJ/kg/k) (A) 8599 (B) 5338 (C) 5216 (D) 2557
21. 在100 ℃下，苯蒸氣壓為1357 mmHg，甲苯蒸氣壓為558 mmHg。假設苯及甲苯形成理想溶液 ，若溶液在760 mmHg及100 ℃下沸騰，求溶液中苯莫耳分率？ (A) 0.721 (B) 0.451 (C) 0.253 (D) 0.161
22. 正己烷在68.7 ℃沸騰，其在此溫度之恆壓汽化熱為6896 cal/mole。液體汽化為可逆程序，求每莫耳正己烷之熵變化為多少cal/k/mole？ (A) 30.18 (B) 20.18 (C) 10.18 (D) 5.18
23. 一莫耳理想氣體從P1、V1、T1 分別經(1)絕熱可逆膨脹到P2、V2、T2；(2)絕熱恆外壓下膨脹到 P’2、V’2、T’2。若P2 = P’2，請問下列何者正確？ (A) T’2 = T2，V’2 = V2，S’2 = S2 (B) T’2 ＞ T2，V’2 ＜ V2，S’2 ＜ S2 (C) T’2 ＞ T2，V’2 ＞ V2，S’2 ＞ S2 (D) T’2 ＜ T2，V’2 ＜ V2，S’2 ＜ S2
24. 有關熱力學第二定律之敘述，下列何者有誤？ (A)熱不可能自行從低溫物體傳給高溫物體 (B)不可能從單一熱源吸熱使之完全變為有用的功而不引起其他變化 (C)自發過程都是不可逆的 (D)熱力學系統從一個平衡態到另一個平衡態過程中，若過程不可逆，則熵減少
25. 一莫耳理想氣體在1 atm下自0 ℃加熱至100 ℃，求其所作之功為多少cal？(R = 1.987 cal/k/mole) (A) 298.7 (B) 198.7 (C) 98.7 (D) 8.7

26. 不均勻催化反應通常有以下幾個步驟，①固/液界面間擴散；②觸媒孔隙間擴散；③吸附；④化學反應；⑤脫附，依發生順序排列為何？(A) ①②③④⑤②①(B)②①③④⑤①② (C)①③②④②⑤①(D) ① ②④③⑤ ④② ① 
27. 觸媒之吸附好壞影響反應轉化率，故觸媒孔隙表面積是觸媒評定的重要參數，下列敘述何者 有誤？ (A)當觸媒體積或重量固定時，增加孔隙的表面積可以提高觸媒活性 (B) BET方法使用氮氣，是常用的表面積測定方法 (C)可盡量選用表面積較大的觸媒 (D) BET量測固定表面單層吸附的量以推算其表面積，並非催化作用的表面積
28. 有一個化學反應以下列反應機構進行：(1) A+B→C(快)；(2) B+C→D+E(慢)；(3) D+F→A+E(快) ，下列敘述何者正確？ (A)此反應的化學計量方程式是2B+F→2E (B)此反應的化學計量方程式是B+C→D+E (C)此反應以B為觸媒 (D)此反應的速率=k[A][B]
29. 下列各化學平衡中，何者之平衡常數Kc = Kp？(A) N2(g)+2O2(g)⇌2NO2(g) (B) H2O(g)+CO(g)⇌H2(g)+CO2(g) (C) N2O4(g)⇌ N2(g)+2O2(g) (D) N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
30. 有一氣相反應4[A](g)+[B](g)→ 2[C](g)+2[D](g)，其正向反應速率式r = [A][B]，若將[A]及[B]之分壓均加倍時，反應速率應變為原有之幾倍？ (A) 0.25 (B) 2 (C) 4 (D) 8

31. 溶在四氯化碳的N2O5，依下式分解是一級反應，2N2O5→ 4NO2+O2，反應開始的初濃度為1.00 mol/L，3小時後N2O5 的濃度降至1.21✖10-3 mol/L，請問N2O5的半生期為幾分鐘？ (A) 1.11 (B) 1.85 (C) 11.1 (D) 18.5

32. 假設有一反應，在有觸媒的情況下會發生，無觸媒存在的情況下也會發生，只是反應速率不一樣：，下列敘述何者有誤？ (A) K代表觸媒 (B)整體反應速率= k2CACk (C)利用-ln(CA/CA0)對時間作圖，可得(k1+k2Ck) = kobserved (D)再以kobserved對Ck作圖，可得k1與k2
33. 有一個一級的液相反應 A→C，在連續攪拌反應器(CSTR)中進行，其反應速率式為 -rA= 0.4CA mol/(m3 ·s) ，反應器體積為3 m3 ，反應過程中體積不變，入口處的轉化率XA0 = 0，A濃度CA0 = 1 mol/m3 ， 體積流率= 1 m3 /s，請問其出口處A的轉化率XA為多少？ (A) 0.33 (B) 0.44 (C) 0.55 (D) 0.66
34. 有一個一級的液相反應A→C，在柱狀反應器(PFR)中進行，其反應速率式為 -rA = 0.4CA mol/(m3 ·s) ，反應器體積為3 m3 ，反應過程中體積不變，入口處的轉化率XA0 = 0，A濃度CA0 = 1 mol/m3 ， 體積流率= 1 m3 /s，請問其出口處A的轉化率XA為多少？ (A) 0.55 (B) 0.60 (C) 0.70 (D) 0.75

35. 有一個一級的液相反應A→C，先在一個連續攪拌反應器(CSTR)中進行，接著在一個柱狀反應器(PFR)中進行，其反應速率式為 -rA = 0.5CA mol/(m3 ·s)， CSTR與PFR體積相等，都是0.5 m3 ，反應過程中體積不變，入 口處的轉化率XA0 = 0，A濃度CA0 = 1 mol/m3，體積流率=1 m3 /s，請問PFR出口處A的轉化率XA為多少？
(A) 0.277 (B) 0.377 (C) 0.477 (D) 0.577
36. 有一液相反應A→ C，其反應速率式為 -rA = kCA2，在連續攪拌反應器(CSTR)中進行，入口處的轉化率XA0 = 0，出口處的轉化率XA = 0.4，若其他條件不變，反應器容積改為原來的 5倍，其出口處A的轉化率XA’ 為多少？(A) 0.33 (B) 0.44 (C) 0.55 (D) 0.66
37. 一般來說，反應器設計在尺寸較小時可視為理想反應器，放大後常會發生偏差，請問下列敘述何者有誤？(A)發生短路(Short-circuiting)現象時，轉化率較理想反應器低(B)若反應流體為微觀流體(Micro fluid)，通常較接近理想反應器 (C)若反應流體為巨觀流體(Macro fluid)，通常只有表面部分有反應機會 (D)流體流入反應器不易攪拌到的角落，稱之為停滯流體(Stagnant fluid)，幾乎不反應
38. 在考慮反應器的成本時，通常取決於容積的大小，比較連續攪拌反應器與柱狀反應器，若兩者在進料速率與進料濃度皆相同的情形下，下列敘述何者有誤？ (A)當轉化率小時，反應器所需容積比的大小與反應器形式變化影響較大 (B)零級反應時，兩種反應器的大小一樣 (C)兩種反應器所需容積的比值皆隨著反應級數的增加而增加 (D)對任何正級的反應而言，柱狀反應器所需容積均小於連續攪拌反應器

39. 在複雜反應中，通常需要兩個以上的速率式來表達，期望希望產物多，不希望產物少，請問下列並行反應選擇率為何？ (A) (B) (C) (D)

40. 若有一個A+B液相反應，不只生成希望產物，同時會生成不希望產物。其選擇率，請問下列反應器與接觸方式配置何者最佳？ (A)(B)(C)(D)
41. 有關觸媒的基本性質，下列敘述何者有誤？ (A)觸媒可以加速反應，也可以減慢反應 (B)觸媒組成除了活性物質，有時會包括抑制劑(Inhibitors) (C)相同成分的觸媒具有相同的活性 (D)觸媒可以是流體或固體，前者常屬勻相反應，後者常屬不勻相反應
42. 吸附有兩種，分別是物理吸附及化學吸附，有關兩者之性質，下列敘述何者有誤？ (A)物理吸附的吸附熱低於化學吸附 (B)化學吸附是多層覆蓋 (C)物理吸附是可逆性 (D)化學吸附速率先快後慢
43. 大多數固體觸媒的活性會隨時間降低，如發生老化或中毒，為延長觸媒壽命，必須根據可能 發生原因，採取預防的因應措施，關於可能的預防措施，下列敘述何者有誤？ (A)添加抑制劑、促進劑或接合劑改善觸媒性質 (B)在反應器前加設護反應器或純化裝置 (C)在蒸汽重組反應根據進料條件調整蒸汽用量 (D)媒裂觸媒欲研發外面孔隙小而裡面孔隙大的觸媒避免吸附重金屬
44. 有一氣相反應3A+4B→5C+6D，反應速率 -rA =kACACB，若kA=50 m3 /(mol·s)，則kC為多少m3 /(mol·s)？ (A) 30 (B) 33.3 (C) 83.3 (D) 100
45. 在A+B→ D+E反應中，A與B先形成活化錯合物C*，再由C*分解為D及E，C*較(A+B)能量高40仟卡，C*較(D+E)能量高55仟卡，下列敘述何者正確？(A) A+B→D+E反應之活化能為40仟卡 (B) A+B→D+E反應之活化能為15仟卡 (C)此反應為吸熱反應 (D)反應熱為95仟卡

46. 一般反應速率常數k與溫度T之關係可以此通式k =表示，請問根據下列哪個理論 m=1？ (A)碰撞理論 (B)過渡狀態理論 (C)阿瑞尼士方程式 (D)勒沙特列原理
47. 觸媒無法改變下列何者？ (A)反應活化能 (B)反應熱 (C)反應速率常數 (D)到達平衡的時間

48. 哈柏法於350 atm及500℃有觸媒存在下，N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g)，請問利用什麼方式反而不利於氨的產量增加？(A)增加反應壓力 (B)增加氮氣濃度 (C)使氨產物先液化 (D)增加反應溫度
49. 常見工業用反應器有固定床反應器、移動床反應器、流體化床反應器、漿體反應器等，有關各種反應器特點，下列敘述何者有誤？(A)固定床中流體流動近似柱狀流(Plug flow)，不介意觸媒的尺寸大小與粒徑分布 (B)移動床反應器兼具固定床反應器及流體化床反應器的優點 (C)觸媒裂解反應，利用流體化床反應器搭配再生器以移除觸媒上的積碳，增加轉化率 (D)漿體反應器中有大量的液體可吸收反應熱，熱回收比較容易
50. 細胞內有許多酵素(Enzymes)，催化細胞體內的化學反應，下列敘述何者有誤？(A)酵素通常具有高度的專一性 (B)酵素發酵反應一般在常溫發生 (C)酵素是蛋白質分子，過高的溫度、強酸、強鹼或有機溶劑等因素，均會使酵素喪失功能 (D)酵素反應在高反應濃度時，反應速率與反應物濃度成正比

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