113年 - 113 四技二專統測_化工群_專業科目(一)：基礎化工、化工裝置#125703

1. 一般的固體可以分為結晶性固體(簡稱晶體) 與非結晶性固體(簡稱非晶體) ，對於
立方晶系的敘述，下列何者錯誤？(A) 構成單位晶格的三邊長( a、b、c )稱為晶軸，且a=b=c(B) 各晶軸間的夾角稱為面角，且三個面角都等於90o(C) 單位晶格內的球體數目以面心立方晶格(face - centered cubic lattice )最多(D) 體心立方晶格( body - centered cubic lattice )的裝填分率( packing fraction)最大

2. 大明在常壓下，測量一定量的理想氣體，測量結果顯示該理想氣體在室溫 27℃ 時的體積為240mL。如果溫度上升到127℃時，此理想氣體的體積會變為多少mL？ (A) 280 (B) 320 (C) 360 (D) 400

3. 一位大學新生在校外租屋，房間的電壓為 110 V，買了一個上限為15A的延長線來使用。他另有 800 W 的電熱水壺、1200W的電暖爐、500W的桌上型電腦、800W的電鍋、5W的手機充電器和65W的筆記型電腦充電器，現在同時連接多種電器於上述延長線，並開啟電器開關，則下列何種使用情形不會發生過載的意外？
①使用電熱水壺與電暖爐
②使用電熱水壺與電鍋
③使用電鍋與桌上型電腦，並對筆記型電腦充電
④使用電熱水壺與電鍋，並對手機充電
⑤使用電暖爐，並對筆記型電腦充電
⑥使用電熱水壺與電鍋，並同時對手機與筆記型電腦充電(A) ①②③④ (B) ①②⑤⑥ (C) ②③④⑤ (D) ③④⑤⑥

4. 關於吸附與吸附理論的敘述，下列何者正確？(A) 化學吸附在低溫時較容易發生(B) 朗謬(Langmuir)吸附理論適用於單層吸附的系統(C) 發生化學吸附時，易形成多層吸附(D) 物理吸附與化學吸附皆為不可逆過程

5. 下列關於反應速率的敘述，何者正確？(A) 反應過程中所需破壞的化學鍵越多，反應速率越快(B) 溫度升高時，吸熱反應的反應速率上升，而放熱反應的反應速率下降(C) 催化劑可改變反應途徑，使反應進行所需之活化能減少(D) 反應速率常數的單位固定，不隨反應級數而改變

6. 有一間生技食品工廠，每天生產維生素C水溶液。已知進料共 8000 kg，固含量為 30%( 重量 百分率 )，經過濃縮後，固含量提升到80%( 重量百分率 )，故在過程中需要移除多少kg的水？ (A) 3500 (B) 4000 (C) 4500 (D) 5000

7. 針對理想氣體與真實氣體的性質，下列敘述何者錯誤？ (A) 一般而言，在高壓、高溫下，真實氣體表現的性質與行為，比較接近理想氣體 (B) 非極性且分子量小的氣體分子，表現的性質與行為，比較接近理想氣體 (C) 壓縮因子( compressibility factor)可用來說明真實氣體偏離理想氣體性質與行為的程度 (D) 理想氣體分子間的碰撞為完全彈性碰撞，真實氣體分子間的碰撞為非完全彈性碰撞

8. 小華在20℃利用落球黏度計進行實驗，已知密度為9.0g/ cm³的金屬球，在 20℃ 蒸餾水中降落一段距離需要70s；相同的金屬球，在某液體(密度為2.0g/cm³ )中降落同一段距離需要10s，則該液體之黏度為多少cP？
(已知20℃蒸餾水的黏度為1cP，密度為1.0g/ cm³ ，且兩次實驗皆符合史托克定律) (A) 0.050 (B) 0.075 (C) 0.100 (D) 0.125

9. 關於液體性質的敘述，下列何者錯誤？(A) 液體的蒸氣壓與溫度有密切的關係，溫度越高，液體蒸氣壓就越高(B) 在 20℃下，乙醇、丙酮與水的蒸氣壓大小順序為：水＜乙醇＜丙酮(C) 外界壓力的變化會影響到液體的沸點，外界壓力越大時，液體的沸點會上升(D) 液體分子間的吸引力越大，其表面張力就越大，當溫度上升時，表面張力也隨之上升

10. 每一種氣體因化學結構不同或分子間的吸引力不同，進而有不同的臨界性質。已知氧氣 ( O₂ ) 、甲烷 ( CH₄ ) 、二氧化碳(CO₂ )與氦氣( He )的臨界溫度分別為T₁、T₂、T₃與 T₄，則下列何者正確？ (A) T₁＞T₂＞T₃＞T₄ (B) T₃＞T₂＞T₁＞T₄ (C) T₃＞T₁＞T₄＞T₂ (D) T₁＞T₃＞T₂＞T₄

11. 小明在化學實驗室以毛細管上升法( capillary rise method)測定某一液體之表面張力，已知室溫為 25℃，液體之密度為 0.8 g / cm 3。小明將半徑 0.016 cm 的毛細管插入液體中，發現液面上升 4.0 cm，假設接觸角很小，可視為 0 o，則此液體在 25℃ 之表面張力約為多少dyne / cm？(已知，γ = ( ρ× g × h × r)/( 2 × cos θ)，γ 為表面張力，ρ 為液體密度， g為重力加速度，h為上升高度，r為毛細管半徑，θ 為接觸角) (A) 15.0 (B) 20.0 (C) 25.0 (D) 30.0

12. 二氧化碳為溫室氣體之一，固態的二氧化碳俗稱乾冰，可用於迅速降溫或製造煙霧。 不同相的二氧化碳具有不同的特性與用途，可由相圖來觀察不同壓力與溫度下的物質相態，而自由度可決定系統獨立變數的數量。下列關於相圖與自由度的敘述，何者錯誤？ (A) 固相、液相和氣相平衡共存的點，稱為三相點 (B) 臨界點所對應到的溫度稱為臨界溫度，對應到的壓力稱為臨界壓力 (C) 自由度隨著成分數目下降與相數增加而下降 (D) 二氧化碳達到固相氣相平衡狀態時，此系統的自由度為0

13. 於 25℃ 下，已知 Zn + Cu²⁺  → Zn ²⁺ + Cu 的標準電壓為 1.10 V，若鋅離子濃度為銅離子濃度的10倍，則此電池的平衡電位差為何？ ( log10 1) = (A) 1.04V (B) 1.07V (C) 1.10V (D) 1.13V

14. 金屬在溶劑中發生氧化反應而生鏽，此現象稱為腐蝕，是導致儀器裝置損耗的重要原因之一。關於腐蝕的敘述，下列何者錯誤？ (A) 陰極保護法為利用還原電位較低的金屬作為陽極，以保護陰極不被腐蝕 (B) 利用電鍍來避免腐蝕時，被鍍金屬置於陰極 (C) 防蝕的原則為隔絕水或空氣接觸易被腐蝕的金屬 (D) 將金屬表面塗滿乾性油脂會加速腐蝕反應的進行

15. 使用某電流電解熔融氫氧化鈉，經過 30 min 後可獲得 414 g 的金屬鈉。若使用相同電量進行電解，大約可使硫酸銅溶液析出多少g的銅？ (假設電流效率皆為 100%；原子量：Na=23、Cu=63.5 ) (A) 9 (B) 207 (C) 572 (D) 1134

16. 已知某零級反應經過100 s後，濃度由4.0M降至2.0M。則此反應之速率常數，以及再經過50 s後的反應物濃度分別為何？(A) 0.01M/s，3.0M (B) 0.02M/s，1.5M(C) 0.02M/s，1.0M (D) 0.01M/s，2.5M

17. 當過量反應物的轉化率為80%時，可以獲得生成物C多少kg？(A) 1120 (B) 1280 (C) 1440 (D) 1600

18. 從反應器可以取出生成的 D 和未消耗的 A 所形成的混合物，且已知 D 的重量佔此混合物的 75 %。接著以4000kg / h 的流率將混合物送入蒸餾塔中，操作後可在塔頂與塔底分別得到產物。若塔頂產物中的 D 佔98% (重量百分率)，且塔底產物中的 A 佔 95% (重量百分率)， 則每小時得到的塔頂產物約為多少kg？ (A) 3010 (B) 2950 (C) 990 (D) 970

19. 若學生先連接恆溫裝置至水槽，保持槽中的水溫與室溫相同，再將試管壓入水中，並非常慢地降低其高度，預期會發生下列何種情形？ (A) 活塞將會固定在原位置，保持不動 (B) 活塞將會往試管內部(管底)滑動 (C) 活塞會先往外移(管口)，之後停在管口不動 (D) 活塞會先往外移(管口)，之後彈出試管可滑動活塞

20. 若學生改用隔熱瓶作為潛水艇，另也尋找一個適當尺寸且能隔熱的活塞，依相同步驟先封入氣體。之後仍然保持槽中的水溫與室溫相同，再將隔熱瓶壓入水中，並非常慢地降低其高度，則氣體溫度會如何變化？ (A)等於水溫 (B)低於水溫 (C)高於水溫 (D) 先降後升

21. 經老師檢查後，發現圖中有錯誤。學生可以如何修改？(A) 更換控制閥的種類(B) 交換溫度感測器與溫度指示控制器的位置(C) 溫度感測器與溫度指示控制器之間應修改成氣壓信號線(D) 交換溫度感測器與溫度轉換器的位置

22. 原圖出現了符號 ，其中的P應直接相關於下列哪個含有字首P的專有名詞？(A) 壓力( pressure )(B) 程序變數( process variable )(C) 比例積分控制器( proportional-integral control)(D) 設定點(set point)

23. 依據書本的說明，要先製作一支玻璃電極，需要以高分子塞封住底部，將飽和的氯化鉀溶液注入玻璃管中，再放入銀線至表面穩定，即完成此電極。根據能斯特 ( Nernst ) 方程式來判斷，此電極的電位在定溫下維持不變的主要理由為何？ (A) 所產生的氯化銀之孔隙度固定不變 (B) 所產生的氯化銀之厚度固定不變 (C) 氯離子的濃度達到飽和 (D) 鉀離子的濃度達到飽和

24. 接著將自製的電極和甘汞電極都接到三用電表，則此電表應該切換到哪一種檔位，才能用於測量pH值？ (A) 直流電壓檔位 (B) 直流電流檔位 (C) 交流電壓檔位 (D) 電阻檔位

25. 在使用自製的 pH 計之前，需要先校正，因此取來 pH = 4 的酸性溶液和 pH = 10 的鹼性溶液，分別進行測量。已知測量 pH = 4 的溶液時，電表上呈現的值為 X，測量 pH = 10 的溶液時，電表上呈現的值為 Y。若使用此自製 pH 計測量中性的水，電表上得到的值為Z，則下列何者正確？ (已知 X、Y、Z 均為正值) (A) X＞Z (B) Y＞Z (C) X=Z (D) Y=Z

26. 下列有關蒸餾的敘述，何者正確？ (A) 簡單蒸餾是一種批次進料的蒸餾方法，在蒸餾過程中，餾出液的濃度維持固定 (B) 在連續式精餾操作中，回流比(reflux ratio)恆小於1 (C) 當連續式精餾操作為全回流時，所需蒸餾板數最少，此時板的數目稱為理論板數 (D) 汽液平衡相圖是蒸餾設計的基礎，在二成分汽液平衡相圖中，可由泡點線獲得平衡液相的組成

27. 下列有關濕度的敘述，何者正確？ (A) 相對濕度的定義為在一特定溫度下，空氣中水蒸氣的分壓與飽和水蒸氣壓相比的百分率， 又可稱為百分濕度 (B) 對於一未達飽和的濕空氣，可由該濕空氣在濕度圖上的位置，沿著絕熱冷卻線與百分濕度線為100%的線段相交，該交點的溫度，即為該濕空氣的露點 (C) 乾濕球濕度計透過量測乾球溫度與濕球溫度的差，來進行濕度測量，其中濕球溫度接近濕空氣的露點溫度，且乾濕球溫度差距愈小，濕度愈高 (D) 在無加熱情況下，一未達飽和的濕空氣，經絕熱飽和增濕操作後，氣體溫度一定會降低

28. 有一管長 L 之雙套管熱交換器，熱流體和冷流體在管內溫度變化如圖 ( 四 ) ，則下列敘述何者正確？

(A) 熱流體由a流至b，冷流體由a流至b (B) 熱流體由a流至b，冷流體由b流至a (C) 熱流體由b流至a，冷流體由a流至b (D) 熱流體由b流至a，冷流體由b流至a

29. 化學工業在台灣產業發展上扮演十分重要的角色，當化學工業涉及物理變化時，稱為單元操作；涉及化學變化時，稱為單元程序。下列哪一項不涉及化學變化？ (A) 硝化( nitration) (B) 過濾(filtration) (C) 重組(reforming) (D) 發酵(fermentation)

30. 一工程師預計進行混合物分離程序的設計，在一特定溫度下，成分 A、B、C 與 D 的飽和蒸氣壓各別為 100 kPa、150 kPa、200 kPa 與 250 kPa，假設所形成的二成分混合物滿足道耳吞分壓定律與拉午耳定律，且無共沸發生，若相對揮發度與溫度無關，下列四組 二成分混合物中，哪一組最容易利用蒸餾方式進行分離？ (A) A與B (B) A與C (C) B與C (D) B與D

31. 下列有關吸收或吸附的敘述，何者正確？ (A) 吸收操作在氣體的溢流速度(flooding velocity)時，有高氣體流量，是填充塔最適當的操作點 (B) 氣體溶解度為吸收操作的關鍵性質，一般而言，操作在高溫與高壓有利氣體溶解度的增加，有助吸收進行 (C) 吸附與吸收最主要的差別，在於吸附劑必須為固體，而吸收劑必須為液體 (D) 固定床式吸附裝置廣泛使用於工業上氣體吸附處理，常以兩組塔槽交替方式進行吸附和脫附再生操作

32. 下列有關乾燥的敘述，何者正確？(A) 相較於多孔性的固體，缺乏孔洞的固體，其恆速乾燥期短，甚至沒有恆速乾燥期(B) 乾燥過程中，可分為起始期、恆速期與減速期，其中恆速期的終點，其含水量為物料能自由移除水分的極限值，稱為自由含水量(C) 臨界含水量指的是物料與乾燥媒介( 例如熱空氣)達到平衡時，物料所能乾燥的極限量(D) 高含水量的固體，例如含水量大於10%，最適合利用流體化床乾燥器進行乾燥

33. 有一百分濕度為 20%的空氣，其中乾空氣為 10 kg，預計批次用於不同物料的乾燥，該乾燥裝置為恆溫操作，乾燥前後空氣溫度相同，假設乾燥前後空氣總壓維持在100 kPa，在該操作溫度下，飽和水蒸氣壓為10 kPa，則該空氣一定無法用於下列哪一種物料的乾燥操作？(A) 針對一總含水率為2.0(kg H₂O/kg乾固體)的濕紙漿，將總含水率降低至1.0(kg H₂O/kg乾固體)，假設完全乾燥後的紙漿固體重為0.4kg(B) 將一表面積為0.1m2的物料，在恆速乾燥期下，以4.5kgH₂O·h^-1·m^-2的乾燥速率進行乾燥1小時(C) 將一自由含水率為 0.3 ( kg H₂ O / kg 乾固體 ) 的藥物晶體乾燥至其平衡含水率，假設完全乾燥後的藥物晶體固體重為1.2 kg(D) 將一總含水率為0.25(kg H₂O/kg乾固體)的矽膠，移除30%的水分，假設完全乾燥後的矽膠固體重為8kg

34. 有銅 ( 10 g，比熱為 0.39 J∙ g^-1∙ K^-1 ) 、鐵 ( 9 g，比熱為 0.45 J∙ g^{- 1}∙ K^{- 1} ) 、鋁 ( 4 g，比熱為0.90 J∙ g^-1∙K^-1 )等三塊金屬，若吸收相同的熱量，則三塊金屬溫度變化量的關係為何？(A) 銅＞鐵＞鋁 (B) 鐵＞鋁＞銅 (C) 鐵＞銅＞鋁 (D) 鋁＞銅＞鐵

35. 關於三效蒸發器之壓力 ( P ) 、溫度 ( T ) 和溶液濃度 ( C ) 大小關係，下列何者錯誤？( 下標 1、2和3分別表示第一效、第二效和第三效) (A) 順向進料 (1→2→3)，P₁＞P₂＞P₃，T₁＞T₂＞T₃，C₁＞C₂＞C₃ (B) 逆向進料 (3→2→1) ，P₁＞P₂＞P₃，T₁＞T₂＞T₃，C₁＞C₂＞C₃ (C) 混合進料 (2→3→1) ，P₁＞P₂＞P₃，T₁＞T₂＞T₃，C₁＞C₃＞C₂ (D) 平行進料 (各效獨自進料 ) ，P₁＞P₂＞P₃，T₁＞T₂＞T₃，C₁＞C₂＞C₃

36. 下列有關固體輸送裝置的敘述，何者正確？(A) 帶式運送機之裝載角須大於靜止角(B) 帶式運送機較梯板運送機更適合坡度大之粉體輸送(C) 斗式升降機對於乾濕物料皆可搬運(D) 螺旋運送機適合超過50公尺之長距離運送

37. 為了改善攪拌槽內之渦漩迴轉現象，下列何者不是常用之方法？(A) 旋轉軸側伸 (B) 降低攪拌轉速 (C) 槽壁加擋板 (D) 槽內加導流管

38. 大樓頂樓水塔的水必須使用泵把水從一樓打上去，而泵是由馬達來驅動，則下列敘述何者錯誤？ (A) 流體從泵所獲得的功率稱為制動功率 (B) 泵效率是流體功率與制動功率的比值 (C) 1馬力(hp)為746瓦(W) (D) 泵的制動功率一定會大於流體功率

39. 消防局宣導微電腦瓦斯表的好處，除了計算天然氣的使用量以外，也可以防止外洩。微電腦瓦斯表是屬於哪一種流量計？ (A) 膜式氣體流量計( diaphragm gas meter) (B) 搖擺盤式體積流量計(swing - disk type volumetric flowmeter) (C) 電磁流量計( electromagnetic flowmeter) (D) 濕式氣體流量計(wet gas meter)

40. 關於固-氣分離裝置之敘述，何者錯誤？ (A) 旋風分離器 ( cyclone separator ) 讓塵粒受離心力沿管壁向下排出，乾淨氣體從中心向上排出 (B) 袋濾器(bag filter)是利用纖維布袋來過濾含塵氣體，可有效排除0.1μm以上的微粒 (C) 靜電集塵器( electrostatic precipitator)是利用靜電力把塵粒沉積在電極上來收集塵粒 (D) 工業上為節省成本，會先使用靜電集塵器，再使用旋風分離器進行固-氣分離

41. 天然氣、重油、煤炭、汽油都可以是能源載體，而能源載體的處理與應用常會涉及到反應，下列何者為均相反應？ (A) 天然氣與空氣燃燒 (B) 重油的加氫脫硫處理 (C) 煤炭與氧氣燃燒 (D) 汽油與空氣燃燒

42. 今有一含有苯與甲苯的二成分混合物，利用連續式精餾進行分離，進料物流含有苯的莫耳分率為 0.5，經連續式精餾後，塔頂苯的莫耳分率為 0.9，且進料的苯有 90 % 會由塔頂產物回收，則塔底產物苯的莫耳分率為何？ (A) 0.03 (B) 0.05 (C) 0.10 (D) 0.12

43. 某學生利用雙套管熱交換器將熱流體(質量流率為20 g ∙s^-1 、比熱為3.0 J∙ g^-1 ∙K^-1 )由120℃ 降至60℃，20℃冷流體( 質量流率為 45 g ∙s^-1 、比熱為4.0 J∙ g^-1 ∙ K^-1 ) 以逆流方式通入此雙套管熱交換器，若總熱傳係數( overall heat transfer coefficient)為1.0 J∙s^-1 ∙ cm^-2 ∙ K^-1 ，則此熱交換器熱傳面積為多少cm² ？(ln2=0.69，ln3=1.10，ln4=1.39，ln5=1.61) (A) 62.1 (B) 72.4 (C) 98.9 (D) 125.0

44. 依單位晶胞的三個邊長和三個夾角可分為七種晶系，若某晶體之單位晶胞三邊長皆不一樣， 則可能屬於下列何種晶系？
①立方( cubic )、②四方/正方(tetragonal)、③菱形/三方(rhombohedral/trigonal) 
④六方( hexagonal)、⑤斜方/正交(rhombic / orthorhombic )、⑥單斜(monoclinic ) ⑦三斜(triclinic ) (A) ①②③ (B) ③④⑤ (C) ⑤⑥⑦ (D) ②④⑥

45. 現代居家衛浴常會配備蓮蓬頭，假設蓮蓬頭前段的水管內徑為20mm，水管流速為1m·s ^-1 ， 而蓮蓬頭本身有 400 個細孔，孔的直徑為 0.5 mm，則蓮蓬頭細孔出水處的平均速度為多少m·s ^-1 ？ (A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) 8

46. 家裡的水龍頭、天然氣或瓦斯桶開關都是閥的一種，下列關於閥的敘述何者錯誤？ (A) 閘閥( gate valve )可用來控制流體輸送，常全開、半開或全關，不易精準控制流量 (B) 球形閥(globe valve )在安裝時有方向性，流體由閥體上部流入，下部流出 (C) 隔膜閥(diaphragm valve )常用耐蝕材料當內襯，適用於侵蝕性流體 (D) 單向閥( check valve )又稱逆止閥、止回閥，防止流體回流

47. 發泡樹脂層可以視為許多空氣泡存在於樹脂層內，由於空氣的密度遠小於樹脂的密度，故可以假設空氣的密度為0 g∙cm^-3 ，若樹脂的密度為1.2g∙cm^-3 ，發泡樹脂的熱傳導係數k₂ 要達到 0.2 W ∙ m^{- 1} ∙ K^{- 1} ，空隙率須為 0.2，則此時發泡樹脂層的整體密度(bulk density)為多少g ∙ cm^{- 3} ？ (A) 0.24 (B) 0.67 (C) 0.96 (D) 1.50

48. 若發泡樹脂最高可承受的溫度為 100 ℃，則發泡樹脂的厚度為多少 cm 時，陶瓷層和發泡樹脂層的接觸面溫度T_a會達100℃？ (A) 0.7 (B) 1.4 (C) 4.1 (D) 7.1

49. 若該工程師期望能透過一次萃取操作，萃取出水溶液中 85%以上的藥物，則四種萃取設計哪一種能達到目標？ (A) 設計1 (B) 設計2 (C) 設計3 (D) 設計4

50. 萃取劑A是一種對環境友善且容易回收的萃取劑，考慮環境永續需求，該工程師決定使用萃取劑 A 進行水溶液中藥物的回收，若使用 2 次等體積萃取劑進行萃取，且設計萃取劑可萃取水溶液中75%之藥物，則達到此目標使用的萃取劑A總體積為多少 m³ ？ (A) 0.25 (B) 0.30 (C) 0.35 (D) 0.50