97年 - 97 二技統測_化工類_專業科目(一)：物理化學#144229

科目：物理化學 | 年份：97年 | 選擇題數：40 | 申論題數：40

試卷資訊

所屬科目：物理化學

選擇題 (40)

1. 理想氣體氬氣在定壓下由 $20^{\circ}\text{C}$ 加熱至 $200^{\circ}\text{C}$，則其最後體積為原先體積的若干倍？ (A) 0.62 (B) 1.61 (C) 5 (D) 10

2. 氣體的行為與理想氣體定律有最顯著之偏差，係發生於下列何種條件？ (A) 低溫及高壓 (B) 低溫及低壓 (C) 高溫及低壓 (D) 高溫及高壓

3. 已知氬氣 ( Chlorine ) 的凡得瓦參數 ( van der Waals parameters ) 分別為 $a = 6.49 \text{ L}^2 \cdot \text{bar/mol}^2$, $b = 0.562 \text{ L/mol}$，則以凡得瓦方程式估算其波以耳溫度 ( Boyle temperature ) 為何？ (A) 1.1 K (B) 14.3 K (C) 138.9 K (D) 298.2 K

4. 下列有關 $\text{CO}_2$ 之 PVT 圖 ( 如圖(一) ) 的敘述，何者     不正確     ？

(A) \(\mathrm{CO}_{2}\) 在 \(48.1^{\circ} \mathrm{C}\) 時比在 \(35.5^{\circ} \mathrm{C}\) 時，更符合波以耳定律 (B) 在斜線區域範圍內之水平線為液態及氣態共存 (C) \(\mathrm{CO}_{2}\) 之臨界溫度為 \(31.04^{\circ} \mathrm{C}\) (D) 溫度高於臨界溫度時，則三相共存

5. 報章中有以下一則報導：「某家公司開發了一種新技術，可將水與重油以 1:2 的比例混合，該公司宣稱使用這種技術，可以讓客戶節省三分之一的燃料成本！」針對該報導，下列敘述何者正確？ (A) 重油和水之混合在技術上根本不可能 (B) 添加的水也可以提供額外的熱能 (C) 無法辨別該技術之真偽 (D) 該技術違反熱力學第一定律

6. 200 克的液態水 ($C_v = 75 \text{ J/mol} \cdot \text{K}$) 在定體積容器中加熱，溫度上升 25 K，請問其內能增加多少 kJ？ (A) 2.10 (B) 20.83 (C) 75.54 (D) 375.32

7. 圖(二)為某物質在定壓下所量得之比熱值 ( C ) 對溫度 (T) 之作圖，試問圖中斜線面積 A 代表溫度由 $T_1$ 升至 $T_2$ 之何種熱力學性質變化？

(A) $\Delta U$ (B) $\Delta H$ (C) $\Delta S$ (D) $\Delta G$

8. 理想氣體氣氣在 $0^\circ\text{C}$ 及 10 atm 時之體積為 10 L，若循可逆絕熱膨脹至終壓為 1 atm，則終態之溫度為何？已知氣氣之 $C_v = (3/2) \text{ R}$ (A) 109 K (B) 175 K (C) 273 K (D) 308 K

9. 1 莫耳氧氣 (設為理想氣體) 其溫度由 250 K 冷卻至 200 K，同時壓力由 0.5 MPa 變為 5 MPa，已知氧氣的 $C_p = 29.16 \text{ J/mol} \cdot \text{K}$，則其熵變化 $\Delta S$ 為多少 J/K？ (A) 6.68 (B) 25.65 (C) 34.04 (D) 40.72

10. 一莫耳理想氣體分別進行 A 與 B 兩種程序，A 程序：由 (100 kPa, 300 K) 恆容加熱至 400 K，再經恆溫膨脹至 (100 kPa, 400 K)；B 程序：由 (100 kPa, 300 K) 可逆恆壓加熱至 400 K，試問下列何者正確？ (A) A 與 B 之 $\Delta U$ 均為零 (B) A 與 B 之 q 相等 (C) A 與 B 之 W 相等 (D) A 與 B 之 $\Delta H$ 相等

11. 下列各程序中，有關熵變化 $\Delta S$ 之敘述，何者     不正確     ？ (A) 某一氣體樣品進行定容加熱，$\Delta S$ 為正值 (B) 加熱某一定量的液態水，$\Delta S$ 為正值 (C) 冷凍某一定量的液態水，$\Delta S$ 為負值 (D) 所有程序之 $\Delta S$ 均必須為正值

12. 圖(三)說明化學反應 $\mathrm{CaCO_3(s)} \rightleftharpoons \mathrm{CaO(s)} + \mathrm{CO_2(g)}$ 的可逆性，其中 $w$ 代表活塞上之砝碼重量，下列何者正確？

(A) 當 \(w\) 增加時，水浴溫度 \(\mathrm{T}\) 上升 (B) 當 \(w\) 增加時，水浴溫度 \(\mathrm{T}\) 下降 (C) 水浴温度 \(\mathrm{T}\) 與活塞的位置變化無關 (D) 當水浴溫度 \(\mathrm{T}\) 增加時，活塞的位置下降

13. 下列有關熱力學第三定律的敘述，何者正確？ (A) 第三定律使得包括焓、熵、内能的絕對值可以被求出 (B) 完全結晶的物質在攝氏零度的熵爲零 (C) 絕對零度時，完全結晶的物質內之原子排列方式只有一種 (D) 根據第三定律，只要知道物質在各溫度的熱容量，就可算出該物質在氣態時之熵

14. 圖(四)為熱機操作原理的示意圖，試問該熱機效率 (Efficiency of heat engine) 應如何表示？

(A) \(q_{1} / q_{2}\) (B) \(\mathrm{T}_2 / \mathrm{T}_1\) (C) \(W / q_{1}\) (D) \(q_{1} / W\)

15. 右列反應之標準反應熱為 $326.7 \mathrm{kcal}, \mathrm{C_2H_5OH(l)} + 3\mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{CO_2(g)} + 3\mathrm{H_2O(l)}$ 已知 $\mathrm{CO_2(g)}$ 之標準生成熱 $\Delta H^\circ_f$ 為 $94.0518 \mathrm{kcal/mol}$，而 $\mathrm{H_2O(l)}$ 為 $68.3174 \mathrm{kcal/mol}$， 試問乙醇 $\mathrm{C_2H_5OH(l)}$ 之標準生成熱為多少 $\mathrm{kcal/mol}$？ (A) 27.36 (B) 45.41 (C) 66.36(D) 162.37

16. 關於溶質溶於溶劑形成溶液 (Solution) 之敘述，下列何者     不正確     ？ (A) 形成溶液時常伴生熱量之變化，稱之爲溶解熱 (B) 溶解熱和溶質與溶劑性質有關 (C) 所謂積分溶解熱 (Integral heat of solution), 係指溶質溶於 1 莫耳溶劑所生之熱效應 (D) 溶解熱和溶液濃度有關，特定溶液之無限稀釋溶解熱趨於一定值

17. 四氧化二氮之解離反應為：$\mathrm{N}_2\mathrm{O}_4(g) \rightleftharpoons 2\mathrm{NO}_2(g)$，令 $n_o$ 為 $\mathrm{N}_2\mathrm{O}_4(g)$ 之初始濃度，$\alpha$ 為其解離度 ( Degree of dissociation )，P 為反應平衡時之總壓，其反應平衡常數 $K_p$ 為何？ (A) $\frac{\mathrm{P}}{n_o(1\alpha^2)}$ (B) $\frac{\alpha \mathrm{P}}{(1\alpha^2)}$ (C) $\frac{\alpha^2 \mathrm{P}}{(1\alpha^2)}$ (D) $\frac{4\alpha^2 \mathrm{P}}{(1\alpha^2)}$

18. 關於溫度對平衡常數 K 之影響，下列敘述何者正確？ (A) 放熱反應時，當溫度升高，\(K\) 值增大 (B) 放熱反應時，當溫度升高，不利於生成產物 (C) 吸熱反應時，當溫度降低，有利於生成產物 (D) 不管吸熱或放熱反應，\(K\) 皆不受溫度之影響

19. 假設氯化銀的溶度積 ( Solubility product ) 為 P，則氯化銀的溶解度為何？ (A) P/2 (B) $\mathrm{P}^2$ (C) $\sqrt{\mathrm{P}}$ (D) $\mathrm{P}^2 / 4$

20. 關於乙醇與醋酸之酯化反應：$\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}(l) + \mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\mathrm{OH}(l) \rightleftharpoons \mathrm{CH}_3\mathrm{COOC}_2\mathrm{H}_5(l) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(l)$ 已知 $25^\circ\mathrm{C}$ 時，以 1 莫耳醋酸與 1 莫耳乙醇反應，達平衡時有 0.333 莫耳醋酸未反應；若在 $25^\circ\mathrm{C}$ 時，以 2 莫耳醋酸與 1 莫耳乙醇反應，試間達平衡時有多少莫耳的水產生？ (A) 0.845 (B) 0.423 (C) 0.333 (D) 0.211

21. 下列有關相律 ( Phase rule ) 與相平衡 ( Phase equilibrium ) 的敘述，何者正確？ (A) 任何兩種氣體之混合物，於平衡時均形成單一氣相 (B) 任何兩種液體之混合物，於平衡時均形成單一液相 (C) 任何兩種固體之混合物，於平衡時均形成單一固相 (D) 任何處於平衡之兩相，其熵 (Entropy) 值相等

22. 已知乙醇 ( Ethanol, $\mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\mathrm{OH}$ ) 之汽化熱 ( Heat of vaporization ) 為 46.2 kJ/mol，請問乙醇在 $67^\circ\mathrm{C}$ 下之飽和蒸氣壓 ( Saturated vapor pressure ) 為 $25^\circ\mathrm{C}$ 下飽和蒸氣壓之多少倍？ (A) 2 倍 (B) 3 倍 (C) 5 倍 (D) 10 倍

23. 當我們把一滴液體，滴在一個平整的固體表面，由液氣界面接觸到固體表面的一點，作液面的切線，此切線和固體表面的夾角稱為「接觸角」( Contact angle )；下列何種狀況下，我們可以說液滴潤濕了固體表面？ (A) 接觸角大於 90 度 (B) 接觸角小於 90 度 (C) 固液界面能大於固體表面能 (D) 固液界面能等於固體表面能

24. 乙酸乙酯 ( Ethyl acetate ) 與乙酸酐 ( Acetic anhydride ) 兩種化合物所組成的溶液，在 $37^\circ\mathrm{C}$ 時可視為理想溶液 ( Ideal solution )；已知乙酸乙酯在 $37^\circ\mathrm{C}$ 時的飽和蒸氣壓為 $168\mathrm{mmHg}$，而乙酸酐在 $37^\circ\mathrm{C}$ 時的飽和蒸氣壓為 $12\mathrm{mmHg}$；將溶液於 $37^\circ\mathrm{C}$ 下在密閉真空容器中揮發，經過測量得知最初揮發的蒸氣組成中，乙酸乙酯的莫耳分率為 0.75，請問原溶液中乙酸乙酯的莫耳分率為多少？ (A) 0.08 (B) 0.18 (C) 0.28 (D) 0.38

25. 二氧化碳 (CO₂) 於 25 °C 下之亨利定律常數 (Henry's law constant) 為 3.4 × 10⁻² mol/L·atm；若在 25 °C 下使用 3 atm 的純二氧化碳氣體充填入汽水中，此汽水中所溶解的二氧化碳濃度為多少？ (A) 0.01 M (B) 0.10 M (C) 1.00 M (D) 10.0 M

26. 有一含不揮發溶質的水溶液，在 80 °C 時所測得的蒸氣壓為 40.5 kPa，而同溫度下純水的飽和蒸氣壓為 47.4 kPa；已知此水溶液中溶質的莫耳分率為 0.1，請問 80 °C 溶液中水的活性係數 (Activity coefficient) 等於多少？ (A) 0.85 (B) 0.90 (C) 0.95 (D) 1.00

27. 下列有關溶液的電導 (Electric conductance) 之敘述，何者正確？ (A) 溶液的電導會隨溫度升高而降低 (B) 在飲用水質鑑定方面，水的電導愈高，表示水質愈不佳 (C) 溶液的電導，通常與溶液中的離子濃度成反比 (D) 溶液電導的單位為歐姆 (ohm)

28. 圖(五)為甲、乙兩種不同濃度的鹽水之蒸氣壓曲線圖，下列選項中的性質，何者是溶液甲高於溶液乙？

(A) 鹽的濃度 (B) 溶液的凝固點 (C) 溶液的沸點 (D) 溶液的滲透壓

29. 下列有關表面張力 (Surface tension) 的敘述，何者正確？ (A) 表面張力的單位為 \(\mathrm{N} / \mathrm{m}^{2}\) (B) 同溫度下，非極性液體的表面張力一定小於極性液體的表面張力 (C) 表面張力的成因，是由於液體傾向於使最高數量的分子留在液體表面 (D) 蚊子能停留在水面上而不會沉下去，是因爲水的表面張力大於蚊子的重量

30. 已知下列兩個電極半反應的標準還原電位如下：

$\mathrm{Fe}^{2+}(aq) + 2\mathrm{e}^{} \rightarrow \mathrm{Fe}(s) \quad \mathrm{E}^{0} = 0.44\mathrm{V}$

$\mathrm{Cu}^{2+}(aq) + 2\mathrm{e}^{} \rightarrow \mathrm{Cu}(s) \quad \mathrm{E}^{0} = 0.34\mathrm{V}$

若由此兩電極組成一電化學電池，則其標準電動勢為若干伏特 (V)？ (A) 0.78 (B) 0.10 (C) 0.10 (D) 0.78

31. 無限稀釋鹽類水溶液的莫耳電導以 Λo 表示，依科耳勞奇法則 (Kohlrausch's law)，Λo (K₂SO₄) Λo (Na₂SO₄) 等於下列何者？ (A) Λo (KCl) Λo (NaCl) (B) 2 × Λo (KI) 2 × Λo (NaI) (C) Λo (Na₂SO₄) Λo (K₂SO₄) (D) Λo (KCl) Λo (NaI)

32. 在一大氣壓下，液體 A 與 B 所形成的二成分溶液系統相圖如圖(六)，圖中曲線最低點之組成為液體 C；下列敘述何者正確？

(A) 不論最初溶液中 A 的莫耳分率為何，經過蒸餾一定可以得到純 A (B) 不論最初溶液中 A 的莫耳分率為何，經過蒸餾一定可以得到純 B (C) 不論最初溶液中 A 的莫耳分率為何，經過蒸餾一定可以得到 C (D) 此溶液系統具有最高沸點之共沸物 (Azeotrope)

33. 一放熱反應 ($\Delta H < 0$) : H$_2$ (g) + Br$_2$ (g) $\rightarrow$ 2 HBr (g)，下列敘述何者正確？ (A) 温度愈高，反應速率愈慢 (B) 可斷定此反應為二階反應 (Secondorder reaction) (C) \(\mathrm{H}_{2}(g)\) 與 \(\mathrm{Br}_{2}(g)\) 的消耗速率相等 (D) \(\mathrm{HBr}(g)\) 的生成速率與 \(\mathrm{Br}_2(g)\) 的消耗速率相等

34. 已知一反應：A $\rightarrow$ P，在反應物之不同初濃度 [A]$_0$ 下，所觀察得到之半生期 (Halflife, t$_{1/2}$) 如表(一)，請問此反應之反應階數 (Reaction order) 為多少？

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

35. 下列有關反應活化能 (Activation energy) 之敘述，何者不正確？ (A) 触媒只可能改變反應的活化能，而不會改變反應的平衡常數 (B) 所有反應的活化能均為正值 (C) 一特定反應的活化能大小，不受溫度高低影響 (D) 正向反應與逆向反應之活化能的差值，即是等於反應的反應熱

36. 已知花青素的降解 (Degradation) 反應為零階反應 (Zeroorder reaction)，若在 25 $^\circ$C 下，花青素濃度由最初 3.0 M，經 10 分鐘反應後變成 2.0 M；請問再經過 10 分鐘後 (反應開始後 20 分鐘)，花青素濃度變成多少？ (A) 1.0 M (B) 1.3 M (C) 1.5 M (D) 1.8 M

37. 有 A、B、C 三種反應物參與一反應，經過動力學實驗後歸納其反應速率表示式為： $r = k [A]^2 [B] [C]^3$，請問這個反應的總反應階數為多少？ (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 6

38. 下列何者為描述溫度與反應速率常數間關係的方程式？ (A) 阿瑞尼士方程式 (Arrhenius equation) (B) 吉布士亥姆霍茲方程式 (GibbsHelmholtz equation) (C) 能士特方程式 (Nernst equation) (D) 凡得瓦方程式 (van der Waals equation)

39. 對一純物質而言，下列何種熱力學變數，是決定其能穩定存在於固、液、氣相中哪一相的最主要指標？ (A) 內能 U (B) 焓 H (C) 自由能 G (D) 燒 S

40. 下列有關固體吸附之敘述，何者正確？ (A) Langmuir 方程式最適宜用來描述物理性吸附 (B) BET 方程式最適宜用來描述化學性吸附 (C) 物理性吸附之吸附熱為正值 (D) 化學性吸附之吸附熱為負值

申論題 (40)

# 名詞解釋與計算參考：

$C_v$：定容比熱

$C_p$：定壓比熱

$\Delta H$：焓變化

$\Delta U$：內能變化

$q$：熱

$W$：功

$\Delta S$：熵變化

氣體常數 ( gas constant )：$R = 0.08314 \frac{\text{bar} \cdot \text{L}}{\text{mol} \cdot \text{K}} = 8.314 \frac{\text{kPa} \cdot \text{L}}{\text{mol} \cdot \text{K}} = 8.314 \frac{\text{J}}{\text{mol} \cdot \text{K}}$

$\ln 2 = 0.693, \quad \ln 3 = 1.099, \quad \ln 4 = 1.386, \quad \ln 5 = 1.609, \quad \ln 10 = 2.303$

$10^{5/2} = 316.2, \quad 10^{2/5} = 2.511, \quad 10^{5/3} = 46.42, \quad 10^{3/5} = 3.98$

凡得瓦方程式 (van der Waals equation) 之維里 (Virial) 形式：

$$\frac{P \overline{V}}{R T} = 1 + \frac{b - \frac{a}{R T}}{\overline{V}} + \frac{b^2}{\overline{V}^2} + \frac{b^3}{\overline{V}^3} + \dots$$

克勞西斯-克拉泊壞方程式 ( Clausius-Clapeyron equation )：$\ln \frac{P_2}{P_1} = \frac{\Delta H_{vap}(T_2 - T_1)}{R T_1 T_2}$

1. 理想氣體氬氣在定壓下由 $20^{\circ}\text{C}$ 加熱至 $200^{\circ}\text{C}$，則其最後體積為原先體積的若干倍？

(A) 0.62

(B) 1.61

(C) 5

(D) 10
2. 氣體的行為與理想氣體定律有最顯著之偏差，係發生於下列何種條件？

(A) 低溫及高壓

(B) 低溫及低壓

(C) 高溫及低壓

(D) 高溫及高壓
3. 已知氬氣 ( Chlorine ) 的凡得瓦參數 ( van der Waals parameters ) 分別為 $a = 6.49 \text{ L}^2 \cdot \text{bar/mol}^2$, $b = 0.562 \text{ L/mol}$，則以凡得瓦方程式估算其波以耳溫度 ( Boyle temperature ) 為何？

(A) 1.1 K

(B) 14.3 K

(C) 138.9 K

(D) 298.2 K
4. 下列有關 $\text{CO}_2$ 之 P-V-T 圖 ( 如圖(一) ) 的敘述，何者不正確？

(A) \(\mathrm{CO}_{2}\) 在 \(48.1^{\circ} \mathrm{C}\) 時比在 \(35.5^{\circ} \mathrm{C}\) 時，更符合波以耳定律
(B) 在斜線區域範圍內之水平線為液態及氣態共存
(C) \(\mathrm{CO}_{2}\) 之臨界溫度為 \(31.04^{\circ} \mathrm{C}\)
(D) 溫度高於臨界溫度時，則三相共存

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圖(一)

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化工類 專業科目(一)
5. 報章中有以下一則報導：「某家公司開發了一種新技術，可將水與重油以 1:2 的比例混合，該公司宣稱使用這種技術，可以讓客戶節省三分之一的燃料成本！」針對該報導，下列敘述何者正確？

(A) 重油和水之混合在技術上根本不可能 (B) 添加的水也可以提供額外的熱能
(C) 無法辨別該技術之真偽 (D) 該技術違反熱力學第一定律
6. 200 克的液態水 ($C_v = 75 \text{ J/mol} \cdot \text{K}$) 在定體積容器中加熱，溫度上升 25 K，請問其內能增加多少 kJ？

(A) 2.10 (B) 20.83 (C) 75.54 (D) 375.32
7. 圖(二)為某物質在定壓下所量得之比熱值 (C) 對溫度 (T) 之作圖，試問圖中斜線面積 A 代表溫度由 $T_1$ 升至 $T_2$ 之何種熱力學性質變化？

(A) $\Delta U$
(B) $\Delta H$
(C) $\Delta S$
(D) $\Delta G$

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8. 理想氣體氣氣在 $0^\circ\text{C}$ 及 10 atm 時之體積為 10 L，若循可逆絕熱膨脹至終壓為 1 atm，則終態之溫度為何？已知氣氣之 $C_v = (3/2) \text{ R}$

(A) 109 K (B) 175 K (C) 273 K (D) 308 K
9. 1 莫耳氧氣 (設為理想氣體) 其溫度由 250 K 冷卻至 200 K，同時壓力由 0.5 MPa 變為 5 MPa，已知氧氣的 $C_p = 29.16 \text{ J/mol} \cdot \text{K}$，則其熵變化 $\Delta S$ 為多少 J/K？

(A) -6.68 (B) -25.65 (C) -34.04 (D) -40.72
10. 一莫耳理想氣體分別進行 A 與 B 兩種程序，A 程序：由 (100 kPa, 300 K) 恆容加熱至 400 K，再經恆溫膨脹至 (100 kPa, 400 K)；B 程序：由 (100 kPa, 300 K) 可逆恆壓加熱至 400 K，試問下列何者正確？

(A) A 與 B 之 $\Delta U$ 均為零 (B) A 與 B 之 $q$ 相等
(C) A 與 B 之 $W$ 相等 (D) A 與 B 之 $\Delta H$ 相等
11. 下列各程序中，有關熵變化 $\Delta S$ 之敘述，何者不正確？

(A) 某一氣體樣品進行定容加熱，$\Delta S$ 為正值
(B) 加熱某一定量的液態水，$\Delta S$ 為正值
(C) 冷凍某一定量的液態水，$\Delta S$ 為負值
(D) 所有程序之 $\Delta S$ 均必須為正值

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化工類 專業科目(一)
12. 圖(三)說明化學反應 $\mathrm{CaCO_3(s)} \rightleftharpoons \mathrm{CaO(s)} + \mathrm{CO_2(g)}$ 的可逆性，其中 $w$ 代表活塞上之砝碼重量，下列何者正確？

(A) 當 \(w\) 增加時，水浴溫度 \(\mathrm{T}\) 上升
(B) 當 \(w\) 增加時，水浴溫度 \(\mathrm{T}\) 下降
(C) 水浴温度 \(\mathrm{T}\) 與活塞的位置變化無關
(D) 當水浴溫度 \(\mathrm{T}\) 增加時，活塞的位置下降

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圖(三)
13. 下列有關熱力學第三定律的敘述，何者正確？

(A) 第三定律使得包括焓、熵、内能的絕對值可以被求出
(B) 完全結晶的物質在攝氏零度的熵爲零
(C) 絕對零度時，完全結晶的物質內之原子排列方式只有一種
(D) 根據第三定律，只要知道物質在各溫度的熱容量，就可算出該物質在氣態時之熵
14. 圖(四)為熱機操作原理的示意圖，試問該熱機效率 (Efficiency of heat engine) 應如何表示？

(A) \(q_{1} / q_{2}\)
(B) \(\mathrm{T}_2 / \mathrm{T}_1\)
(C) \(-W / q_{1}\)
(D) \(q_{1} / - W\)

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15. 右列反應之標準反應熱為 $-326.7 \mathrm{kcal}, \mathrm{C_2H_5OH(l)} + 3\mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{CO_2(g)} + 3\mathrm{H_2O(l)}$
已知 $\mathrm{CO_2(g)}$ 之標準生成熱 $\Delta H^\circ_f$ 為 $-94.0518 \mathrm{kcal/mol}$，而 $\mathrm{H_2O(l)}$ 為 $-68.3174 \mathrm{kcal/mol}$，
試問乙醇 $\mathrm{C_2H_5OH(l)}$ 之標準生成熱為多少 $\mathrm{kcal/mol}$？

(A) $-27.36$

(B) $-45.41$

(C) $-66.36$

(D) $-162.37$
16. 關於溶質溶於溶劑形成溶液 (Solution) 之敘述，下列何者不正確？

(A) 形成溶液時常伴生熱量之變化，稱之爲溶解熱
(B) 溶解熱和溶質與溶劑性質有關
(C) 所謂積分溶解熱 (Integral heat of solution), 係指溶質溶於 1 莫耳溶劑所生之熱效應
(D) 溶解熱和溶液濃度有關，特定溶液之無限稀釋溶解熱趨於一定值

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第 4 頁

化工類 專業科目(一)
17. 四氧化二氮之解離反應為：$\mathrm{N}_2\mathrm{O}_4(g) \rightleftharpoons 2\mathrm{NO}_2(g)$，令 $n_o$ 為 $\mathrm{N}_2\mathrm{O}_4(g)$ 之初始濃度，$\alpha$ 為其解離度 ( Degree of dissociation )，P 為反應平衡時之總壓，其反應平衡常數 $K_p$ 為何？

(A) $\frac{\mathrm{P}}{n_o(1-\alpha^2)}$

(B) $\frac{\alpha \mathrm{P}}{(1-\alpha^2)}$

(C) $\frac{\alpha^2 \mathrm{P}}{(1-\alpha^2)}$

(D) $\frac{4\alpha^2 \mathrm{P}}{(1-\alpha^2)}$
18. 關於溫度對平衡常數 $K$ 之影響，下列敘述何者正確？

(A) 放熱反應時，當溫度升高，\(K\) 值增大
(B) 放熱反應時，當溫度升高，不利於生成產物
(C) 吸熱反應時，當溫度降低，有利於生成產物
(D) 不管吸熱或放熱反應，\(K\) 皆不受溫度之影響
19. 假設氯化銀的溶度積 ( Solubility product ) 為 P，則氯化銀的溶解度為何？

(A) P/2

(B) $\mathrm{P}^2$

(C) $\sqrt{\mathrm{P}}$

(D) $\mathrm{P}^2 / 4$
20. 關於乙醇與醋酸之酯化反應：$\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}(l) + \mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\mathrm{OH}(l) \rightleftharpoons \mathrm{CH}_3\mathrm{COOC}_2\mathrm{H}_5(l) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(l)$ 已知 $25^\circ\mathrm{C}$ 時，以 1 莫耳醋酸與 1 莫耳乙醇反應，達平衡時有 0.333 莫耳醋酸未反應；若在 $25^\circ\mathrm{C}$ 時，以 2 莫耳醋酸與 1 莫耳乙醇反應，試間達平衡時有多少莫耳的水產生？

(A) 0.845

(B) 0.423

(C) 0.333

(D) 0.211
21. 下列有關相律 ( Phase rule ) 與相平衡 ( Phase equilibrium ) 的敘述，何者正確？

(A) 任何兩種氣體之混合物，於平衡時均形成單一氣相
(B) 任何兩種液體之混合物，於平衡時均形成單一液相
(C) 任何兩種固體之混合物，於平衡時均形成單一固相
(D) 任何處於平衡之兩相，其熵 (Entropy) 值相等
22. 已知乙醇 ( Ethanol, $\mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\mathrm{OH}$ ) 之汽化熱 ( Heat of vaporization ) 為 46.2 kJ/mol，請問乙醇在 $67^\circ\mathrm{C}$ 下之飽和蒸氣壓 ( Saturated vapor pressure ) 為 $25^\circ\mathrm{C}$ 下飽和蒸氣壓之多少倍？

(A) 2 倍

(B) 3 倍

(C) 5 倍

(D) 10 倍
23. 當我們把一滴液體，滴在一個平整的固體表面，由液-氣界面接觸到固體表面的一點，作液面的切線，此切線和固體表面的夾角稱為「接觸角」( Contact angle )；下列何種狀況下，我們可以說液滴潤濕了固體表面？

(A) 接觸角大於 90 度

(B) 接觸角小於 90 度

(C) 固-液界面能大於固體表面能

(D) 固-液界面能等於固體表面能
24. 乙酸乙酯 ( Ethyl acetate ) 與乙酸酐 ( Acetic anhydride ) 兩種化合物所組成的溶液，在 $37^\circ\mathrm{C}$ 時可視為理想溶液 ( Ideal solution )；已知乙酸乙酯在 $37^\circ\mathrm{C}$ 時的飽和蒸氣壓為 $168\mathrm{mmHg}$，而乙酸酐在 $37^\circ\mathrm{C}$ 時的飽和蒸氣壓為 $12\mathrm{mmHg}$；將溶液於 $37^\circ\mathrm{C}$ 下在密閉真空容器中揮發，經過測量得知最初揮發的蒸氣組成中，乙酸乙酯的莫耳分率為 0.75，請問原溶液中乙酸乙酯的莫耳分率為多少？

(A) 0.08

(B) 0.18

(C) 0.28

(D) 0.38

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化工類 專業科目(一)
25. 二氧化碳 (CO₂) 於 25 °C 下之亨利定律常數 (Henry's law constant) 為 3.4 × 10⁻² mol/L·atm；若在 25 °C 下使用 3 atm 的純二氧化碳氣體充填入汽水中，此汽水中所溶解的二氧化碳濃度為多少？

(A) 0.01 M

(B) 0.10 M

(C) 1.00 M

(D) 10.0 M
26. 有一含不揮發溶質的水溶液，在 80 °C 時所測得的蒸氣壓為 40.5 kPa，而同溫度下純水的飽和蒸氣壓為 47.4 kPa；已知此水溶液中溶質的莫耳分率為 0.1，請問 80 °C 溶液中水的活性係數 (Activity coefficient) 等於多少？

(A) 0.85

(B) 0.90

(C) 0.95

(D) 1.00
27. 下列有關溶液的電導 (Electric conductance) 之敘述，何者正確？

(A) 溶液的電導會隨溫度升高而降低
(B) 在飲用水質鑑定方面，水的電導愈高，表示水質愈不佳
(C) 溶液的電導，通常與溶液中的離子濃度成反比
(D) 溶液電導的單位為歐姆 (ohm)
28. 圖(五)為甲、乙兩種不同濃度的鹽水之蒸氣壓曲線圖，下列選項中的性質，何者是溶液甲高於溶液乙？

(A) 鹽的濃度
(B) 溶液的凝固點
(C) 溶液的沸點
(D) 溶液的滲透壓

![img-4.jpeg](img-4.jpeg)
29. 下列有關表面張力 (Surface tension) 的敘述，何者正確？

(A) 表面張力的單位為 \(\mathrm{N} / \mathrm{m}^{2}\)
(B) 同溫度下，非極性液體的表面張力一定小於極性液體的表面張力
(C) 表面張力的成因，是由於液體傾向於使最高數量的分子留在液體表面
(D) 蚊子能停留在水面上而不會沉下去，是因爲水的表面張力大於蚊子的重量
30. 已知下列兩個電極半反應的標準還原電位如下：

$$\mathrm{Fe}^{2+}(aq) + 2\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Fe}(s) \quad \mathrm{E}^{0} = -0.44\mathrm{V}$$
$$\mathrm{Cu}^{2+}(aq) + 2\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}(s) \quad \mathrm{E}^{0} = 0.34\mathrm{V}$$

若由此兩電極組成一電化學電池，則其標準電動勢為若干伏特 (V)？

(A) 0.78

(B) 0.10

(C) -0.10

(D) -0.78
31. 無限稀釋鹽類水溶液的莫耳電導以 Λo 表示，依科耳勞奇法則 (Kohlrausch's law)，Λo (K₂SO₄) - Λo (Na₂SO₄) 等於下列何者？

(A) Λo (KCl) - Λo (NaCl)

(B) 2 × Λo (KI) - 2 × Λo (NaI)

(C) Λo (Na₂SO₄) - Λo (K₂SO₄)

(D) Λo (KCl) - Λo (NaI)

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化工類 專業科目(一)
32. 在一大氣壓下，液體 A 與 B 所形成的二成分溶液系統相圖如圖(六)，圖中曲線最低點之組成為液體 C；下列敘述何者正確？

(A) 不論最初溶液中 A 的莫耳分率為何，經過蒸餾一定可以得到純 A
(B) 不論最初溶液中 A 的莫耳分率為何，經過蒸餾一定可以得到純 B
(C) 不論最初溶液中 A 的莫耳分率為何，經過蒸餾一定可以得到 C
(D) 此溶液系統具有最高沸點之共沸物 (Azeotrope)

![img-5.jpeg](img-5.jpeg)
33. 一放熱反應 ($\Delta H < 0$) : H$_2$ (g) + Br$_2$ (g) $\rightarrow$ 2 HBr (g)，下列敘述何者正確？

(A) 温度愈高，反應速率愈慢
(B) 可斷定此反應為二階反應 (Second-order reaction)
(C) \(\mathrm{H}_{2}(g)\) 與 \(\mathrm{Br}_{2}(g)\) 的消耗速率相等
(D) \(\mathrm{HBr}(g)\) 的生成速率與 \(\mathrm{Br}_2(g)\) 的消耗速率相等
34. 已知一反應：A $\rightarrow$ P，在反應物之不同初濃度 [A]$_0$ 下，所觀察得到之半生期 (Half-life, t$_{1/2}$) 如表(一)，請問此反應之反應階數 (Reaction order) 為多少？

(A) 0

(B) 1

(C) 2

(D) 3

表(一)

| [A]$_0$ | 0.2 M | 0.4 M | 0.8 M | 1.6 M |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| t$_{1/2}$ (min) | 15.2 | 15.0 | 15.1 | 15.2 |
35. 下列有關反應活化能 (Activation energy) 之敘述，何者不正確？

(A) 触媒只可能改變反應的活化能，而不會改變反應的平衡常數
(B) 所有反應的活化能均為正值
(C) 一特定反應的活化能大小，不受溫度高低影響
(D) 正向反應與逆向反應之活化能的差值，即是等於反應的反應熱
36. 已知花青素的降解 (Degradation) 反應為零階反應 (Zero-order reaction)，若在 25 $^\circ$C 下，花青素濃度由最初 3.0 M，經 10 分鐘反應後變成 2.0 M；請問再經過 10 分鐘後 (反應開始後 20 分鐘)，花青素濃度變成多少？

(A) 1.0 M

(B) 1.3 M

(C) 1.5 M

(D) 1.8 M

# 【背面尚有試題】

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化工類 專業科目(一)
37. 有 A、B、C 三種反應物參與一反應，經過動力學實驗後歸納其反應速率表示式為：

$r = k [A]^2 [B] [C]^3$，請問這個反應的總反應階數為多少？

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 6
38. 下列何者為描述溫度與反應速率常數間關係的方程式？

- (A) 阿瑞尼士方程式 (Arrhenius equation)
- (B) 吉布士-亥姆霍茲方程式 (Gibbs-Helmholtz equation)
- (C) 能士特方程式 (Nernst equation)
- (D) 凡得瓦方程式 (van der Waals equation)
39. 對一純物質而言，下列何種熱力學變數，是決定其能穩定存在於固、液、氣相中哪一相的最主要指標？

(A) 內能 $U$ (B) 焓 $H$ (C) 自由能 $G$ (D) 燒 $S$
40. 下列有關固體吸附之敘述，何者正確？

- (A) Langmuir 方程式最適宜用來描述物理性吸附
- (B) BET 方程式最適宜用來描述化學性吸附
- (C) 物理性吸附之吸附熱為正值
- (D) 化學性吸附之吸附熱為負值

【以下空白】

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