【站僕】摩檸Morning>試卷(2015/11/06)

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102 年 - 台電、中油、台水 化工熱力學、化學反應工程學#28328 

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1.1.某氣體 3.0 g 在 27 ℃,1 atm 下佔有體積 1.5 升,設該氣體的壓縮因子(Compressibility factor) Z = 0.8,則該氣體的分子量是多少?
(A)13.12
(B) 26.24
(C) 39.36
(D) 52.48


2. 2.已知丙醇在 80 ℃ 與 100 ℃ 時之蒸汽壓分別為 376 mmHg 與 842.5 mmHg ,則丙醇的沸點約為 多少 ℃?
(A) 75
(B) 81
(C) 97
(D) 100


3.3.部分互溶的兩單成分液體混合於一密閉容器中且與其蒸汽達到平衡,則此系統的自由度為:
(A) 3
(B) 2
(C) 1
(D) 0


4.4.純水與其蒸汽在某溫度下達成平衡,則此系統的壓力與溫度關係為?
(A)獨立
(B)相依
(C)不確定
(D)無法預測


5.5.在壓力(P)、溫度(T)圖上,水的三相點具有那些性質?
(A) P 並不固定
(B) T 並不固定
(C) P、T 均固定
(D) P、T 均不固定


6.6.氣體在下列何種條件趨近於理想氣體?
(A) P → ∞
(B) P = 10 atm
(C) P → 0 atm
(D) P = 5 atm


7.7.對於理想氣體,Cp-Cv 的值,下列選項何者正確?
(A)隨溫度而變
(B)隨壓力而變
(C)隨體積而變
(D)定值


8.8.假設苯蒸汽為理想氣體,已知苯的汽化熱為 7.36 Kcal/mol,沸點為 80.1 ℃, 則 39 g 苯在其沸 點蒸發的△H 為多少卡?
(A) 735
(B) 1471
(C) 3680
(D) 7360


9. 1 mol 單原子理想氣體自初態 V1 = 20 升、T1 = 27 ℃,可逆絕熱膨脹至終態 V2 = 40 升
【題組】9.則終態的溫度為多少 K ?
(A)50
(B)100
(C) 189
(D) 250


10.【題組】10.承第 9 題,系統對外作功多少卡?
(A) - 150
(B) - 260
(C) -331
(D) -450 化工熱力學、化學反應工程學 第 2 頁,共 5 頁


11.11.假設 He 為理想氣體,在恆容下將 1 mol He 由 27 ℃ 加熱至 127 ℃ ,則熵(Entropy)的變化量為 多少 cal/K ?
(A) 0.43
(B) -0.43
(C) -0.86
(D) 0.86


12.設有一過程為 36 g、0 ℃的水放在 25 ℃ 的大氣中使凝固成冰,假設水的凝固熱為 1436 cal/mol,
【題組】12.則水在凝固過程中,熵的變化量為多少 cal/K ?
(A) 5
(B) 10.52
(C) -5
(D) -10.52


13.【題組】13.承第 12 題,大氣系統的熵的變化量為多少 cal/K ?
(A) -5
(B) -9.64
(C) 5
(D) 9.64


14.【題組】14.承第 12、13 題,整個過程是否為自發過程?
(A)不是
(B)是
(C)無法判斷
(D)視其它天候條件而定


15.15.對理想氣體而言,下列何者滿足 P1V1 r = P2V2 r (r = Cp/Cv)?
(A)恆溫膨脹
(B)可逆絕熱膨脹
(C)恆壓膨脹
(D)恆容膨脹


16.16.下列何種能量的變化為路徑函數?
(A)焓
(B)內能
(C)功
(D)自由能


17.17. Mollier diagram 的橫坐標是:
(A)溫度
(B)壓力
(C)熵
(D)焓


18.18.下列的熱力學函數之關係式,何者正確?
 
(A) dS≧dQ/T
(B) △U=Qp
(C) △H=Qv
(D) For soild or liquid: Cp =Cv+R


19.19.一密閉物系由外界傳入熱量 30 kcal,且外界對此系統作功 20 kcal,則此物系內能變化量為多 少 kcal?
(A) -10
(B) 10
(C) 50
(D) 114


20.20.下列哪一項定律描述「宇宙中之能量維持恆常」?
(A)黑斯定律
(B)熱力學第一定律
(C)熱力學第二定律
(D)波以耳定律


21.21.石油精製過程提高汽油辛烷值之重組製程,在碳氫重組時下列何種反應不會發生?
(A)脫氫
(B)脫氫環化
(C)硫化
(D)異構化


22.22.已商業化的石油煉製製程,下列何種反應器不是固液相觸媒反應?
(A)重油加氫脫硫反應器
(B)硫酸法烷化反應器
(C)裂解汽油選擇性加氫飽和反應器
(D)柴油加氫脫硫反應器


23.23.氣相反應 A + 2B → 3R,試問該反應為幾級反應?
(A) 1 級
(B) 2 級
(C) 3 級
(D)須經由實驗確定


24.24.因化學反應達平衡而限制轉化率,若欲增加總體轉化率,下列哪一設計可達成目的?
(A)更換操作技術較好工程師
(B)增加進料泵量
(C)後端加一座反應器,增加滯留時間
(D)將流出物產品分離,未反應之反應物迴流再進料


25.25.有一個 CSTR 反應器,其性能方程式為 Ca/Ca0=1/(1+Kτ)=0.3,(Ca:出口濃度、Ca0:進口 濃度),今於出口處增加串聯(in series)一座相同大小反應器,更新後 Ca/Ca0值為:
(A) 0.6
(B) 0.3
(C) 0.09
(D) 0.01


26.26.根據 Ergun equation 推論,在相同填充床反應器中,若裝填之觸媒粒徑越大,其反應器壓降:
(A)越大
(B)越小
(C)不變
(D)沒有關聯


27.27.在一級反應(First order reaction)之批次反應器中,若反應物轉化至其 50%需時 10 分鐘,則 30 分鐘時,反應物之轉化率為何?
(A) 0.875
(B) 0.863
(C) 0.95
(D) 0.982


28.28.化學反應之平衡常數(Equilibrium constant)會因觸媒的存在而:
(A)上升
(B)下降
(C)不變
(D)隨觸媒種類不同而不同


29.29.化學反應速率與反應物濃度無關者是幾級反應?
(A)零級
(B)一級
(C)二級
(D)三級


30.30.對一可逆放熱反應之平衡轉化率,當反應溫度提高時,平衡轉化率將:
(A)下降
(B)上升
(C)不受影響
(D)隨溫度提高呈線性上升


31.31.下列何種氣體常用來作為 B.E.T.方法中量測觸媒比表面積?
(A) He
(B) N2
(C) H2
(D) CO2


32.重新載圖32.在下列氣相可逆反應中,何者之產物產率不會因反應壓力提高而提高? 

(A) N2 + O2  2NO
(B) PCl3+Cl PCl5
 
(C) N2 + 3H2  NH3
(D) 2SO2 + O2  2SO3


33.33.在硫酸法烷化製程中,需有一廢酸再生工場再生廢硫酸並回收使用,其轉化反應器是將 SO2 轉化成 SO3,為兼顧轉化率與媒床溫度控制,轉化反應器進口 SO2濃度通常被要求控制在: 

(A) 2~5 vol%
(B) 9~14 vol%
(C) 15~18 vol%
(D) 20~23 vol%


34.34.半生期與反應物初濃度成正比的是何種反應?
(A)零級
(B)一級
(C)二級
(D)三級


35.35.空間流速(Space velocity)若為 5 hr -1 ,其代表之物理意義為何?
(A)每小時進入反應器之進料量達反應器容積的 5 倍
(B)每間隔 5 小時反應器重新進料
(C)反應器中之反應物在 5 小時被完全轉化
(D)反應器中之反應物在 5 小時被轉化 50%


36.36.下列何者不是設計流體化觸媒反應器需考量的因素?
(A)觸媒之反應動力型態
(B)觸媒顆粒粒徑分佈
(C)流體化觸媒在反應器之流動型態
(D)蒸汽產生量


37.37.在批次反應器(Batch reactor)中進行等溫二級反應 A→B,已知 CA0=1 mol/e,-γA = 0.01 [mol/(e ‧s)],求反應至 CA = 0.01 mol/ e所需時間為若干秒?
(A) 8500
(B) 8900
(C) 9900
(D) 9000


38.重新載圖38.將反應速率寫成  ,有什麼條件?
(A)恆壓
(B)恆溫
(C)恆內能
(D)恆容積


39.39.下列何者屬於非均相反應?
(A)乙酸乙酯水解
(B)氫氣燃燒
(C) HCl 與 NaOH 的中和
(D)重油觸媒裂解


40.40.在批次反應器(Batch reactor)中進行等溫一級反應 A→B,已知 CA0=1 mol/ e ,-γA = 0.01 CA [mol/( e ‧s)],求反應至 CA = 0.01 mol/ e 所需時間為若干秒?
(A) 400
(B) 460
(C) 500
(D) 560  


41.41.丙酮在 600 ℃ 下進行熱裂解為一級反應,速率常數為 8.7×10-3 s -1 ,則分解 25%丙酮所需的時 間為若干秒?
(A) 27
(B) 30
(C) 33
(D) 36


42.42.半生期與反應物初濃度無關者為下列何者?
(A)零級
(B)一級
(C)二級
(D)三級


43.43.某二級反應之速率常數為 0.0693 M-1 ‧min-1 ,若其初濃度為 1 M,則該反應的半生期為多少 分鐘?
(A) 5.6
(B) 10.5
(C) 14.4
(D) 20.3


44.44.反應速率常數 k 值與下列何者無關?
(A)反應物性質
(B)濃度
(C)溫度
(D)觸媒種類


45.45.已知反應物 2A→B 為二級反應,反應物初濃度為 1 M 時,半生期 4 分鐘,則當反應物初濃度 為 2 M 時,半生期為若干分鐘?
(A) 16
(B) 8
(C) 4
(D) 2


46.46.反應 NaOH + HCl→ NaCl + H2O ,已知反應速率常數 k = 0.01 l /(mol‧s),則該反應級數為:
(A) 0
(B) 1
(C) 2
(D) 3


47.重新載圖47.定溫下,反應 2N2O(g)→ 2N2(g)+O2(g), 其反應速率 R 可表示為:
 R =    則κ1 :κ2 :κ3 的比例應為何? 

(A) 1:1:1
(B) 2:2:1
(C) 2:1:2
(D) 1:1:2


48.48.對於 Shift reaction,下列何者敘述正確? 

(A) N2 與 H2反應成 NH3
(B) CO 與水蒸汽反應成 CO2 與 H2
(C)不需觸媒
(D)為脫硫反應


49.重新載圖49.串聯反應 A → P(目的產物)→ R + S,目的產物 P 與副產物 S 的選擇性 SP 為:(註:nxo 為起 始莫耳數,nx為反應 t 時間後之莫耳數,x 分別代表 A、P、R、S) 

50.50.在煉油廠之觸媒裂解製程中,裂解過程為╴╴╴反應,而觸媒再生為╴╴╴反應,二空格內 依序為:
 
(A)吸熱 / 吸熱
(B)放熱 / 放熱
(C)吸熱 / 放熱
(D)放熱 / 吸熱


51.51.卡諾循環實驗用熱機,在溫度 40 ℃與 400 ℃ 之間運轉,該熱機之最大效率為:
(A) 11.5%
(B) 47. 1%
(C) 53.5%
(D) 100%


52.52.若欲以商業化製程模擬軟體,模擬煉油廠含 H2S、NH3 及 H2O 之酸水汽提塔之分離效率,選 用何種熱力學模式較為適當?
(A) Redlich-Kwong
(B) Peng-Robinson
(C) Soave-Redlich Kwong
(D) NRTL  


53.53.下列何者不是用來作為估算純物質蒸汽壓之關係式?
(A) Extended Antoine equation
(B) Hankinson-Thomson equation
(C) Wagner equation
(D) Cox equation


54.54.「凡具有完美結晶的物質,於絕對零度時,其絕對熵(Entropy)等於零。」是根據:
 
(A)熱力學第一定律
(B)熱力學第二定律
(C)熱力學第三定律
(D)能量守恆定律


55.重新載圖55.有關理想氣體(ideal gas)之熱力學性質,下列何者有誤? 

56.重新載圖56.根據 Joule-Thomson 關係式 η =  ,真實氣體膨脹,下列何者正確?
 
(A) η >0 ,氣體膨脹,溫度上升
(B) η >0 ,氣體膨脹,溫度下降
(C) η <0 ,氣體膨脹,溫度下降
(D) η =0 ,氣體膨脹,溫度上升


57.57.在透平機(Turbine )功率計算中,我們通常將工作流體膨脹作功視為:
(A)恆溫程序
(B)恆壓程序
(C)絕熱程序
(D)恆容程序


58.重新載圖58.一理想氣體(Ideal gas)作功之 P-V 圖如【圖 1】,請問此氣體在此作功 循環 ACBA 中所作的功為何?
(A) 12P1V1
(B) 6P1V1
(C) 3P1V1
(D) P1V1


59.59.純物質之三相點(Triple point)其自由度為何?
(A) 0
(B) 1
(C) 2
(D) 3


60.60.焓(Enthalpy,H)之定義為何?
(A) H =U-PV
(B) H = U+PV
(C) H = PV-U
(D) H = U


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