化學工程 111 年物理化學考古題（共 7 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
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第 1 題
氣體可以區分成理想氣體（ideal gases）與非理想氣體（nonideal gases）二
大類。凡得瓦方程式（van der Waals equation）是一種常見用來描述非理想
氣體的狀態方程式。請寫出凡得瓦方程式的數學式，並加以說明。（10 分）

第 2 題
20 公升的剛性容器（rigid container），為一個隔離系統（isolated system）。
此剛性容器以隔板分隔成各10 公升的左右二半邊。左半邊裝了一莫爾的
理想氣體A，右半邊為真空，溫度為300K。將隔板移開，讓氣體A 充滿
整個20 公升的剛性容器中。氣體焓與熵的改變分別為何？（15 分）

第 3 題
何謂緩衝溶液（buffer solution）？其原理為何？（15 分）

第 4 題
一個電池（cell）包含了浸在鋅離子（Zn ion）溶液的鋅電極（electrode）
與浸在鎘（Cd）離子溶液的鎘電極。此電池在25℃的電動勢（electromotive
force, emf），
25
ε
0.359 volt
℃
，鋅電極是負極（negative electrode）。氧化
（oxidation）發生在那個電極？電子於外部迴路的流向為何？為什麼？
（15 分）

第 5 題
化學反應依據其機制與速率，可以分成一級反應（first order reaction）、
二級反應（second order reaction）……等。寫出一級反應的速率方程式，
並請說明一級反應中，當反應物消耗至起始濃度一半所需的時間（period
of half life），與反應物起始濃度的關係。（15 分）

第 6 題
在一個大氣壓的條件，純物質A 的熔點是300℃，純物質B 的熔點是400℃。
此A-B 的二元系統，液態與固態都是完全互溶；但是有一個azeotrope 在
200℃，其組成為A-40at.%B。請畫出此A-B 二元系統相圖、350℃的吉布
斯自由能（Gibbs free energy ）（包含固態與液態）與組成的圖
（
_
G
xdiagramat 350
℃）、以及250℃的吉布斯自由能（Gibbs free energy）
（包含固態與液態）與組成的圖（
_
G
xdiagramat 250
℃）。（15 分）

第 7 題
卡諾循環（Carnot cycle）是熱力學重要的循環。請畫出卡諾循環的溫度-
熵圖（T-S diagram），加以說明，並說明卡諾循環的熱效率（Thermal
efficiency）為何？（15 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。