化學工程 95 年物理化學考古題

一莫耳單原子理想氣體，Cv,m=3/2R，初溫為298K，體積為5L，用下列二種方式進 行膨脹，其周圍保持298K，最後體積為10L：等溫且為可逆；絕熱且外界保持 常壓0.5atm；試計算每個方式的W、 E △、 H △、 T △、 S △（20 分）

1 莫耳的理想氣體在298 K，1 大氣壓之下進行膨脹，計算下列三種程序之功（work）。 進行可逆等溫（reversible isothermal）的膨脹，使最終壓力為0.5 大氣壓。（7 分） 進行等溫膨脹，外在壓力固定在0.5 大氣壓。（7 分） 進行等溫膨脹，外在壓力為0 大氣壓。（6 分）

純的揮發性液體A 和B 之蒸氣壓(PA * and PB *)分別為300 和250 torr，當A 之莫爾 分率為0.9 時，A 和B 之蒸氣壓分別為250 和25 torr。試求A 和B 之活性及活性係 數？（假設此溶液為理想稀薄溶液，A 為溶劑，B 之Henry constant K 為200 torr）？ （10 分）

假設乙醇與甲醇能夠形成理想溶液，在20℃時乙醇與甲醇的飽和蒸氣壓分別為 5.93 kPa 及11.83 kPa。今將乙醇與甲醇各100 公克的溶液混合，計算液氣相平衡 時的總壓力，以及乙醇與甲醇的分壓。甲醇：CH3OH，乙醇：C2H5OH （20 分）

對一吸熱氣體反應，A <===> B + C，在1 atm 和25 oC 時，其平衡常數Kp為1 atm。 試求：（20 分） 在25 oC 之標準自由能（ G △ o） 反應之標準熵（ S △ o）是正值或負值？ 在40 oC 時，其Kp 值會比1 atm 大或小？ 在40 oC 時 G △ o 是正值或負值？

下列為有關鐵離子在25℃的標準反應電位 Fe 3+ + e- → Fe2+ E° = 0.74 V 2 1 Fe 2+ + e- → 2 1 Fe(s) E° = -0.44 V 請計算下列反應的標準反應電位 Fe 3+ + 3e- → Fe(s) E° = ? （10 分）

假設反應2A ---> 3P 之反應機構為： A ---> P + B, k1 P + B ---> A, k-1 B + A --->2P, k2 試導出其速率定律（rate law）（10 分） 在什麼情況下，整個反應是反應物A 的一級反應？（5 分）

假設你是一位國中的理化老師，現在你要指導學生利用兩杯裝有不同濃度的氯化銅 溶液，來證明可以產生電能，請問你如何做？（請畫圖說明之）（10 分）

假設臭氧吸附在某一界面上是遵循藍牟耳吸附等溫線（Langmuir isotherm），由壓 力與覆蓋率（surface coverage）之關係，您如何去分辨此吸附？（15 分） 沒有分解 分解成為二個分子 分解成為三個分子 六、說明題：（每小題5 分，共20 分） CO2 隨外界壓力上升，則凝固點上升，而H2O 卻下降？ 溫度升高可使反應加快，同時產物的比例是否提高？ 一般反應速率皆和反應物濃度有關？濃度越高是否速率越快？ 工業化學系統有時未達到反應終止，即再行填料，大多以反應的半生期為基準， 原因為何？

今有某一分子A 的分解反應為一次反應，在650 K 時，半衰期為363 分鐘，若反應 的活化能為52000 cal/mole，請問在700 K 下，分子A 分解75%所需的時間為何？ （20 分） 六、若石墨與鑽石的比重分別為2.26 和3.51，標準狀態下（25℃，1atm） C（石墨）→ C（鑽石） UG° = 2900 J/mole 請問在 25℃下，需要多少壓力才能使石墨轉換為鑽石？ （此公式對解題有幫助 d G = V d P – S d T） （20 分）