工業化學概要考古題｜歷屆國考試題彙整

114年公務人員普通考試試題 類 科：化學工程 科 目：工業化學概要 考試時間：1 小時30 分 座號： 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。 請說明脂肪分解酵素（lipase）將污染物與被污染物分離的清洗原理。（10 分） 請回答下列有關電子材料工業的問題。（每小題3 分，共12 分） 「電漿蝕刻（plasma etching）」是屬於「濕蝕刻（wet etching）」還是屬 於「乾蝕刻（dry etching）」？ 「濕蝕刻」和「乾蝕刻」何者對不同材料會有較高的選擇性？ 「濕蝕刻」是屬於「等向性（isotropic）蝕刻」還是屬於「非等向性 （anisotropic）蝕刻」？ 「乾蝕刻」是屬於「等向性（isotropic）蝕刻」還是屬於「非等向性 （anisotropic）蝕刻」？ 請回答下列有關染料的問題。（每小題6 分，共18 分） 直接染料的化學結構主要包含那些基團？ 酸性染料和鹽基性染料的差異性。 何謂「氧化染料（oxidation dyestuff）」？ 請回答下列有關塑膠工業的問題。 請寫出酚和甲醛反應生成2-羥基苄醇（2-（hydroxymethyl）phenol）的 加成反應化學反應式。（5 分） 請寫出2 個2-羥基苄醇分子進行縮合反應的化學反應式。（5 分） 由酚和甲醛聚合可得Novolak 樹脂、Resol 樹脂和cast 樹脂，請說明 三者的差異處。（10 分） 請回答下列有關工業化學污染防治的問題。 請寫出形成酸雨的化學反應式。（12 分） 如何以旋風分離器控制粒狀污染物？（8 分） 請回答下列有關冶金工業的問題。 在鋼的冶煉方面，煉鋼的目的是什麼？（5 分） 何謂碳鋼？（5 分） 在鐵的冶煉過程中，加入石灰石的目的是什麼？請寫出加入石灰石煉 鐵所牽涉的化學反應式。（10 分）

煉鋼是將生鐵（pig iron）中的雜質（碳、矽、磷、硫等）氧化除去，得 到所需成分與性能的鋼（steel）。請回答下列問題： 寫出轉爐煉鋼過程中去除碳、矽與磷的主要化學反應式。（13 分） 請提出一項減少煉鋼過程二氧化碳排放的可能策略。（12 分）

在半導體製造中，晶圓（silicon wafer）需要經過多道化學程序，如氧化、 蝕刻、摻雜與化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）等，以形 成微米或奈米級電路結構。這些過程高度仰賴精密的化學反應與控制。 在一台單片式化學氣相沉積（CVD）反應器中，以SiH₄為前驅物於700℃、 1 Torr 進行多晶矽沉積。假設： SiH₄進料流量=100 cm3/min（以標準狀況計，STP） 反應器中SiH₄轉化率=20% 只考慮在晶圓上沉積（忽略腔體壁面損失） 200 mm 晶圓面積A=314 cm2 反應：SiH4 Si+2H2 矽密度ρSi=2.33 g/cm3，矽摩爾質量MSi=28.0855 g/mol 求晶圓上沉積速率（以nm/min 表示）。（13 分） 若欲沉積300 nm 厚度，需時間多久？（12 分）

尿素是全球產量最高的含氮化學品之一，主要用作氮肥。工業上可由氨 氣（NH₃）與二氧化碳（CO₂）反應製得。此反應是化肥工業利用CO₂的 重要範例。 主要反應分兩步進行： ⑴形成碳酸氨（中間產物）：2NH3 + CO2 NH2COONH4 ⑵脫水生成尿素：NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O 請回答下列問題： 寫出整體反應的化學方程式。（6 分） 若以1 molCO2為原料且反應完全，理論上可生成多少mol 尿素？（6 分） 若工廠每天捕集88 kg CO2，請計算理論上可生產多少公斤尿素？（6 分） （已知尿素摩爾質量= 60.06 g/mol） 試說明此製程在環境保護上的兩項意義。（7 分）

氫氣（H₂）是化學工業中常見的原料氣體，具有可燃性。在空氣中，氫 氣濃度介於4%～75%（體積比）時，遇到火源會發生爆炸。某儲氣室體 積為100 m3，若其中洩漏出0.8 kg 氫氣，請判斷此時氫氣濃度是否達到 爆炸下限（4%）。 已知條件： 標準狀況下（STP）：1 mol 氣體體積=22.4 L 氫氣摩爾質量=2.016 g/mol 假設氣體在室內均勻混合，不洩漏到外界。 請回答下列問題： 計算洩漏的氫氣物質的量（mol）。（8 分） 求出氫氣的體積（m3）。（8 分） 計算氫氣在室內空氣中的體積百分比，並判斷是否超過爆炸下限。（9 分）

在淨零碳排的議題下，二氧化碳的捕捉、儲存與利用（carbon capture, utilization and storage）為重要的技術之一，請分別舉例說明此三項技術 的涵義和方法。（25 分）

聚對苯二甲酸乙烯酯（polyethylene terephthalate, PET）為重要的聚合物 之一，廣泛使用於寶特瓶以及聚酯纖維之中，但面對淨零碳排的議題， PET 也面臨碳足跡的挑戰。請以PET 為例，從其原料面說明高分子產品 應對減少產品碳足跡的途徑。（25 分）

超高純度的化學品因其價格高，為相關產品高值化的關鍵之一，請問： 所謂的純度5 N，是指此一化學品的純度達多少以上？（5 分） 製造高純度電子級硫酸一般採用接觸法，請說明接觸法的製造程序以 及應用接觸法生產高純度硫酸所需要特別留意的關鍵因子。（20 分）

石油裂煉將分子量較高的化學品轉換成分子量較低的分子，例如輕油裂 解係以輕油為原料生產下游產品，請說明： 輕油裂解在石油化學工業中的上下游角色。（7 分） 列舉3 種輕油裂解的產品及其用途。（18 分）

惰化處理（Inerting）在工廠或儲油設施中，是一常會使用的程序。一般 採用氮氣/空氣置換管線或儲槽原有的物質。請回答下列各子題： 此種處理使用的時機與目的。（10 分） 依原先用來儲存甲烷液體的儲槽準備做惰化處理。首先將儲槽降至 常壓1.01×105 pa，回溫到室溫25℃，使槽內僅剩下常壓常溫的氣體 甲烷。然後在槽內導入液氮至槽底，讓揮發上升的氮氣以柱狀流的 方式將甲烷推出。假設揮發的氮氣可以很迅速的在槽內達到常溫常 壓。儲槽的體積是7000 m3，液氮的密度是807 kg/m3。請問最少需要 多少kg 液氮？多少m3 液氮？本題牽涉到的氣體均可視為理想氣體。 氣體常數： 3 8.314 pa m /mol K R    。（15 分）

氫依其來源簡單分類為黑氫、灰氫、藍氫與綠氫，試說明其差異與其對二 氧化碳排放的影響。（25分）

丁苯橡膠（SBR）是一種用途廣泛的橡膠，請回答下列各子題： 製造丁苯橡膠的兩種單體的名稱與其化學結構。（5 分） 請寫出聚合體的化學式，包括可能之異構物。（5 分） 舉出丁苯橡膠的特性及主要用途。（5 分） 橡膠製程中常加入硫或含硫化合物，其主要功能為何？請以化學式輔 助說明。（10 分）

矽為半導體產業的重要材料，工業上通常在電爐中以高純度碳還原二氧 化矽而製得矽： SiO2 + 2C Si + 2CO 試問如何減少副產物碳化矽的產生？（10分） 若碳完全反應，試問要生產1 kg的純矽，至少要進料多少高純度碳與二 氧化矽？（原子量（g/mole）：C = 12，O = 16，Si = 28）（15分）

試說明二次鋰離子電池之充放電原理。（10分） 若此電池充飽後，可以1安培（A）與3.7伏特（V）放電2小時，計算此 充飽電的電池有多少度電？（15分）

甲苯二異氰酸酯與多元醇可以製備聚氨基甲酸酯泡棉，請回答下列各子題： 請寫出甲苯二異氰酸酯之化學式。（6 分） 請寫出多元醇（由環氧乙烷聚合之聚醚型二醇化合物）之化學式。 （6 分） 請寫出聚氨基甲酸酯之聚合反應式。（10 分） 上述反應產生發泡之CO2 的機制為何？（3 分）

吸收塔以水吸收空氣流中的氨，空氣流入吸收塔的氨濃度為10 mole%，流 率為20 mole/h，水入口流率為30 mole/h，若氣流中的氨有80%被水吸收， 試求出口氣流中氨的mole%為多少？（25分）

以葡萄糖為原料生產果糖須用酵素葡萄糖異構酶，請回答下列各子題： 酵素是以何種生化物質構成？（5 分） 酵素在此一轉化反應中扮演何種角色？（5 分） 試說明酵素的生產方式。（5 分） 請說明酵素固定化的方式及其相對於非固定化酵素之優點。（10 分）

何謂碳黑？碳黑的工業生產方法有那幾種？請舉出三項碳黑的應用。 （25 分）

蒸餾是一種熱力學的分離技術，其基本原理為何？蒸餾過程結合了那兩 種單元操作？請舉出三種化學工業上常見的蒸餾應用。（25 分）

何謂薄膜分離技術？薄膜分離技術具有什麼特點？請舉出三種常見的 薄膜分離應用範例。（25 分）

何謂印刷電路板（PCB）？其主要組成材料為何？在高頻產品的應用上， 對電路板材質特性的要求為何？請舉出三種在PCB 製作線路的流程操 作。（25 分）

何謂生物可降解高分子？生物可降解高分子應用在包裝材料為何比較 環保？生物可降解高分子應用於生物支架有什麼優點？（25 分）

常用的食品包裝材料有那些？食品包裝設計時需要考量的因素為何？ 透明高阻氣性的食品包裝膜，其優點為何？（25 分）

酵素是一種生物催化劑，請問酵素與一般無機催化劑的不同之處為何？ 酵素可以依照其催化反應分類，請舉出三種類型。酵素在工業中也被廣 泛使用，請舉出三種應用。（25 分）

天然的脂肪包含許多不同的三酸甘油酯，請寫出三酸甘油酯的化學式。 油脂性質測定中常出現的碘價，其意義為何？三酸甘油酯經過鹼性水 解，可產出甘油，請寫出水解過程的化學反應式。（25 分）

化學工業在生產過程中多以燃燒物質產生能源，並輔以汽電共生方式使 用，請說明汽電共生之方法以及優點。（25 分）

一天然氣之體積組成如下： 甲烷 75% 乙烷 15% 丙烷 5% 二氧化碳 2% 氮氣 3% 請計算此氣體之重量組成及其平均分子量。（15 分） （原子量：H＝1，C＝12，N＝14，O＝16） 若完全燃燒1 m3 體積此氣體，需要同等狀態下多少體積之空氣？（假 設空氣中氧氣莫耳分率為21%）（10 分）

光阻劑是積體電路中微影製程的關鍵材料，其主要組成成分為何？光阻 劑又可分為正型光阻劑和負型光阻劑，請問其差異為何？（25 分）

試述以薄膜電解法製造氯氣及氫氧化鈉的製程，並說明其薄膜應具備之 特性。（25 分）

請說明鉛酸電池之原理及酸液密度與電量之關係。（25 分）

天然橡膠是一種有彈性的高分子聚合物，其主要成分為何？為何天然橡 膠在聚合後還要再使用硫化方式加工？硫化後的橡膠具有什麼優點？ （25 分）

試說明由甲苯二異氰酸酯與多元醇製備聚脲酯泡棉的方式。（25 分）

PET（Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯）是飲料與食品包 材常見的塑料，也是廣泛回收的塑膠；PET 回收的方法可分為物理及化 學法。 請描述物理回收步驟或程序。（12 分） 請列舉二種化學回收法。（8 分） 化學回收法相較於物理回收法有何優越之處？（5 分）

聚醋酸乙烯樹脂是常用的膠合劑，俗稱白膠。請回答下列相關問題： （每小題6分，共30分） 請寫出醋酸乙烯單體之化學式。 生產醋酸乙烯單體，通常以醋酸及乙烯為原料，請寫出其化學方程式。 聚醋酸乙烯樹脂是屬於熱固性還是熱塑性塑膠？ 生產聚醋酸乙烯樹脂最常用的聚合方式是那一種？ 在聚醋酸乙烯樹脂中，通常會添加聚乙烯醇。其添加之目的為何？

合成氣是化工重要原料，請回答下列相關問題：（每小題5分，共20分） 合成氣的主要成分為何？ 請寫出以甲烷製造合成氣的兩個主要方程式。 以合成氣生產甲醇的反應為何？ 若欲利用合成氣作為生產氨的原料，合成氣須經過那些處理步驟？

硝酸製法以氨之氧化為主，請回答下列相關問題： 氨與氧在鉑觸媒催化下，生成一氧化氮。請寫出其反應方程式。（6分） 一氧化氮會再與氧氣作用生成二氧化氮，二氧化氮以水吸收成為硝酸。 請寫出其反應方程式。（6分） 硝酸水溶液在硝酸莫耳濃度37.7 mol%時形成共沸物。此時硝酸之重量 百分比為何？（8分） 硝酸濃縮塔以濃硫酸加入，打破共沸，再以蒸餾獲得濃硝酸。此濃縮塔 之進料為：稀硝酸進料濃度50%（重量百分濃度，下同），濃硫酸96%， 濃縮塔之出料為：濃硝酸98%，硫酸70%。欲得到1000公斤濃硝酸，需 進料多少公斤濃硫酸？（10分）

請回答下列關於聚異氰胺PU水性塗料的問題： 說明水性塗料之定義，從分子量由小而大，可區分為那三類？目前全世 界都積極發展水性塗料的動機為何？（15分） 寫出聚異氰胺之基本結構，說明其良好的水相容性質之由來。（5分）

請選配合適的樹脂與用途。答題時，請將左方的至樹脂與右方合適 的⑴至⑸用途配對。（每小題2 分，共10 分） PMMA ⑴不沾鍋的塗層 PET ⑵廣告看板、招牌 PS ⑶人工跑道 PTFE ⑷免洗餐具、隔熱材料 PU ⑸寶特瓶

分別寫出PMMA、PET、PS、PTFE、PU 這五種樹脂的化學式。（10 分）

說明氟氯碳化物（Freon, CFC）的特性和用途。（10 分） 寫出Freon-12 和Freon-22 的化學式。（4 分） 寫出由CCl4 反應產生CCl3F 的化學反應式。（4 分） 儘管氟氯碳化物性質上面有很多優點，為何後來卻被要求減產，最後 禁止生產？試說明之。（2 分）

煤碳氣化後會產生水煤氣（water gas）和發生爐氣（producer gas）。請回 答下列相關問題：（每小題5 分，共10 分） 水煤氣的成分組成為何？寫出由煤碳反應產生水煤氣的化學反應式。 發生爐氣的成分組成為何？寫出由煤碳反應產生發生爐氣的化學反 應式。

旋轉生物圓盤法（Rotating Biological Contactor）為一種處理工業廢水中 污染物的方法，請敘述此法的操作原理和優點。（10 分）

工業上製備酒精有發酵法和合成法（以乙烯為原料）兩種，請分別說明 之，並寫出相關的化學反應式。（10 分）

請畫出索亥俄（Sohio）法產製丙烯腈的流程圖，據以說明如何從原料， 反應得到丙烯腈的流程，並寫出相關之化學反應式。（20 分）

何謂「GHS」？推行GHS 對工作人員有何助益？（5 分） 三氯乙烯的GHS 標示有底下兩個圖示，請敘述其傳達的危害警告訊 息。（5 分）

PE、PP、PS 和PVC 塑膠的主要單體各為何？又PU 是指何聚合物？（15 分）

請說明石油裂解之催化裂解與熱裂解操作條件之區別。熱裂解之輕油裂解與重油裂 解使用之原料及主要產品有何差異？（20 分）

肥料之三要素為何？又何謂單肥及複肥？（10 分）

請解釋化學需氧量（COD）與生化需氧量（BOD），並比較兩種測定方法在應用上之 不同。（20 分）

請寫出電解食鹽水的化學反應方程式。又陰極產生的產物為何？陽極產 生的產物為何？（20 分）

煉鋼的主要方法有那三種？不銹鋼中最重要的合金元素為何？為何加入此種元素可 使鋼鐵較不易生鏽？（12 分）

二甲苯（Xylene）有那三種同分異構物？又其結構式分別為何？（15 分）

紙漿依製造方法的不同，主要可分為那兩種？紙張之四種主要原料為何？再生紙之 紙漿來源主要有那兩種，其使用比例各約多少？再生紙與普通紙在色澤上有何差 異？（20 分）

油脂之碘價（Iodine value）的定義為何？又碘價愈高表示油脂的不飽和 鍵愈少或愈多？（10 分）

工業上進行聚合反應時，若以水為分散媒體，其生產製程常使用那兩種聚合法進行 聚合反應？除了單體外，此兩種聚合製程各需加入何種主要添加劑？（8 分）

原油分餾是基於物質那一種物理性質的差異？又萃取是基於物質那一 種物理性質的差異？（10 分）

PET 聚酯纖維（Dacron）可由PTA 或DMT 兩種製程製得，請寫出其聚合物之結構 式及兩種製程使用之單體的化學結構式。（20 分）

塗料通常是由那些成份所組成的？（10 分）

工業上廢水處理的方法，依操作原理的不同，可分為那三大類？（10 分）

為使加工生產的塑膠符合一些特性要求，會在塑膠加工時加入或多或少「添加劑」。 請說明下列添加劑的功用： 加工安定劑（Stabilizer）（6 分） 防焰劑（Flame Retardant）（5 分） 塑化劑（Plasticizer）（5 分）

一個鍋爐以甲烷及20%過量空氣燃燒來運作，進料氣體皆處於25℃。 甲烷 + 氧 Æ 二氧化碳 + 水， ° Δ 298 H = -191760 cal/g-mol CH4 假設甲烷完全反應： 寫出化學反應式。（5 分） 求出口氣體組成。（10 分） 求理論上最高可達到之火焰溫度。（10 分） 相關氣體之莫耳熱容量(CP)估算方法如下： CP = α + βT，其中T 的單位：oK，CP 的單位：cal/(g-mol)( oK) 各成分的α , β值如下表： 化學成分名稱 α β CH4 3.381 18.044 × 10-3 O2 7.16 1.00 × 10-3 N2 6.83 0.90 × 10-3 H2O 7.30 2.46 × 10-3 CO2 10.57 2.10 × 10-3

工業廢水常含有對生物體及生態產生巨大危害的物種： 請列舉出五項工業廢水所包含的污染物成分。（10 分） 重金屬廢水處理則有那些處置原則？（10 分）

說明下列以乙烯為起始原料之乙烯系列石油化學工業相關的問題： 說明氯乙烯製程。（8 分） 說明醋酸製程。（8 分） 說明乙醇製程。（9 分）

燃料電池是一種經由氧化還原反應，把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。 請標示出氫氧燃料電池的基本構造，說明各部分主要功能，並解釋其運作原理。 （12 分） 比起充電電池，燃料電池具有那些優點？（6 分） 請說明燃料電池為何是清淨的能源。（6 分）

製備氨氣之反應式如下： N2 + 3 H2 ↔2 NH3 ΔHo = -45.8 kJ/mol NH3 要得到較高的氨氣平衡濃度，反應溫度應該高還是低？反應之壓力應該高還是 低？（5 分） 要得到較高的反應速率，反應溫度應該高還是低？反應之壓力應該高還是低？（5 分）

經由煉製產生各種石油製品的過程稱為煉油： 石油中可以提取那五種實用的工業產品？（5 分） 裂煉石油的方法為：熱蒸氣裂煉（Thermal Cracking），觸媒催化裂煉（Catalytic Cracking），及氫化裂煉（Hydrocracking）。請說明各方法對產品產生的化學結構 變化。（15 分）

氯氣的生產常用電解食鹽水的方式，回答下列與此工業有關之問題： 寫出薄膜法之陰陽極之半反應式。（10 分） 薄膜之材質為何？對比於石綿隔膜的優點為何？（10 分）

將鋼鐵廠排放之二氧化碳回收，是現今減少溫室氣體排放之重要課題。 說明減少溫室氣體排放的重要性。（10 分） 列舉工業應用中，兩種常見用來吸收二氧化碳的溶液。（10 分）

煤炭主要應用於火力發電及鋼鐵業的煉焦製程： 以直接燃燒消耗煤炭，會產生那些危害成分？（5 分） 請說明淨煤技術的關鍵步驟，產生的化學反應及產物。（15 分）

硫酸銨(NH4)2SO4 是一種重要的化學製品，請回答下列相關問題： 試述硫酸銨的主要用途 5 分） 硫酸銨之含氮重量百分比為何？ （5 分） 試寫出以硫酸吸收氨氣，製造硫酸銨的化學反 5 分） 以題 製程生產硫酸銨，若每小時氨氣供應量為5 公噸，反應率90%，請計算硫 酸銨每小時的生產量與硫酸的消耗量。（10 分） （原子量：H: 1, N: 14, O: 16, S: 32）

界面活性劑有許多用途，請說明下列問題： 肥皂與合成清潔劑（包括陰離子、陽離子及非 10 分） 肥皂製程中 7 分） 肥皂在硬 4 分） 為了解決合成清潔劑的生物降解問題，工業界採取 ？（4 分）

試說明以下幾種去除微粒方式之原理、特性及適用範圍： 旋風分離器 。（10 分） 靜電集塵器 。（10 分） 袋濾器 。（5 分）

高爐煉鐵中加入焦炭與石灰石。請描述：  焦炭所牽涉到之化學反應。（15 分） 石灰石所牽涉的化學反應。（ 10 分）

何謂積體電路（IC）？試說明其由晶圓切片到晶粒封裝之前後段製程。其最初使用 之晶圓材料是由何種原料經由那些程序製得？在晶粒封裝上，最常用的塑膠封裝材 料為何？寫出製造此種塑膠最常用的單體組合。（30 分）

在自由基聚合法製成的塑膠品中： 舉出一種可以放進微波爐微波的塑膠，試畫出其聚合物分子結構式並寫出其三種 立體異構物結構之名稱以說明其耐熱原因。（14 分） 舉出一種在加工時最常加入塑化劑（可塑劑）之塑膠，畫出其聚合物分子結構式 並寫出其最常用的塑化劑中文名稱及英文簡稱，並說明其加入塑化劑之原因。 （10 分）

寫出火災依燃燒物質而稱呼的四種火災名稱。滅火原理主要應做到那四項措施？目 前應用最廣泛的塑膠材料可燃性能標準為何？此種標準依據那些觀察現象來評斷可 燃性等級？（26 分）

請比較批式反應器製程與連續式反應器製程在工業生產上適用之範圍及其各別優點。 （10 分）

說明細懸浮微粒PM2.5 之粒徑大小與落塵之粒徑大小的區別，並舉出三種工業上用 來控制粒狀污染物之技術。（10 分）

由石油煉油過程製造芳香烴的主要方法為自重組油提取。請敘述重組油之製程，包括 所使用之原料、觸媒、純化及主要產品：苯、甲苯、二甲苯之產量順序。（25 分）

自乙烯製造乙二醇之方法：乙烯與氧氣反應製成環氧乙烷；環氧乙烷水化製成乙二 醇。請寫出從乙烯製造環氧乙烷之兩種反應及由環氧乙烷水化產生的三種產物（乙 二醇、二乙二醇、三乙二醇）之反應式。設第一反應中，85%乙烯轉化為環氧乙烷， 第二反應中，80%環氧乙烷轉化為乙二醇，試問一公斤的乙烯可產生多少公斤的乙 二醇？（25 分）

以烯烴與合成氣製備醇、醛之方法稱為OXO 法。以丙烯與合成氣（CO 及H2）可 製丁醛，在壓力較低，氫氣較多且改變觸媒的情況下，此法可製丁醇。試寫出此兩 種產品製法之反應平衡式。若以乙烯為原料，某一醇類為產品之OXO 法，可製得 那一種醇？試寫出其反應式。（15 分）

請敘述以氨氣及二氧化碳製造尿素之製程及相關之化學反應式。工業上所謂全循環 法及部分循環法之差異為何？（15 分）

耐隆66（Nylon 66）與耐隆6（Nylon 6）在原料及成品之結構式上有何差別？請分 別說明之。（10 分）

請敘述玻璃纖維的原料、製程及用途。（10 分）

請回答下面兩個子題： 說明「軟水」、「暫時硬水」、「永久硬水」，這三者在成分上的差異。（6 分） 「磷酸鹽法」和「離子交換樹脂法」為兩種常用的硬水軟化方法。試分別說明之， 並寫出涉及的化學反應式。（14 分）

接觸法為一種製造硫酸的常用方法。 試以硫磺為原料，畫出經由接觸法製造硫酸的流程圖並說明之，以及寫出涉及的 化學反應式。（15 分） 舉出五種硫酸的用途。（5 分）

請回答下面三個子題： 製造卜特蘭水泥（Portland cement）的主要原料有那些？（2 分） 水泥的組成有C3S, C2S, C3A 和C4AF，試寫出這四種成分的化學式和中文名稱。（6 分） 水泥中通常添加了4~5%石膏，其目的為何？（2 分）

利用甲烷在高溫下反應產生乙炔的製程中，為何反應條件要設在高溫（T > 980℃）， 且於極短的反應時間（千分之幾秒）後，迅速將產物冷卻至310℃以下？（10 分）

請畫圖說明如何從塑料製成塑膠瓶 塑膠袋。（10 分）

請寫出下列燃料電池在陽極、陰極的電化學反應式和總反應式： 以氫氣為燃料的高分子薄膜燃料電池（PEMFC）（5 分） 以甲醇為燃料的直接甲醇燃料電池（DMFC）（5 分）

請回答下面三個子題： 何謂液晶？（2 分） 液晶依據其產生之條件不同，分為thermotropic 液晶和lyotropic 液晶兩種，試說 明之。（2 分） 液晶依據其分子排列狀態可分為那幾種？試畫圖說明之。（16 分）

請回答下列問題： 何謂染料？（6 分） 染料和顏料的差別為何？（4 分） 請問直接染料的結構主要包含那些基團？其優缺點為何？（10 分）

石油主要由那三種烴系化合物所構成？請畫出由原油製造乙烯過程中，其採用之單 元操作、單元程序及產生之中間產物之製程流程圖？乙烯產品可用來生產那些化學 品，試舉三種。（20 分）

請簡述鐵的冶煉過程，並指出還原劑為何？加入灰石的目的為何？（10 分）

塗料之功能試舉二種。主要由那四部分混合調配而成？若依構成塗膜之成分區分， 塗料產品主要可分為那四類？（20 分）

聚合物可以由數種相同或不同化學結構的分子反應生成，此反應稱為聚合反應。請 敘述乳化聚合法是如何進行聚合反應，並說明其優缺點。（20 分）

請說明印刷電路板的結構。依照其結構上使用材料之不同，印刷電路板可分為那三 大類？目前使用量最大的為那一類？依照其電路層數，印刷電路板可分為那三種？ （20 分）

在反應中添加觸媒可降低化學反應的活化能，使反應快速達到熱力學平衡。請問在 煉油工業中用於加氫脫硫的觸媒，其常見的金屬成分為何？又加氫脫硫的目的為何？ （20 分）

生技產業中的酵素主要由何種物質構成？有何功用？釀酒工業常用何種酵素進行發 酵？要製造高濃度酒精時常使用何種單元操作？生技產品常用的固液分離與回收方 法有那三種？分離後的產品常再純化，請舉出兩種常用的純化技術。（20 分）

請回答下列問題： 腐蝕主要分為化學腐蝕與電化學腐蝕，請簡述兩者的原理。（5 分） 常見的腐蝕形式有許多種，請舉例3 種。（5 分） 六、請問石墨烯（Graphene）的結構及材料特性為何？（10 分） 七、請問碳纖維的特性及主要原料為何？可應用於那些工業產品上？（10 分）