高普考題庫
105 年 105年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

物理化學(包括化工熱力學)

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1兩成分:A 與B,組成的溶液,其中A 為溶劑,B 為溶質。在溫度為25℃時,純質p80kPap30kPaBHenryK = 50 kPa的飽和蒸汽壓分別為,與,並且 的 常數ABB,H,x(以x = 1.0 為參考狀態)。已知當x = 0.850 時,B 的重量莫耳濃度為b = 1.47 mBAB(m = mol 溶質kg溶劑),p60kPa,p13kPa。(每小題5 分,共25 分)AB計算A 的活性a 與活性係數,使用Raoult 定律,以莫耳分率在x0.1為參A,xA,xA考狀態。AMkg mol-1計算 的莫耳分子量,,單位為:。ABHenryKb = 1.0 mkPa計算 的 常數(以 為參考狀態),單位為:。B,H,b計算B 的活性a 與活性係數,使用Henry 定律,以莫耳分率在x0.1為參考B,xB,xB狀態。BaHenryb = 1.0 m計算 的活性 與活性係數,使用 定律,以重量莫耳濃度在B,bB,b為參考狀態。
申論 2一個規律的兩成分溶液(regular binary solution)之過量熱焓HEnRTxx,過量AB熵SE0,每莫耳的混合Gibbs 能量為GRT(xlnxxlnxxx)。然mixmAABBAB2 Gxxβ而,當大於 時,會出現兩個數學上的最小值,對應兩個溶液組成: 與 。mixmAAxtotalx <xtotal<xβGGβ如果有一個混合液,其總組成為,並且 。那麼,如果與AAAAmixmmixm都是小於零,這個混合液系統就會分成兩相:α 相與β 相。現在有一個混合液系統xtotal= 0.40,= 3.0,總莫耳數為1 莫耳,也就是nα + nβ = 1.0 mole,A溫度為25℃。(每小題5 分,共15 分)βα βx 與x ,以及這兩個相的莫耳數n與n。AAGGβJ mol-1與,單位為:。mixmmixm這1 莫耳混合液,從單一個相分離成兩個溶液相的Gibbs 能量的變化量:GGG,以公制表示,單位onephasetwophasesmixtwophases:βmixonephaseofx.040A為:J。105年公務人員高等考試三級考試試題 代號:26960類科 :化學工程科目 :物理化學(包括化工熱力學)Na = 1.37×10-6 bar m6 mol-2
申論 3假設氮氣 符合凡德瓦爾氣體方程式,凡德瓦爾係數,b = 3.87×10-5 m3 mol-1。已知UpTpTVTTVa/V2,V 為莫耳體積。(10 分)TmmdUCdTdV,溫度25℃,有3 莫耳氮氣,進行等溫膨脹,VT最初體積0.06 m3,最後體積為1.50 m3,計算U,以公制單位J 表示。(10 分)
申論 4氫燃料電池的全電池化學反應為:2HO2HO2(g)2(g)2(l)(10 分)298 KE.123V,此電池的標準電位。如果氫氣與氧氣都看成理想氣體,當p 0.3bar,p 2.0bar,計算此電池的電位E。(10 分)H2O214C = 29.1 J mol-1
申論 5氮氣有 克,看成理想氣體,定壓的莫耳熱容量,溫度壓力分別為p300 K,6.0 bar。假設外界壓力保持固定1.0 bar,氮氣膨脹後,壓力變成2.0 bar,變化過程中,氮氣與外界沒有以熱的形式進行能量的交換。(每小題5 分,共10 分)U與膨脹後氮氣的溫度T。S與S。total
申論 6系統與外界以作功形式進行能量的交換,分成兩種:與系統體積膨脹或收縮有關的,稱為膨脹功w,其他部分,稱為額外功w。現在,如果w0,並且T =常數= T,expaddaddsurrp =常數= p,利用熱力學函數G、H、S 等的定義,與熱力學第一定律:ex(5 分)dGdwadddSTtotal述結果在熱力學上的意義與應用。(5 分)