高普考題庫
109 年 109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將定壓氣體由管線中注入一空槽。若忽略氣體與周遭間的熱傳,則氣體入口管線中氣體焓值與槽中氣體的內能間關係為何?若氣體為理想氣體而且有一定的熱容(heat capacity),則槽中氣體溫度與管線入口的氣體溫度為何?(20分)
申論 2在一絕熱活塞汽缸中有2莫爾理想氣體(溫度500 K,壓力10 atm)。此氣體行可逆絕熱膨脹。在膨脹過程中,與汽缸中氣體相等瞬間溫度的外部氣體經氣體注入口注入足夠的量,以保持膨脹過程的汽缸中內壓為固定的10 atm。當總作功= -50 L·atm,停止膨脹。請計算活塞內氣體最終溫度與莫爾數。假設氣體的莫爾熱容(C)= 1.5 R。(R = 0.08205 L·atm/mol·K)v, m(20分)
申論 3卡諾冰箱(Carnot refrigerator)的性能係數為C = T/(T – T)。請導出C的全微分式以顯示當我們改變T與T時性能係數的改變速率。(15分)
申論 4某一級反應的活化能為25,000 cal/mol,且其反應係數k = Ae–Ea/RT式中的A值為5 1013(1/s) 。請計算此反應在何溫度下的半生期為1 小時?(R = 1.987 cal/mol·K)(15分)
申論 5CO(s)在熔點的部分莫爾熔解焓(partial molar enthalpy of fusion)為7,950 J/mol。於相同溫度,部分莫爾昇華焓為25,505 J/mol。於220 K,液態CO上方的平衡蒸氣壓590.6 kPa。假設汽化焓與溫度無關,請使用Clausius-Clapeyron方程式求取液態CO上方蒸氣壓的關係式。(15分)pH11[Clausius-Clapeyron方程式ln2vapm()PRTTR = 8.314 (J/mol·K)]
申論 6在一電池反應Cu(s) + Cl(g) Cu2++Cl-⑴11 + e其中氧化 Cu(s) Cu2+- = 0.337 volt22Cu2+;CuCl(g) + e-Cl- = 1.360 volt還原2-2Cl;Cl2;Pt請計算反應⑴在25℃之電動勢()、自由能(G)與平衡常數(K)。(1 Farad = 96500 coul)(15分)