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114年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
化學工程
科 目
：
化學程序工業
（
包括質能均衡
、
分析化學
、
儀器分析
）
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
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。
代號：
28550
頁次：
2
－
1
一、請回答下列有關化學工業程序流程圖和生產製程相關問題。
請問繪製管件及儀表圖（pipe & instrument diagram, P&ID）比程序流
程圖（process flow diagram, PFD）多加入了那些資料？（12 分）
請說明「清潔生產製程」與「傳統生產製程」在原料、能源、回收和
工業污染（廢水、廢氣和廢棄物）等方面之差異性。（10 分）
二、質能均衡探討化學工業程序中進料與出料間的質量及能量變化關係，請
回答下列質能均衡相關問題。有一蒸餾塔用來提高酒精的濃度，未蒸餾
前之酒精中含乙醇 10%，其流率為 2.4 kg/s。蒸餾後塔頂之酒精中含乙醇
40%，其流率為0.4kg/s。試求塔底的酒精溶液離開時濃度為多少？（15 分）
三、請回答下列有關儀器分析問題。
濾紙色層分析某化合物時，溶劑前沿的移動距離為 5公分，化合物色
點的移動距離為 3公分，其阻滯因數（Rf）值應為何？（5分）
某物質經過 20 cm 長的層析管柱，所得圖譜中的尖峰底部寬度為 8秒，
滯留時間為 40 秒，則該層析管之理論板數（N）和理論板高（H）為
多少？（10 分）
四、請回答下列有關化學工業安全與污染防治問題。
請描述如何以氣提法去除廢水中的氨氮？（5分）
請描述如何以離子交換法去除廢水中的 NH4+和NO3–？（4分）
請寫出添加硫酸鋁、氯化鐵和石灰去除廢水中磷酸鹽的化學反應式。
（6分）
代號：
2
8550
頁次：
2
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2
五、下圖為 2-methyl-1-pentene 之1H NMR 之圖譜，2.97、2.08、2.96、2.06 和
2.00 為五個 NMR 峰的積分值，請回答下列有關分析化學之問題。
請畫出 2-methyl-1-pentene 之化學結構，並指出下圖 a、b、c、d、e這
五個 NMR 峰各為 2-methyl-1-pentene 化學結構中那個氫之吸收峰？
（10 分）
下圖 a、b、c、d、e這五個 NMR 峰當中，何者受屏蔽效應（shielding
effect）之影響最大？（3分）
下圖 a、b、c、d、e這五個 NMR 峰當中，何者位於最高場（upfield）
之位置？（3分）
六、請回答下列有關石油化學工業之問題。
汽油辛烷值（octane number）之定義為何？（5分）
油品的辛烷值與其分子結構有關，正戊烷和正辛烷當中，何者的辛烷
值較高？（3分）
1-戊烯和正戊烷當中，何者的辛烷值較高？（3分）
如何提升汽油之辛烷值？（6分）
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5