108年 地方特考 三等 化學工程 物理化學 試卷

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1
0
8
別:三等考試
科:化學工程
目:物理化學(包括化工熱力學)
間:2小時 座號:
※注意:
使
使
代號:
34330
頁次:
2
1
一、有 1莫耳理想氣體,初始溫度及壓力分別 300 K 1 bar
定溫膨脹至壓力為 0.2 bar其內能internal energy變化U=0請證
明其焓(enthalpy)變化H亦為 0,並由微觀(分子)角度說明其理
由。6分)
以可逆(reversible)方式定溫膨脹至壓力為 0.2 bar,計算其對外界所
做的功(Wrev)及本身 Gibbs 能變化(G10 分)
若改為對真空定溫膨脹 0.2 bar,則對外界所做的功(W)及G
別為何?6分)
二、氣體之壓縮係數
Z
compressibility factor compression factor)可表示
為以莫耳體積 m
V或壓力
P
為參數的維里狀態方程式Virial equation
of state,分別如下:
+++== 2
1
m
m
m
V
C
V
B
RT
PV
Z
+++= 2
''1 PCPBZ
其中
R
為氣體常數(gas constant
為溫度;
B
'
B
為第二維里係數,
C
'
C
為第三維里係數,皆為溫度函數。已知
RT
B
B
'
=
請將凡得瓦(van der Waals)氣體狀態方程式表示成以壓力為參數之
維里狀態方程式。6
請推出凡得瓦氣體之波以耳溫度。6分)
繪出溫度低於波以耳溫度時,ZP之關係圖。4
解釋導致 Z<1 的原因。4分)
三、有一反應 A
同時進
C,如下圖,其中
k
其濃度為[A]0
請推導
[A]0=1.0 3
dmmol
C之濃度。4
四、銅電極與/
氯化銀電
2
2
Cu
eCu + +
+
Ag
esAgCl )(
寫出電池 uClCu
(
C2
(10 )
2
ClCu
濃度為
IBzz +± =
γ
10
log
子之電荷數,I
為離
計算 +2
uC
Cl
之平
情況利用
Nernst
極?(10 分)
五、下甲醇
四氯
圖,回答下列問題
的原因。6
當液相組成 9.0
1=x
溫度及組
1
y為何
發生共沸的溫度與組
若將氣相組成
0
1
=
y
350 K
334 K
形成的飽和液體
與飽
為何?(4分)
行兩個一級
first-order
不可逆
1
k
2
k為反應速率常數。
若反應
導出
ABC濃度與反應時間
t
1
110
=sk 1
25
=sk
極之標準還原電位
(25)
分別如
)(s
Cu
VE 1934.0=°
+Cls
Ag
)( VE 22233.0=°
AgAgClm)
(
之總反應式
並計算
濃度為
0.01M Debye–
Hückel limiting law
其中 ±
γ
為平均活性係數, +
z
離子強度
25水溶液之B
0.51
平均活性係數
5分)
Nernst
方程式估算此時之電動勢
E
成份混合
1
將液體混合物由室溫加熱至
?(
6分)
組成為何
?(4分)
2.
0
的氣體混合物,
334 K
和氣體之含量比
k1
k2
代號:
34330
頁次:
2
2
逆反應
分別產 B
之初僅有
A存在,
t
之關係。9分)
B
如下
:
算其標準電動
°E
ckel limiting law
:
z為陽離子與陰離
2/31/2
0.51
dmmol
E
說明何者為正
1
大氣氣液
至產生第
1個氣泡的
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