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1.化工熱力學 2.化學反應工程學 第 1 頁，共 5 頁
經濟部所屬事業機構 109年新進職員甄試試題
類別:化工製程 節次:第二節
科目:1.化工熱力學 2.化學反應工程學
注
意
事
項
1.本試題共 5頁(含A3 紙1張、A4 紙1張)。
2.可使用本甄試簡章規定之電子計算器。
3.本試題為單選題共 50 題，每題 2分，共 100 分，須用 2B 鉛筆在答案卡畫記作答，於本
試題或其他紙張作答者不予計分。
4.請就各題選項中選出最適當者為答案，各題答對得該題所配分數，答錯或畫記多於 1個
選項者，倒扣該題所配分數 3分之 1，倒扣至本科之實得分數為零為止；未作答者，不
給分亦不扣分。
5.本試題採雙面印刷，請注意正、背面試題。
6.考試結束前離場者，試題須隨答案卡繳回，俟本節考試結束後，始得至原試場或適當處
所索取。
7.考試時間：90 分鐘。
3
[A]
1.
1莫耳的單原子分子理想氣體從狀態A變為狀態B，假設在不知為何種氣體，但已知狀態A、B
兩者之壓力、體積和溫度下，請問可得知該氣體下列何種選項？
(A)氣體內能的變化 (B)氣體所做的功
(C)氣體傳給外界的熱量 (D)氣體的質量
[C或
D]
2.
對於熱力學第二定律的敘述，下列何者有誤？
(A)熱不可能自行從低溫物體傳給高溫物體
(B)不可能從單一熱源吸熱後完全變為有用的功，而不引起其他變化
(C)自發過程皆為不可逆
(D)系統從一個平衡態到另一個平衡態的過程中，若過程不可逆，則熵減少
9
[D]
3.
將數種液體混合後，若混合液為理想液體，下列何者有誤？(E：內能、H：熱焓量、G：自由
能、V：體積)
(A) ∆𝐻𝑚𝑖𝑥 = 0 (B) ∆𝐸𝑚𝑖𝑥 = 0 (C) ∆𝑉𝑚𝑖𝑥 = 0 (D)∆𝐺𝑚𝑖𝑥 = 0
12
[D]
4.
有關麥斯威爾(Maxwell)關係式，下列何者有誤？
(A)(𝜕𝑆
𝜕𝑉)𝑇= (𝜕𝑃
𝜕𝑇)𝑉 (B)−(𝜕𝑆
𝜕𝑃)𝑇= (𝜕𝑉
𝜕𝑇)𝑃 (C) (𝜕𝑇
𝜕𝑃)𝑆= (𝜕𝑉
𝜕𝑆)𝑃 (D) (𝜕𝑇
𝜕𝑉)𝑆= (𝜕𝑃
𝜕𝑆)𝑉
15
[D]
5.
關於熱力學的敘述，下列何者正確？
(A)理想氣體內能變化量，僅為壓力的函數
(B)功與熱量為狀態函數
(C)系統與外界無質量與能量交換，稱為密閉系統(Closed system)
(D)任何氣體經歷一可逆循環過程，其焓值變化量必為0
18
[一律
給分]
6.
1 公克0 ℃的冰與10 公克100 ℃的水混合，請問熵變化量(∆𝑆)為多少(𝑐𝑎𝑙
°𝐾 )？(已知水的凝固熱為
80𝑐𝑎𝑙
𝑔，水的𝐶𝑝 = 1 𝑐𝑎𝑙
𝑔∙℃)
(A) -0.515 (B) 0.293 (C) 0.515 (D) 0.58
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1.化工熱力學 2.化學反應工程學 第 2 頁，共 5 頁
21
[B]
7.
關於熱力學第三定律之敘述，下列何者正確？
(A)在絕對零度時，任何物質的熵等於零
(B)在絕對零度時，具有完美晶體(perfect crystal)的熵等於零
(C)在 0 ℃時，任何物體的熵等於零
(D)在 0 ℃時，具有完美晶體(perfect crystal)的熵等於零
24
[B]
8.
𝑃𝐶𝑙 5的分解反應是𝑃𝐶𝑙 5(g)⇆ PCl 3(g)+Cl2(g)，在 473 °𝐾達到平衡時，𝑃𝐶𝑙 5(g)有48.5 %分
解，在 573 °𝐾達到平衡時，有 97 %分解。前述反應下列何者正確？
(A)放熱反應 (B)吸熱反應
(C)既不放熱也不吸熱 (D)這兩個溫度下的平衡常數相等
1
[B]
9.
下列各系統敘述，何者自由度(degree of freedom)不為0？
(A)壓力為20 𝑘𝑔/𝑐𝑚2的丙烯液體經減壓閥減壓為4 𝑘𝑔/𝑐𝑚2氣液兩相的丙烯，且兩相平衡
(B)碳酸鈣受熱分解的反應系統：𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑆) →𝐶𝑎𝑂(𝑆)+𝐶𝑂2(𝑔)
(C)𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑠)與𝑁𝑎𝐶𝑙飽和水溶液在25 ℃及 1 atm下達平衡
(D)純水在其三相點時
4
[C]
10.
5莫耳雙原子理想氣體在等壓可逆下，由 -23 ℃加熱至 227 ℃，其焓之變化量(ΔH)為多少焦耳
？(𝑅 = 8.314 𝐽
𝑚𝑜𝑙𝑒∙𝐾)
(A) 15589 (B) 15981 (C) 36374 (D) 46766
7
[D]
11.
某定量理想氣體在 3 atm下，進行可逆等壓膨脹由2 ℓ變成 8 ℓ，內能變化量為15 cal，則此過
程吸收之熱量為多少cal？(1 𝑎𝑡𝑚 × ℓ = 24.22 𝑐𝑎𝑙；ℓ 表示公升)
(A) 350 (B) 400 (C) 435 (D) 451
10
[D]
12.
在100 ℃環境下，A與B的混合液體中，A的莫耳分率為0.4，若達氣液平衡，則氣相中A的莫
耳分率為多少？(A對B的相對揮發度為4.5)
(A) 0.45 (B) 0.55 (C) 0.65 (D) 0.75
13
[C]
13.
有關可逆過程的敘述，下列何者有誤？
(A)為一個無窮小變化的過程 (B)可逆過程中，系統與外界隨時保持平衡狀態
(C)可逆過程中，系統的熵變化必等於零 (D)卡諾循環中不包括等壓膨脹
16
[A]
14.
吉布氏自由能(Gibbs Free Energy)的定義為何？
(A) 𝐺 ≡ 𝐻 − 𝑇𝑆 (B) 𝐺 ≡ 𝑈 − 𝑇𝑆 (C) 𝐺 ≡ 𝐻 + 𝑇𝑆 (D) 𝐺 ≡ 𝑈 + 𝑇𝑆
19
[D]
15.
卡諾循環：
(Ⅰ)𝐴 → 𝐵：等溫可逆膨脹(在高溫𝑇2) (Ⅱ)𝐵 → 𝐶：絕熱可逆膨脹(到低溫𝑇1)
(Ⅲ)𝐶 → 𝐷：等溫可逆壓縮 (Ⅳ)𝐷 → 𝐴：絕熱可逆壓縮
請問下列座標圖形何者有誤？(E：內能、S：熵、T：溫度、P：壓力、V：體積)
(A) (B) (C) (D)
22
[A]
16.
1莫耳的理想氣體由同一初始狀態出發，分別經：(Ⅰ)等溫膨脹至𝑇1，𝑃1；(Ⅱ)絕熱膨脹至𝑇2
，𝑃2，請問兩者最終狀態溫度間關係為何？
(A) 𝑇1> 𝑇2 (B) 𝑇1= 𝑇2 (C) 𝑇1< 𝑇2 (D)無法確定
25
[C]
17.
60 ℃時，苯和甲苯的蒸氣壓分別為385與140 mm-Hg。取 4 莫耳苯和 1 莫耳甲苯混合成理想
溶液，則混合蒸氣中，苯蒸氣的莫耳分率為多少？
(A) 0.733 (B) 0.8 (C) 0.916 (D) 0.957
T
︵
溫
度
︶
S（熵）
AB
C
D
AB
C
D
E
︵
內
能
︶
S（熵）
AB
C
D
T
︵
溫
度
︶
V（體積）
DA
B
C
P
︵
壓
力
︶
T（溫度）
1.化工熱力學 2.化學反應工程學 第 3 頁，共 5 頁
2
[D]
18.
有3項化學反應式如下，請問𝐾3為何？
(Ⅰ) 𝑂2+ 2𝑁𝑂 ⇌ 2𝑁𝑂2，平衡常數𝐾1 (Ⅱ) 4𝑁𝑂 + 2𝐶𝑙2⇌ 4𝑁𝑂𝐶𝑙，平衡常數𝐾2
(Ⅲ) 𝑁𝑂2+1
2𝐶𝑙2⇌ 𝑁𝑂𝐶𝑙 + 1
2𝑂2，平衡常數𝐾3
(A) (𝐾1)1
2(𝐾2)1
4 (B) (𝐾2)2
(𝐾1)4 (C) (𝐾1)2
(𝐾2)4 (D) (𝐾2)1
4
(𝐾1)1
2
5
[A]
19.
於25℃時，將0.4莫耳的A液與0.6莫耳的B液混合，若混合液為理想溶液，則混合前後自由能
∆𝐺變化多少卡(cal)？
(A) -398.5 (B) 398.5 (C) -16.4 (D) 16.4
8
[B]
20.
由吉勞吉斯-克拉泊壤(Clausius-Clapeyron)式，以液體的蒸氣壓取對數為縱軸，絕對溫度的倒
數為橫軸，作圖(log𝑃 𝑣.𝑠 1
𝑇)得一直線，直線斜率代表意義為下列何者？
(A)凝固熱 (B)汽化熱 (C)昇華熱 (D)燃燒熱
11
[C]
21.
在恆溫下，理想氣體系統的自由能G(Gibbs free energy)，隨著壓力增加會產生下列何種變化？
(A)不變 (B) 減少 (C) 增加 (D) 無法預測
14
[A]
22.
下列何者正確？
(𝐴)(𝜕𝐺
𝜕𝑃)𝑇= 𝑉 (B) (𝜕𝐺
𝜕𝑇)𝑃= 𝑉 (C) (𝜕𝐺
𝜕𝑃)𝑆= 𝑉 (D)(𝜕𝐺
𝜕𝑃)𝑇= −𝑆
17
[D]
23.
水與冰的比容在0 ℃時分別是1.0001 cc
𝑔及1.0907 cc
𝑔，0 ℃冰的熔解熱是79.8 cal
𝑔，如外壓增
加1 atm時，則熔點變化為何？
(A)升高0.0150 ℃ (B)下降0.0150 ℃ (C)升高0.0075 ℃ (D)下降0.0075 ℃
20
[C]
24.
某氣體對抗一可變壓力而膨脹，而對抗壓力為P = 10
V atm，其中V為氣體在每一膨脹階段之
體積，若由10 ℓ膨脹至100 ℓ，氣體之內能變化為∆E = 100 cal。請問氣體在此過程中吸熱為
多少卡(cal)？(1 atm × ℓ = 24.22 cal，ℓ表示公升)
(A) 457 (B) 557 (C) 657 (D) 757
23
[B]
25.
設有一熱機(thermal engine)運轉於 25 ℃與 100 ℃之間，則該熱機最大熱效率(thermal
efficiency)為下列何者？
(A) 0.101 (B) 0.201 (C) 0.301 (D) 0.401
28
[A]
26.
下列何者可使氣體液化？
(A)溫度低於臨界溫度，壓力高於臨界壓力 (B)溫度低於臨界溫度，壓力低於臨界壓力
(C)溫度高於臨界溫度，壓力高於臨界壓力 (D)溫度高於臨界溫度，壓力低於臨界壓力
31
[B]
27.
對於連續攪拌反應器(CSTR)的敘述，下列何者正確？
(A)用於小量製造 (B)低轉化率 (C)不易分析內容物 (D)散熱慢，不易控制反應
34
[B]
28.
某化學反應為1級反應，其反應濃度〔A〕降為原來一半時需5分鐘，則〔A〕變為原來的四分
之一時需多少分鐘？
(A) 12 (B) 10 (C) 8 (D) 6
37
[C]
29.
何謂零級(zero-order)反應？
(A)反應速率與溫度及濃度均無關 (B)反應速率與溫度無關
(C)反應速率與濃度無關 (D)反應速率= 0
40
[A]
30.
柱狀反應器(PFR)特性之敘述，下列何者有誤？
(A)不適用於大量生產 (B)轉化率高
(C)反應器內流態分佈穩定 (D)適用於反應熱小之反應
43
[B]
31.
某反應，當反應物反應掉5 9
⁄所需時間是它反應掉1 3
⁄所需時間的2倍，則該反應為幾級反應？
(A)零級反應 (B) 1級反應 (C) 2級反應 (D) 3級反應
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1.化工熱力學 2.化學反應工程學 第 4 頁，共 5 頁
46
[C]
32.
2𝐴(𝑔) → 𝐵(𝑔)為2級反應，速率方程式表示為：−1
2𝑑[𝐴]
𝑑𝑡 = 𝐾[𝐴]2或−𝑑𝑃𝐴
𝑑𝑡 = 𝐾𝐴𝑃𝐴
2，則K與𝐾𝐴的關
係為何？
(A)𝐾𝐴= 𝐾 (B) 𝐾𝐴= 2𝐾 (C) 𝐾𝐴= 2𝐾 𝑅𝑇
⁄ (D) 𝐾𝐴= 𝐾 𝑅𝑇
⁄
49
[B]
33.
在一定T、V下，反應2𝐴(𝑔) → 𝐴2(𝑔)，𝐴(𝑔)反應掉3 4
⁄所需的時間是𝐴(𝑔)半衰期𝑡1 2
⁄的2倍，則
此反應為幾級反應？
(A)零級反應 (B) 1 級反應 (C) 2 級反應 (D) 3 級反應
26
[D]
34.
某一反應的活化能為50 KJ ∙ mole−1，當溫度從300 °K升至310 °K時，請問反應速率約為原來
幾倍？
(A) 7.3 (B) 5.9 (C) 3.7 (D) 1.9
29
[B]
35.
兩個𝐻 ∙與𝑀粒子同時相碰撞，發生下列反應：𝐻 ∙ +𝐻 ∙ +𝑀 → 𝐻2(𝑔) + 𝑀，請問反應的活化能
𝐸𝑎 為何？
(A) > 0 (B) = 0 (C) < 0 (D)不能確定
32
[C]
36.
下列有(1)、(2)兩組雙分子之反應式，各為(1)𝐶𝐻3𝐶𝐻2𝑂𝐻 + 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 → 𝐶𝐻3𝐶𝐻2𝐶𝑂𝑂𝐶𝐻3+
𝐻2𝑂；(2)𝐶𝐻4+𝐵𝑟2→𝐶𝐻3𝐵𝑟 + 𝐻𝐵𝑟，請問碰撞理論中的機率因子P之大小順序為何？(𝑃1：
(1)反應式之機率因子；𝑃2：(2)反應式之機率因子)
(A) 𝑃1> 𝑃2 (B) 𝑃1= 𝑃2 (C) 𝑃1< 𝑃2 (D) 𝑃1= 2𝑃2
35
[A]
37.
某放射性同位素之半衰期為5.2年，試問要經過多少年，其放射性才會衰減至原來的2 %？
(A) 29.4年 (B) 69.4年 (C) 99.4年 (D) 150年
38
[C]
38.
乙烯的氣相水合反應可生成乙醇：𝐶2𝐻4(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑔) → 𝐶2𝐻5𝑂𝐻(𝑔)，進料含25%莫耳乙烯、
75%水蒸氣，若反應發生於125 ℃及 1 atm，該生成物組成中乙醇之莫耳分率為下列何者？(上
述反應∆𝐺° = 1082 𝑐𝑎𝑙)
(A) 0.410 (B) 0.140 (C) 0.041 (D) 0.014
41
[A]
39.
𝑁2在300 ℃及0~60 atm時，其焦耳-湯木生係數為𝜇𝐽𝑇 = 0.0142 − 0.00026 𝑃，請問𝑁2在300 ℃
時由60 atm膨脹至20 atm，其溫度下降量為何？
(A) 0.152 ℃ (B) 1.152 ℃ (C) 2.252 ℃ (D) 3.252 ℃
44
[A]
40.
在25 ℃時，下列反應1
2I2(g) +1
2Br2(g) → IBr(g)之平衡常數Kp=20.5，Hrxn
°(標準狀態下之反應
焓) = -1.26 kcal/mole，請問100 ℃之Kp值為何？
(A) 13.4 (B) 14.4 (C) 15.4 (D) 20.5
47
[A]
41.
影響反應速率常數的最主要因素為何？
(A)反應的溫度 (B)反應物的濃度 (C)反應的級數 (D)反應的時間
50
[D]
42.
氣相反應𝐴 + 2𝐵 → 2𝑅，請問該反應為幾級？
(A) 1級 (B) 2級 (C) 3級 (D)須由實驗確定
27
[D]
43.
用化學方法測定反應速率的最主要困難為何？
(A)很難同時測定各物質濃度 (B)混合物很難分辨
(C)不易控制溫度 (D)不能使反應在指定的時刻完全停止
30
[A]
44.
溫度對於反應速率的影響很大，溫度變化主要是改變下列何者？
(A)反應速率常數 (B)反應機構 (C)物質濃度或分壓 (D) 活化能
33
[B]
45.
65 ℃時𝑁2𝑂5氣相分解的反應速率常數為 0.292 𝑚𝑖𝑛−1，活化能為103.3 𝐾𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙𝑒−1，請問
80 ℃時的K值(𝑚𝑖𝑛−1)為何？
(A) 0.39 (B) 1.39 (C) 2.39 (D) 3.39
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36
[C]
46.
𝑁2𝑂5的熱分解速率常數在288 ° 𝐾時為9.67×10−6 𝑆−1，在338 ° 𝐾時為4.87×10−3 𝑆−1。請問
該反應活化能(𝐾𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙𝑒−1)為何？
(A) 1.7 (B) 10.7 (C) 100.7 (D) 107.1
39
[D]
47.
定溫、定容下某一反應的反應機構為： ，請問𝑑[𝑐]
𝑑𝑡 =？
(A) 𝐾1[𝐴][𝐵] (B) 𝐾3[𝐶]
(C) 𝐾1[𝐴][𝐵]− 𝐾3[𝐶] (D) 𝐾1[𝐴][𝐵]− 𝐾−1[𝐶]− 𝐾3[𝐶]
42
[D]
48.
已知平行反應： ，某溫度時𝐾1= 3.74 𝑆−1， 𝐾2= 4.65 𝑆−1，請問總反應速率常
數K為何？
(A) 1.21 𝑆−1 (B) 1.24 𝑆−1 (C) 6.39 𝑆−1 (D) 8.39 𝑆−1
45
[B]
49.
有一個可逆的2級反應： 其平衡常數K的表示式，下列何者正確？
(A) [𝐴𝐵]
[𝐴2][𝐵2] (B) [𝐴𝐵]2
[𝐴2][𝐵2]
(C) [𝐴2][𝐵2]
[𝐴𝐵] (D) [𝐴2][𝐵2]
[𝐴𝐵]2
48
[C]
50.
抽煙屬於氧化反應的行為，此反應為下列何者？
(A)吸附控制 (B)內在質傳控制
(C)化學反應控制 (D)伴隨著質傳與化學反應控制