1.化工熱力學 2.化學反應工程學 第 1 頁,共 4 頁
經濟部所屬事業機構 108 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 4 頁(A3 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
[B] 1. 1 莫耳理想氣體,於 25 ℃,對著 1 atm 大氣,自10 L 膨脹到 15 L,請問作功多少cal?[ R = 0.082 (atm・L)/(gmol・K),1 atm・L = 24.22 cal ]
(A) -242.2 (B) -121.1 (C) -60.5 (D) -24.22
6
[A] 2. 真實氣體在何種溫壓條件下最接近理想氣體?(A)低壓高溫 (B)低溫低壓 (C)高壓高溫 (D)高壓低溫
9
[D] 3. 理想氣體可逆絕熱過程 PVk
= 常數,k = Cp/Cv,若 Cv 已知,請問 k 值可否求解?(A)需知道氣體成分才能求解 (B)需知道系統溫度才能求解 (C)過程為可逆絕熱,所以無法求解 (D)資訊足夠,可求解
12 [C] 4. 水在正常沸點下沸騰為水蒸汽,下列何者正確?
(A) ∆H < 0,∆S < 0 (B) ∆H < 0,∆S > 0 (C) ∆H > 0,∆S > 0 (D) ∆H > 0,∆S < 0
15 [A] 5. 2 莫耳水蒸汽可逆絕熱膨脹 20 公升,其 ∆S 為多少 cal/K?
(A) 0 (B) 2 (C) 20 (D) 40
18 [C] 6. 內能(E)、焓(H)、壓力(P)、體積(V)、熱(Q)與功(W)之關係,下列何者正確?(系統自外界吸
熱,Q為正值。系統對外界作功,W為負值)(A) ∆H = E + PV,∆E = Q + W (B) ∆H = E + PV,E = Q + W (C) H = E + PV,∆E = Q + W (D) H = E + PV,E = Q + W
21 [B] 7. 下列何者為路徑函數?
(A)自由能(G) (B)功(W) (C)熵(S) (D)焓(H)
24 [B] 8. 於大氣下,將高溫10 g 鐵水倒入室溫鐵鍋內,下列何者之總熵變化可判定系統為自然程序?
(A)水 (B)鐵 + 大氣 (C)鐵 + 水 (D)鐵 + 水 + 大氣
1
[B] 9. 某工廠欲回收10 km、12 吋管內乙烯,管內乙烯溫度為 25 ℃,壓力為 25 kgf/cm2
,請問尚須 何種資訊才能估算回收重量?(A)黏度(μ) (B)壓縮因數(Z) (C)回收端壓力 (D)熱膨脹係數
4
[D] 10. 凡德瓦爾方程式 P + ⁄ − = ,請問下列何者有誤?(A) 是用來校正真實氣體占有體積 (B) H
2
的b 值小於 O2
(C) ⁄ 是用來校正真實氣體分子間吸引力 (D) H
2
的b 值大於 O2
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7
[B] 11. 1 kg、120 ℃ 水蒸汽於常壓下冷凝成 50 ℃ 水,請問冷媒需帶走多少熱?(水比熱 4 KJ/(kg・K),100 ℃ 水汽化熱 2257 KJ/kg,100 ~ 120 ℃ 水蒸汽比熱 2 KJ/(kg・K)) (A) 1064 J (B) 2497 J (C) 5034 J (D) 6425 J
10 [B] 12. 室溫水在絕熱密閉容器內汽化,水的溫度會如何變化?
(A)不變 (B)下降 (C)上升 (D)先上升後下降
13 [B] 13. 某壓力下,於導熱極佳之開放容器加熱 8 分滿水,請問下列何者有誤?
(A)沸騰前,水溫持續上升 (B)水於 100 ℃ 開始沸騰
(C)沸騰後水溫維持恆定直到水完全汽化 (D)若容器完全密閉,沸騰可能消失
16 [C] 14. 最難液化的氣體為何?
(A) H
2
(B) O2
(C) He (D) N2
19 [A] 15. 於一內含無摩擦活塞的絕熱柱筒中,請問能量可否以功的形式傳給不可壓縮流體?
(A)不可能 (B)可能 (C)需視活塞樣式而定 (D)需視流體組成而定
22 [D] 16. 比較 Raoult 定律與 Henry 定律,請問下列何者有誤?
(A)依據 Henry 定律,成分 A 在溶液上的蒸汽壓正比於成分 A 在溶液中的莫耳分率 (B)依據 Raoult 定律,成分 A 在溶液上的蒸汽壓正比於成分 A 在溶液中的莫耳分率 (C)一般而言,Raoult 適用於稀溶液的溶劑
(D)一般而言,Henry 適用於稀溶液的溶劑
25 [C] 17. 標準狀態 0 ℃,1 atm 理想氣體體積約為多少?
(A) 22.4 L (B) 24.4 L (C) 22.4 L/gmol (D) 22.4 m
3 2 [A] 18. 某溫度下的純物質,當壓力低於其溫度對應之飽和壓力,則物質狀態為何?
(A)過熱蒸汽 (B)液體 (C)飽和蒸汽 (D)超臨界流體
5
[B] 19. A及B兩純液體混和成理想溶液,對混合過程之描述,下列何者正確?(A) ∆V = 0,∆H < 0 (B) ∆V = 0,∆H = 0 (C) ∆V = 0,∆H > 0 (D) ∆V > 0,∆H = 0
8
[C] 20. 已知標準反應焓:a. C + O
2
(g) CO2
(g) ∆Ho rxn
= -393.5 KJ/mol b. H2
(g) + 1/2O2
(g) H2
O(l) ∆Ho rxn
= -285.8 KJ/mol c. 2C2
H2
(g) + 5O2
(g) 4CO2
+ 2H2
O(l) ∆Ho rxn
= -2598.8 KJ/mol 求 C2
H2
的標準生成焓?(A) 1919.5 KJ/mol (B) 1526 KJ/mol (C) 226.6 KJ/mol (D) 620.1 KJ/mol
11 [D] 21. 作用於相同的最高溫度與最低溫度之間,郎肯循環與卡諾循環的熱效率何者較高?
(A)兩者相同 (B)無法比較 (C)郎肯循環 (D)卡諾循環
14 [A] 22. 壓縮機使用多級(multi-stage)壓縮完成所需壓力比,級間有中間冷卻器,關於冷卻器使用之目的
,下列敘述何者有誤?
(A)增加壓縮量 (B)減少壓縮機耗電
(C)避免壓縮機出口溫度過高 (D)減少壓縮機所需的功
17 [B] 23. 封閉系統中有氣液兩相,下列何者代表相平衡?
(A)兩相內能相同 (B)兩相化勢相同 (C)兩相熵相同 (D)兩相焓相同
20 [D] 24. 右圖中何者為臨界點?
(A) d (B) c (C) b (D) a
a c
b d
P
V
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23 [A] 25. 黏度為流體抵抗流動程度的一種度量,下列何者正確?
(A)液體黏度隨溫度上升而降低,稀薄氣體黏度隨溫度上升而上升 (B)液體黏度隨溫度上升而降低,稀薄氣體黏度隨溫度上升而降低 (C)液體黏度隨溫度上升而上升,稀薄氣體黏度隨溫度上升而降低 (D)液體黏度隨溫度上升而上升,稀薄氣體黏度隨溫度上升而上升
28 [D] 26. 某化學反應A → B,其半生期與反應物A初濃度成反比,則反應完成90 %的時間 與反應完成
50 %的時間 之間的關係是?(A) = 2 (B) = 4 (C) = 7 (D) = 9
31 [B] 27. 關於化學反應級數的敘述,下列何者正確?
(A)只有基本反應的反應級數是正整數 (B)反應級數可以通過實驗確定
(C)反應級數不會小於零 (D)催化劑不會改變反應級數
34 [D] 28. 關於觸媒的敘述,下列何者正確?
(A)反應前後本身會產生變化 (B)反應溫度不變,觸媒可以改變平衡常數 (C)固體觸媒之使用不用考慮其穩定性 (D)觸媒可以加快化學反應之反應速率
37 [A] 29. 在定溫定壓,某化學反應
+ → , = 0時,!",
= 800 k&'
; = 40 s時,!",
= 400 k&'
; = 80 s時,!",
= 200 k&'
;)
= 120 s時,!",)
= 100 k&'
,下列敘述何者有誤?(A)反應級數為零級 (B)
⁄
與初壓力無關 (C)半生期為40 s (D)反應速率常數為0.0173 s+ 40 [C] 30. 關於化學反應的敘述,下列何者正確?
(A)放熱反應時,溫度越高,轉化率越高 (B)由平衡常數可以得知特定時間之反應程度 (C)平衡常數會受反應溫度影響 (D)觸媒可以改變化學反應的平衡轉化率
43 [B] 31. 某一級化學反應 A → B,其半生期為15分鐘,請計算反應物A反應掉90 %所需時間約為幾分鐘?
(A) 20分鐘 (B) 50分鐘 (C) 100分鐘 (D)無法確定
46 [C] 32. 下列敘述何者正確?
(A)化學反應中加入抑制劑,目的在抑制選擇性、增加活性 (B)一般而言,溫度越高觸媒活性越好、且可改善選擇性 (C)改變溫度是控制觸媒活性與選擇性的有效方法
(D)觸媒只會加速正反應速率,不會改變逆反應速率
49 [C] 33. 關於化學反應速率常數k,下列敘述何者有誤?
(A)活化能越大,提高反應溫度,k值會變大 (B)觸媒可以改變k值 (C)活化能越大,則k值越大 (D) k值大小與溫度有關
26 [A] 34. 將乙烷(C - .)完全燃燒時,CO 的生成速率為0.2莫耳/分,則乙烷的消耗速率為多少莫耳/分?
(A) 0.1 (B) 0.2 (C) 0.5 (D) 0.6
29 [C] 35. 已知化學反應2 → 2 + 0的反應機構如下:(1) →
+ (慢);(2) + → + 0 (快),則其速率方程式為何?
(A) R = k2 32 3 (B) R = k2 32 3 (C) R = k2 3 (D) R = K2 3203
32 [A] 36. 某化學反應為2A + 2B → 0 + ,且其為該化學反應之速率決定步驟,在定溫下,當2 3增加
為原來的2倍,2 3減為原來的0.25倍時,則反應速率會變為原來的多少倍?(A) 0.25 (B) 0.50 (C) 0.75 (D) 1.50
35 [C] 37. 氣態A原子間結合反應
+ → 為二級反應,其反應速率常數k = 5.0 × 108
9+
:+
。在25 ℃時,若A原子之初濃度為0.085 M,則2分鐘後A原子之濃度為多少M?
(A) 1.7 × 10
+ ;
(B) 3.4 × 10+ ;
(C) 1.7 × 10+
(D) 3.4 × 10+ 38 [B] 38. 關於各級化學反應之半生期的敘述,下列何者有誤?
(A)半生期與反應速率常數有關 (B)半生期與溫度無關
(C)一級反應的半生期與反應物初濃度無關 (D)零期反應的半生期與反應物的初濃度有關
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41
[C] 39. 關於固體觸媒的敘述,下列何者有誤?(A)積碳會影響固體觸媒的活性
(B)分子篩的孔洞可控制大小不同的分子在觸媒表面之停留時間,使特定分子被反應 (C)所有固體觸媒皆須具有孔洞結構來產生大的反應面積
(D)大多數固體觸媒的活性會隨時間降低,如發生中毒或老化等
44
[C] 40. 關於反應器的敘述,下列何者有誤?(A)流體化床反應器(fluidized bed reactor)屬非勻相反應器
(B)在工業上應用,用來生產昂貴化學品會使用批式反應器(batch reactor) (C)柱流反應器(plug-flow reactor)在不同位置成分會不同但轉化率相同 (D)反應動力學實驗研究時,批式反應器常被用來研究勻相反應
47 [D] 41. 關於零級反應的敘述,下列何者有誤?
(A)半生期與反應物初濃度成正比 (B)反應速率常數k的單位為(濃度/時間) (C)反應物濃度與時間為線性關係 (D)反應速率會因反應物初濃度改變而改變
50 [D] 42. 某放射同位素的衰變為一級反應,已知其半衰期 ⁄ = 3天,則經過9天後,所剩餘同位素物
質的量為m,與原來同位素物質的量= 之關係為何?
(A) m = = ⁄ 3 (B) m = = ⁄ 4 (C) m = = ⁄ 6 (D) m = = ⁄ 8
27 [A] 43. 在定溫下,某一化學反應 →
+ 0,在反應前系統內只有A,初濃度為2 3 ,反應進行1分鐘時,2 3 =
)
;
2 3 ,反應進行3分鐘時,2 3 =;
2 3 ,則其反應級數為幾級?(A)零級反應 (B)一級反應 (C)二級反應 (D)三級反應
30 [C] 44. 某一化合物的分解為二級反應,在25 ℃時,其初濃度為0.100 M,經過2.5小時後,濃度降為
0.050 M,則在此溫度下該反應之反應速率常數為多少 L⁄ =AB ∙ ℎE ?(A) 2.5 (B) 3.5 (C) 4.0 (D) 5.0
33 [B] 45. 某一化學反應為一級反應,反應物濃度以2 3表示,下列敘述何者有誤?
(A)反應速率常數的單位為(時間)
-1
(B)半生期與反應物初濃度成正比 (C)半生期與反應速率常數成反比 (D)以ln2 3對時間作圖可得一直線36
[C] 46. 化學反應 2A → 3 的速率方程式為:−H2"3
HI
= J 2 3 2 3+
或 +H2K3
HI
= J 2 3 2 3+
,則反應速 率常數J 與J 的關係為何?(A) 2k = 3J (B) J = J (C) 3J = 2J (D) −3J = 2J
39 [B] 47. 有一化學反應式 aA + bB ⇄ cC,已知 a < b < c,則反應速率常數 J "、JK
與JQ
的關係為何?
(A)
R S
'
<R T
U
<R V
W
(B) J"
< JK
< JQ
(C) J"
> JK
> JQ
(D)R S
'
>R T
U
>R V
W
42 [C] 48. 某一化學反應A + B → C + D,實驗測得反應物A的變化與時間之數據如下表,請計算其反應
速率為多少M :⁄ ?2 3 9 2.3300 2.0735 1.7900
t : 0 95 200
(A)1.35 × 10
+;
(B) 1.35 × 10+)
(C) 2.70 × 10+)
(D) 2.70 × 10+
45 [C] 49. 某一級化學反應A → B,在定溫下進行15分鐘後,反應物反應掉20 %,請問反應物A反應掉50 %
約需要多少分鐘?(A) 41.6 (B) 43.6 (C) 46.6 (D) 48.6
48 [D] 50. 關於化工製程的敘述,下列何者有誤?
(A)異構化製程可以提高油品的辛烷值 (B)重油脫硫製程須耗用氫氣
(C)觸媒裂解製程可將重質油料裂解為汽油 (D)觸媒重組製程無法生產芳香烴原料