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112年 - 112 公務升官等考試_薦任_商品檢驗：物理化學#117324

科目：物理化學 | 年份：112年 | 選擇題數：0 | 申論題數：9

試卷資訊

所屬科目：物理化學

選擇題 (0)

申論題 (9)

一、將一個浸入式加熱器完全浸入 100 公克的液態水中，在固定壓力（1 bar）下加熱，該加熱器電阻為 30 歐姆，以電流 2 安培驅動 60 秒後，試求最後水的溫度為多少？（水的初溫為 298 K，熱容量為 75.3 J mol-1 K-1，分子量為 18.02 g mol-1。）（15 分）
(一)請計算相轉變時熵（entropy）的變化量。

(二)若升溫至硫的熔點（119 °C），熔化焓（enthalpy of fusion）為 1.23 kJ mol-1，請計算熔化熵（entropy of fusion） 。

(一)請推導出 Clausius-Clapeyron 方程式。

(二)苯的正常沸點為 353.24 K，在 20 °C 時液態苯的蒸氣壓為 1.19✖ 104 Pa， 試求苯於汽化過程焓（enthalpy）與熵（entropy）的變化量。

四、請說明何謂共晶（eutectic）反應與其特點，若一個二元系統的材料具有共晶特質，試述其在工程上的應用性。（15 分）
五、考量環己烷（cyclohexane）的船式與椅式兩種構形，彼此之間的相互轉換皆為一級反應，且平衡常數（equilibrium constant）為 104，其中從椅 式轉換至船式的活化能（activation energy）為 42 kJ mol-1。假設阿瑞尼士因子（Arrhenius pre-exponential factor）為 1012 s-1，若反應開始時僅有船式的構形，試求在 305 K 下反應發生時觀察到的反應速率常數（reaction rate constant）。（15 分）
(一)列出電池的反應式。（5 分）

(二)計算反應自由能 △GR°與反應熵△SR°。（10 分）