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112年 - 112 經濟部所屬事業機構_新進職員甄試_化工製程：1.化工熱力學 2.化學反應工程學#116911

科目：國營事業◆1.化工熱力學 2.化學反應工程學 | 年份：112年 | 選擇題數：50 | 申論題數：0

試卷資訊

所屬科目：國營事業◆1.化工熱力學 2.化學反應工程學

選擇題 (50)

1. 關於熱力學之敘述，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)熱能不可能從低溫物體轉移到高溫物體 (D)任何氣體經歷一循環過程，其焓值變化量必為零
2. 下列何者非屬功的單位？ (A)焦耳(J) (B)耳格(erg) (C)瓦特(W) (D)牛頓．米(N．m)
3. 有2莫耳的氮氣，定容升溫後的溫度為起始溫度的1.25倍，即T2 = 1.25 T1，請問下列何者正確？ (A) ΔU = (3/4)T1R (B) ΔH = (4/5)T1R (C) Q = (7/4)T1R (D) ΔH = (7/4)T1R
4. 某理想氣體體積與溫度分別為5 m3 及25 ℃，經可逆絕熱膨脹後，其狀態改變至6 m3 及5 ℃， 請問該氣體的Cp為多少 Joule·mole-1·K-1？(R = 8.314 Joule·mole-1·K-1) (A) 30.1 (B) 20.1 (C) 10.1 (D) 5.1
5. 在某一溫度下，苯與甲苯混合物存在一個氣液平衡系統，氣相中苯的莫耳分率為 0.65，該溫 度下苯與甲苯的飽和蒸汽壓分別為756及287 mmHg，請問氣相總壓為多少mmHg？ (A) 592 (B) 564 (C) 479 (D) 451
6. 在恆溫下，理想氣體系統的吉布氏自由能(Gibbs free energy)會隨壓力上升而如何改變？ (A)不變 (B)減少 (C)增加 (D)資訊不足，無法判斷
7. 假設5公升純氦氣含有0.25莫耳的氦原子，在固定溫度及壓力下，請問需增加多少莫耳的氦原 子才能使氦氣體積增加到6.4公升？ (A) 0.05 (B) 0.07 (C) 0.09 (D) 0.11

8. 下列關係式何者有誤？ (A)(B) (C) (D)
9. 某定量理想氣體在 2 atm下，體積由 1公升可逆等壓膨脹至3公升，已知過程中吸熱量為 126.8 cal ，請問內能變化量(ΔU)為多少 cal？(1 atm．Liter = 24.2 cal) (A) 30 (B) 35 (C) 40 (D) 45
10. 在定壓下，定量氣體當其溫度升高，體積也隨之增加，請問符合下列何種定律？ (A)拉午耳定律 (B)亞佛加厥定律 (C)波以耳定律 (D)查理定律
11. 某液體汽化過程為吸熱，以該液體蒸汽壓之對數值(ln P)為y軸，絕對溫度倒數(1/T)為x軸作圖 ，則此關係圖中直線之斜率為何？ (A)零 (B)大於零 (C)小於零 (D)依液體種類而定
12. 在108 ℃環境下，有A與B的混合液體，若已達氣液平衡且氣相中A的莫耳分率為 0.84，A對B 的相對揮發度為3.5，請問液相中A的莫耳分率為何？ (A) 0.60 (B) 0.52 (C) 0.44 (D) 0.36
13. 已知C2H6(g)、CO2(g)、H2O(l)的莫耳生成熱依序為 -84 kJ、-393 kJ、-285 kJ，請問C2H6(g)的莫耳燃燒熱為多少kJ？ (A) -2283 (B) -1725 (C) -1557 (D) -594
14. 請問赫姆茲自由能(Helmholtz free energy)之定義為何？ (A) A ≡ U - TS (B) A ≡ U + TS (C) A ≡ H - TS (D) A ≡ H + TS
15. 在 100 ℃定溫下，1 莫耳的水完全汽化成水蒸汽(假設為理想氣體)，已知過程的焓變化量(ΔH) 為 9740 cal，請問其內能變化量(ΔU)為多少 kcal？(R = 1.987 cal·mole-1·K-1) (A) 6.7 (B) 9.0 (C) 11.3 (D) 13.6
16. 將一塊230克重且200 ℃的鐵塊，丟入150毫升且25 ℃的水中，在溫度達平衡時，請問此鐵塊熵之變化(ΔS)是多少cal/K？(鐵塊的比熱0.0313 cal·g-1·K-1) (A) -3.4 (B) -3.1 (C) -2.8 (D) -2.5
17. 在絕熱的密閉系統中，若外界對此系統做功，系統內能會增加，請問此現象屬下列何種熱力 學定律？ (A)第零定律 (B)第一定律 (C)第二定律 (D)第三定律
18. 自發程序中，下列何者趨向最大值？ (A)內能 (B)功 (C)焓 (D)熵
19. 甲烷氣體儲槽體積為10 m3 ，槽壓為10 atm，溫度為25 ℃，若以每小時5 kg/h的流量往外輸送 ，請問能使用多少小時？ (A) 13 (B) 15 (C) 17 (D) 19
20. 將1莫耳之氮氣置於10公升之容器中，請利用凡得瓦狀態方程式，計算其在25 ℃的壓力為多少atm？(已知 a = 25.43 atm．Liter2 ．mole-2，b = 0.1453 Liter/mole) (A) 2.0 (B) 2.2 (C) 2.4 (D) 2.6
21. 關於真實氣體之敘述，下列何者正確？ (A)氣體分子間的引力可視為零 (B)氣體分子間會進行完全的彈性碰撞 (C)高溫低壓時可適用理想氣體方程式 (D)氣體分子本身的體積可視為零
22. 現有空氣與CO2的混合氣體，總壓力為200 kPa，其中CO2的莫耳分率為0.3。在 293 K時此混合氣體與水達平衡後，請問水溶液中CO2的莫耳分率為何？(在293 K時CO2溶於水的亨利常數為 1.5×105 kPa) (A) 1.35×10-4 (B) 2.23×10-4 (C) 3.4×10-4 (D) 4.0×10-4
23. 在定壓下，一個已達平衡且為互不反應之二成份單相物系，請問此平衡物系的自由度為何？ (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

24. 能進行卡諾循環的裝置稱為卡諾熱機，該裝置之工作流體在高溫TH端吸熱QH，在低溫TC端放熱QC，請問下列何者有誤？ (A)卡諾熱機效率為 (B)卡諾熱機效率為(C)在高溫TH的可逆等溫過程會對外界放熱 (D)卡諾循環在絕熱壓縮過程，系統的ΔS等於零
25. 在封閉系統中，下列何種過程之ΔH = ΔU + PΔV？(Δ為過程前後狀態相減之差異值) (A)等熵 (B)等容 (C)等溫 (D)等壓
26. 某混合氣體(含50 %成分A和50 %惰性氣體)其壓力為10 atm，溫度為149 °C，以 6 Liter/sec的流 率進入反應器。假設該混合氣體為理想氣體，請問進料中成分A的莫耳流率為多少mol/sec？ (A) 0.144 (B) 0.267 (C) 0.866 (D) 1.934
27. 有關重油裂解(RFCC)工場製程之敘述，下列何者正確？ (A)在高溫下利用固定式觸媒床進行裂解 (B)主要進料油為重石油腦(Heavy Naphtha) (C)生產汽油、柴油、丙烯等產品 (D)操作中無法補充觸媒床的觸媒
28. 庚烷與辛烷混合成理想溶液，其溫度為40 °C。該溶液液相中庚烷的莫耳分率為 0.2，辛烷的 莫耳分率為0.8。已知40 °C庚烷、辛烷的飽和蒸氣壓分別是92 mmHg、31 mmHg。請問蒸氣相 中辛烷的莫耳分率為何？ (A) 0.425 (B) 0.574 (C) 0.671 (D) 0.80
29. 有關同位素元素間之關係，下列何者有誤？ (A)質量數相同 (B)原子序相同 (C)質子數相同 (D)電子數相同

30. 有一氣體反應 A(g) +B(g) → C(g)，反應速率= k CA．CB，k為反應速率常數，CA和CB分別為反應物A和B之濃度，當時，其反應速率為 R。若時，請問其反應速率為何？ (A)(B) (C) (D)
31. 某一基本反應 2A → B + C，反應物A的濃度為CA。請問下列何者對反應時間(t)作圖將成一直線？ (A) CA-2 (B) CA-1 (C) CA (D) CA2
32. 某一級反應將反應溫度由50 °C提高至60 °C後，發現反應速率提高至原速率的2倍，請問此反 應的活化能為多少kJ/mol？ (A) 14.15 (B) 27.3 (C) 40.22 (D) 62.06
33. 有一n級反應 nA → B，其反應物A的半衰期與初始濃度成反比。請問此反應的反應級數 為何？ (A)零級 (B)一級 (C)二級 (D)三級

34. 四氧化氮分解成二氧化氮為可逆氣相反應，反應式，假設此反應在恆溫恆壓下於定容批式反應器中進行，進料為純N2O4 (溫度340 K、壓力 2 atm)。請問反應物N2O4的初始濃度為多少 mol/Liter？ (A) 0.0024 (B) 0.0717 (C) 0.096 (D) 0.12
35. 有 2 座連續攪拌槽式反應器(CSTR)串聯操作，第 1 座 CSTR 達成40 %的轉化率，第 2 座 CSTR 可達成總轉化率 80 %。已知反應式為 A → B + C，反應物A於第 1、2 座CSTR的反應速率 - rA 分別為4 (mol．m-3．sec-1)、1.25 (mol．m-3．sec-1)，進入第 1 座CSTR時的進料莫耳流率FA0 為 0.867 mol/sec。請問 2 座CSTR所需之總體積為多少公升？ (A) 181.3 (B) 210 (C) 255 (D) 364.1
36. 蒸餾塔正常操作時，塔內由下而上之溫度分佈，下列何者正確？ (A)遞減 (B)遞增 (C)塔中間溫度最高 (D)塔頂溫度最高
37. 有一液相反應，反應式 2 A → B ，反應速率 - rA = 0.02 CA2 (mol．Liter -1．sec-1)，反應物A以 0.5 Liter/min的流量進入體積為 5 公升的塞流反應器(PFR)，反應物A的初始濃度為 2 mol/Liter ，請問PFR出口反應物A濃度為多少mol/Liter？ (A) 0.08 (B) 0.48 (C) 0.96 (D) 1.43

38. 假設一氧化碳之氧化反應是基本反應，其反應式：2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g)。若在定溫下，將反應的混合氣體體積壓縮至原來體積的時，請問反應速率為未壓縮前的多少倍？ (A) 9 (B) 18 (C) 27 (D) 81
39. 有關光的能量與頻率之關係，下列何者正確？ (A)能量與頻率的一次方成正比 (B)能量與頻率的一次方成反比 (C)能量與頻率的二次方成反比 (D)能量與頻率無關
40. 有關生質柴油(Biodiesel) 之敘述，下列何者有誤？ (A)生質柴油中硫化物的含量非常低 (B)使用生質柴油可減少引擎廢氣排放 (C)生質柴油蘊含的能量高於石油基柴油 (D)酯交換反應是生質柴油製造方法之一

41. 有一平行反應：，反應速率方程式 rB = k1 CA2 ，，反應速率方 程式 rC = k2 CA2 ，。若希望提高產物B的產率，請問下列何者正確？ (A)提高進料中反應物A的濃度 (B)在進料中添加惰性物質(inert) (C)使用觸媒降低產物C的活化能 (D)提高操作溫度或使用觸媒降低產物B的活化能
42. 有一反應 A → B，在壓力為10 atm與觸媒催化下進行反應，以反應物A的濃度(CA)對反應時間(t)作圖成一直線。請問此反應的反應級數為何？ (A)零級 (B)一級 (C)二級 (D)三級
43. 有關水的表面張力之敘述，下列何者有誤？ (A)表面張力是一種位於表面內的力 (B)表面張力與溫度成正比 (C)加入肥皂可降低表面張力 (D)加入無機鹽類可增加表面張力
44. 有關加氫脫硫(HDS)製程之敘述，下列何者有誤？ (A)燃料脫硫後，可減少廢氣中硫化物排放 (B)硫成分會造成貴金屬(如鉑)中毒 (C)加氫脫硫製程通常不需使用觸媒 (D)製程中產生之硫化氫為毒性易燃無色的氣體
45. 某一級反應 A → B，反應物A初始濃度CA0 = 0.1 M，反應速率常數 k = 1.12×10-3 sec-1，請問此反應半衰期為多少秒？ (A) 115 (B) 311 (C) 619 (D) 1206
46. 請問下列哪項不是蘭牟爾吸附模型(Langmuir adsorption model)的基本假設？ (A)吸附位點的表面是完全平坦的平面 (B)每個位點最多可容納一個吸附質分子 (C)氣體分子被吸附後，不再運動 (D)吸附和脫附是不可逆過程
47. 有一液相二級反應 A → B，反應物A初始濃度CA0為 0.02 mol/cm3 ，在反應20分鐘後，反應物A 濃度CA降為 0.01 mol/cm3 ，請問此反應的速率常數為多少？(單位：cm3 ．mol-1．min-1) (A) 0.5 (B) 2.5 (C) 3.78 (D) 10.3

48. 有座工廠採用連續攪拌槽式反應器(CSTR)進行生產，該反應 A → B為一級反應，xA 是反應物 A的莫耳分率。假設進料體積流速為定值，請問該反應器的滯留時間(space time)τ與下列何者成正比？ (A) (B) (C) (D)
49. 有關觸媒之敘述，下列何者有誤？ (A)可影響反應過程達到平衡的速度 (B)可改變反應機構 (C)可參與反應，而本身不被消耗 (D)可改變熱力學平衡

50. 有關阿瑞尼斯方程式(Arrhenius equation) 。k：反應速率常數；A：阿瑞尼斯常數； Ea：反應活化能；R：理想氣體常數；T：反應溫度。下列何者正確？ (A)阿瑞尼斯常數與反應物濃度有關 (B)在溫度變化範圍不大時，活化能被視為常數 (C)阿瑞尼斯常數與反應溫度有關(D)反應速率常數受反應時間影響

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