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物理化學
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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
> 申論題
題組內容
二、硫的晶體結構從斜方晶轉變成單斜晶的相轉變溫度為 95.4 °C,其中焓 (enthalpy)的變化量為 0.38 kJ mol1,請回答下列問題:(每小題 5 分, 共 10 分)
(一)請計算相轉變時熵(entropy)的變化量。
相關申論題
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)
#501441
(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) 。
#501443
(一)請推導出 Clausius-Clapeyron 方程式。
#501444
(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。
#501445
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)
#501446
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)
#501447
(一)列出電池的反應式。(5 分)
#501448
(二)計算反應自由能 △GR°與反應熵△SR°。(10 分)
#501449
六、一莫耳理想氣體(ideal gas)之初始狀態為 100℃和 8 atm,氣體進行可逆等溫膨脹,直到壓力降至某一特定值,接著在定容條件下冷卻至 0℃, 其最終壓力降至 2 atm。已知此理想氣體之定容莫耳熱容(constant-volume molar heat capacity, CV)為 20.92 ,氣體常數(gas constant, R) 為 8.314 。計算氣體於此過程之作功量(work, W) 、熱(heat, Q)、內能變化(ΔU)與焓變化(ΔH)。 (20 分)
#556140
五、在量子力學中,何謂單重態(singlet state) 、三重態(triplet state) ,請以 圖示意說明。(10 分)
#556139
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