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物理化學
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109年 - 109 專技高考_專利師（選試專業英文及物理化學）、專利師（選試專業日文及物理化學）：物理化學#90221
> 申論題
一、N
2
O
5
的分解是對流層化學中的重要過程，該化合物一級分解的半衰期為2.05 × 10
4
s，N
2
O
5
樣品衰減到其初始值的 60%需要多長時間？（20 分）
相關申論題
二、Kr 原子在 273 K、一大氣壓下的熱傳導率是 0.0087 J/(K· m· s )，請估計其碰撞截面積。（理想氣體常數為 8.314 J/(mol · K)；Kr 原子量= 83.8） （20 分）
#368657
三、討論並計算20℃時1.2 mol苯和1.3 mol甲苯的混合溶液的吉布斯（Gibbs） 能量變化、混合熵的變化、混合焓的變化及混合體積的變化。假定該溶 液是理想的。（理想氣體常數= 8.314 J/(mol · K)）（20 分）
#368658
四、請利用以下波函數，計算一個粒子在每邊長 a 的盒子中的平均位置＜x＞。 （20 分）
#368659
五、分子 NO 具有雙重簡併的基態電子能階，以及在 121.1 cm-1 處也被雙重 簡併的第一激發能階。請計算電子自由度在溫度 300 K 時對 NO 的標準摩 爾熵的貢獻。（光速= 2.99×1010 cm s−1；普朗克常數 h = 6.626 × 10−34 J s；理想氣體常數= 8.314 J/(mol · K)）（20 分）
#368660
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
四、乙醇（ethanol）和丙醇（propanol）於 20℃下的蒸氣壓分別為 5.95 kPa 和 1.99 kPa。若將 30 克乙醇與 70 克丙醇混合，此溶液可視為理想溶液。請 計算該溶液之總蒸氣壓，並求出氣相中乙醇和丙醇的莫耳分率。 （20 分）
#556138
(三)水與乙醇在一大氣壓下混合形成一個共沸物（Azeotrope） ，其共沸點為 78.2℃，而共沸組成（重量百分濃度）為 95.63%乙醇與 4.37%水，依 據前述條件，以相律討論其自由度。 （5 分）
#556137
(二)關於水之沸點，請以相律討論其自由度。 （5 分）
#556136
三、(一)說明吉布斯相律（Gibbs phase rule）基本公式，並解釋其意義。（5 分）
#556135
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