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108年 - 108 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#78681
> 申論題
三、已知一反應之總反應式為(CH
3
)
3
CCl
(aq)
+ H
2
O
(l)
→ (CH
3
)
3
COH
(aq)
+ H
+
(aq)
+ Cl
-
(aq)
。若欲操作實驗觀察此反應之反應程度及速率,請列出可觀察量 測此系統那兩個參數之變化速度,並解釋選擇這些參數之原因。(10 分)
相關申論題
一、一密閉容器體積為 250 立方公分(cm 3),以一隔板將之等分為兩互不 相通的空間,其中一空間含氬氣(Ar),溫度為 0℃,壓力為 100 kPa; 另一空間含相同溫度與壓力之氖氣(Ne)。若將中間隔板移除,請問兩 氣體之混合自由能(mixing Gibbs energy)變化為何?假設兩氣體皆為理 想氣體,理想氣體常數 R 為 8.314 J/mol-K。(15 分) [提示:溫度固定兩氣體混合自由能變化
#320319
二、將 1 莫耳正己烷(hexane)與 1 莫耳庚烷(heptane)混合,形成一理想溶 液。圖為壓力(p)及溫度(θ)對正己烷莫耳分率(ZH)之相圖。(20 分) ⑴請根據所提供之相圖找出 70℃混合溶液剛開始沸騰時之蒸氣壓及此時正 己烷在液相及氣相之莫耳分率,並以文字敘述如何由相圖中找到答案。 ⑵於 75℃,760 Torr 時正己烷莫耳分率為 0.35。請問此系統中液態與氣 態各有幾莫耳?並以文字敘述如何由相圖中找到答案。
#320320
四、已知 2 A → B 為一級分解反應,25℃時反應速率常數(rate constant) r k 為 3.56×10 -7s -1。試問:⑴反應物 A 的半衰期(half-life)為何?⑵假設 A 為理想氣體。若時間為 0 時 A 的起始壓力為 33.0 kPa,20 分鐘後 A 的 壓力(kPa)為多少?(15 分)
#320322
五、請定義海森堡測不準原理(Heisenberg uncertainty principle)並列出相關 公式及定義參數。(20 分)
#320323
六、在光電效應實驗中以一光子游離(ionize)原子內層之一電子。其中,光 子之波長λ為 130 pm,被游離之電子速度 v 為 2.14×107 m/s。試算出該 游離電子的結合能(binding energy)。普朗克常數 h = Planck’s constant = 6.626×10-34 J-s,光速 c = 3×108 m/s,電子質量 m = 9.11×10 -31 kg。(20 分)
#320324
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
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