所屬科目：物理化學
1.根據波義耳(Boyle)定律，一定量理想氣體在恆溫下之體積與其壓力成反比，可以PV=K表示，其中K為一比例常數，其值與下列何者 無關 ？(A)氣體的量(B)氣體的種類(C)溫度(D)PV的單位
2.根據二氧化碳之P−V−T圖，如圖(一)，下列敘述何者正確？
(A)二氧化碳在35.5℃時較在48.1℃時符合波義耳定律(B)因為35.5℃時P−V曲線開始出現反曲現象，所以35.5℃稱為臨界溫度(C)在21.5℃時，e點與f點之間為氣－液二相共存區(D)對純物質而言，臨界狀態取決於溫度之高低
3.以奧士瓦黏度計，如圖(二)，量測試樣液體之黏度時，下列敘述何者錯誤？
(A)量測時，注入液體高度須高於A點(B)量測時，須計算由B點升至A點所需時間(C)需要量測已知黏度係數的參考物液體通過標線所需時間(D)奧士瓦黏度計需置入恆溫槽中
4.理想氣體依可逆程序進行等溫膨脹，試問當體積分別膨脹為5倍和2倍時，所吸收之熱量比值為何？(A)0.4(B)1.6(C)2.32(D)2.5
5.理想氣體密封於圖(三)左側之空間內，壓力與體積分別為P1與V1，外壓力為Pext，\(P_1 > P_{ext}\)。若將活塞栓C移去，下列敘述何者 錯誤 ？
(A)恆溫程序時，q=–W(B)\(P_{ext} = 0\)時，系統所吸收之熱量完全轉變為內能之增加(C)孤立系統之自由膨脹，系統內能變化為零(D)絕熱下之自由膨脹，溫度下降
6.一莫耳理想氣體在1bar及273K下對抗0.315bar的外壓力做絕熱膨脹，體積膨脹為原來的2倍。假設氣體之熱容量為\(C_v = (\frac{3}{2})R\)試問氣體最終的溫度為多少K？(A)176.5(B)215.8(C)269.2(D)311.9
7.乙醇之莫耳汽化焓為43.5kJmol–1，在其沸點的溫度下，以15.0V及0.85A的電源通過加熱線圈500秒，試問理論上有多少克的乙醇被汽化？(A)3.57(B)4.89(C)5.33(D)6.75
8.對於熵的敘述，下列何者 錯誤 ？(A)根據熱力學第二定律，宇宙的熵傾向於最大值(B)熵為路徑函數(C)\(dS = \frac{dq_{rev}}{T}\)(D)自發物理程序，其熵增加
9.冰在0℃的熔化焓為6.01kJmol–1，水在100℃的汽化焓為40.7kJmol–1，試問其100℃的汽化熵為0℃的熔化熵的多少倍？(A)0.45(B)2.58(C)4.95(D)6.77
10.假設氮氣和氬氣均為理想氣體，將等莫耳數的氮氣和氬氣相混合，其氣體之熵變化量為多少Jmol–1K–1？(A)5.76(B)9.25(C)11.85(D)15.44
11.某冰箱在0℃與100℃之間操作，若作功5千瓦小時，理論上預估可以移去多少kJ的熱量？(A)\(4.9 \times 10^4\)(B)\(6.3 \times 10^4\)(C)\(7.6 \times 10^4\)(D)\(9.8 \times 10^4\)
12.a下列反應式均列有該反應之\(\Delta H_{298}^0(J)\)及\(\Delta S_{298}^0 (\text{J K}^{-1})\)值，試問何種反應在任何溫度下都 不可能 進行自發反應？(A)\(\text{H}_2(\text{g})+\text{Cl}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{HCl}[\Delta H_{298}^0 = -185, \Delta S_{298}^0 = 141]\)(B)\( \text{NH}_4\text{Cl(s)} \rightarrow \text{NH}_3\text{(g)} + \text{HCl(g)} [\Delta H_{298}^0 = 176, \Delta S_{298}^0 = 284] \)(C)\(2\text{SO}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{SO}_3(\text{g}) [\Delta H_{298}^0 = -198, \Delta S_{298}^0 = 187]\)(D)\(3\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{O}_3(\text{g}) [\Delta H_{298}^0 = 286, \Delta S_{298}^0 = -137]\)
13.下列何種物質在絕對零度時的熵為零？(A)完全結晶的物質(B)高彈性的橡膠(C)超導體材料(D)奈米材料的
14.利用卡計量測得萘\( (\text{C}_{10}\text{H}_8) \)燃燒反應的反應熱為1228kcalmol–1，已知該卡計熱容量為1.402kcaloC–1，試問0.3克的萘完全燃燒，理論上會使水溫上升多少℃？(A)2.05(B)4.77(C)6.83(D)9.18
15.關於苯\(C_6H_6(\ell)\)的標準生成熱之敘述，下列何者正確？(A)標準生成熱是指在0℃，1atm狀態下的生成熱(B)是指由1莫耳石墨C(s)及1莫耳氫氣H2(g)在標準狀態下生成\( \text{C}_6\text{H}_6(\ell) \)的焓變化(C)若無: \(\Delta H_{f, 298}^{\circ}[\text{C}(\text{石墨}(\text{s}))]\)及\( \Delta H_{f, 298}^{o} [\text{H}_2(\text{g})] \)的值，則無法計算\( \Delta H_{f, 298}^{\circ} [\text{C}_6\text{H}_6(\ell)] \)(D)標準狀態下所有穩定元素之焓為零
16.有關丙烷\((\text{C}_3\text{H}_8(\text{g}))\)燃燒熱的敘述，下列何者 錯誤 ？(A)丙烷的燃燒熱是指一莫耳丙烷完全燃燒時所放出之熱量(B)\( \Delta H_{comb}^{o} [\text{C}_3\text{H}_8\text{(g)}] \)是指丙烷\((\text{C}_3\text{H}_8(\text{g}))\)的標準燃燒熱(C)若知道C3H8(g) , CO2(g)，及H2O(ℓ)之標準生成熱，則可計算出丙烷的標準燃燒熱(D)\( \Delta H_{comb}^{\circ}[\text{C}_3\text{H}_8(g)] = 3\Delta H_{f}^{\circ}[\text{CO}_2(g)] + 4\Delta H_{f}^{\circ}[\text{H}_2\text{O}(l)] - 5\Delta H_{f}^{\circ}[\text{O}_2(g)] \)
17.考慮某一反應\(aA + bB \rightarrow cC + dD\)，已知其在T1溫度下之反應熱ΔΗ1及各物質A、B、C、D之熱容量，則依圖(四)之關係，推算其在溫度T2下之反應熱ΔΗ2，試問ΔΗ2應為何？
(A)\( \Delta H_x + \Delta H_y \)(B)\( \Delta H_x + \Delta H_l + \Delta H_y \)(C)\(\Delta H_{x} - \Delta H_{l} - \Delta H_{y}\)(D)\(-\Delta H_{x}+\Delta H_{l}+\Delta H_{y}\)
18.將活性碳置入一含有氧氣與氮氣的密閉容器中，吸附達平衡時，該體系包含幾個相？(A)1(B)2(C)3(D)4
19.克拉泊壤方程式(Clapeyron equation)和下列何種活動的原理有關？(A)穿冰刀溜冰鞋在冰上溜冰(B)棒球投手投出伸卡球(C)戴蛙鏡在水中浮潛(D)自行車彎道競速
20.苯及甲苯於60℃時之飽和蒸氣壓分別為385mmHg及139mmHg。含苯及甲苯之二成份系中，甲苯莫耳數為苯之4倍，則該二成份系之總蒸氣壓為多少mmHg？(A)188.2(B)237.4(C)335.8(D)524.0
21.某一化學反應為：\(A(g) \rightleftharpoons B(g) + C(g)\)，在250℃時，A物質之解離度為25%，假設反應前只有A物質存在，達平衡時的總壓為Patm，則此反應之平衡常數(Kp)為何？(A)0.0666P(B)0.333P(C)3P(D)15P
22.一氧化碳被氧化成二氧化碳，反應式為：\( 2\text{CO(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightleftharpoons 2\text{CO}_2\text{(g)} \)，當反應平衡時加入氦氣(He)，下列敘述何者正確？(A)在恆溫、恆壓條件下，反應向右進行(B)在恆溫、體積不變條件下，反應不受影響(C)在恆溫、體積不變條件下，反應向右進行(D)在恆溫、恆壓條件下，反應不受影響
23.有關一化學反應達到「平衡」之敘述，下列何者 錯誤 ？(A)系統之溫度保持一定(B)正反應之反應速率與逆反應之反應速率相等且其反應速率為零(C)平衡與反應由正反應或逆反應開始無關(D)反應物和生成物之濃度不隨時間而改變
24.在標準狀態時，莫耳自由能變化\( \Delta G^0 \)與溫度(T)及平衡常數(Kp)的關係，可由方程式\( \Delta G^0 = -2.303RT \log K_p \)表示。已知在27℃時，某化學反應：\( 2\text{A(g)} + 3\text{B(g)} \rightleftharpoons 2\text{C(g)} \)，\(\Delta G^0 = -3980 \text{ cal mol}^{-1}\)，下列敘述何者正確？(A)\(K_p\)(逆向反應)大於1(B)\(K_p\)(正向反應)小於1(C)\(K_p\)(逆向反應)×\(K_p\)(正向反應)等於1(D)Kp(正向反應)值越大，由反應物轉變為生成物之進行程度越小
25.\( \text{Cu(OH)}_{2} \)和Cd(OH)2的溶度積(Solubility product)分別為, 8.1 × 10-20和\(4 \times 10^{-15}\)。某一溶液中含有\(1 \times 10^{-5}\)M的\(Cu^{2+}\)和\(1 \times 10^{-5}\)M的Cd2+，若欲利用沉澱法，提高溶液pH值，使Cu2+和Cd2+離子分離，則平衡時溶液之[OH–]離子之理想濃度應為多少？(A)[OH-] < 2.8×10-10 M(B)\(2.8 \times 10^{-10} \text{ M} < [\text{OH}^-] < 6.3 \times 10^{-8} \text{ M}\)(C)\(9 \times 10^{-8} \text{M} < [\text{OH}^-] < 2 \times 10^{-5} \text{M}\)(D)[OH-] > 2×10-5M
26.在室溫時，下列水溶液中，何者的滲透壓最高？(A)\(2.0 \times 10^{-4} M H_{3}PO_{4}\)(B)3.0×10-4M KCl(C)\(4.0 \times 10^{-4} \text{ M } \text{ H}_2\text{SO}_4\)(D)5.0×10-4M CH3COOH
27.氧氣(O2)在 25℃ 時之亨利定律常數為\(1.3 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \text{ atm}^{-1}\)若在 40℃ 下使用2atm的純氧氣體充填入純水中，則溶於純水中之氧氣濃度最有可能為多少？(A)0.002M(B)0.0026M(C)0.004M(D)0.0052M
28.A液體在325℃時的飽和蒸氣壓為55.5kPa。某一物質溶於A液體形成理想溶液，已知此溶液中A的莫耳分率為0.82，並且在325℃時，此溶液中A的蒸氣壓為44.4kPa。假設溶液蒸氣為理想氣體，試問在325℃時，此溶液中A的活性係數(Activity coefficient)為何？(A)0.83(B)0.88(C)0.93(D)0.98
29.非揮發性物質溶於溶劑中形成溶液，與原純溶劑的性質比較，下列敘述何者正確？(A)溶液的蒸氣壓上升(B)溶液的凝固點上升(C)溶液的沸點下降(D)溶液的滲透壓改變
30.下列何種方法是應用拉午爾(Raoult)定律與克勞吉斯－克拉泊壤(Clausius-Clapeyron)方程式測定非揮發物質的分子量？(A)沸點上升法(B)滲透壓法(C)黏度法(D)表面張力法
31.下列物質和水所形成之稀薄溶液，在相同濃度下，何者對水的表面張力影響最小？(A)食鹽(B)肥皂(C)油酸鈉(D)酒精
32.利用氣相層析術(Gas chromatography)分離含戊烷和乙烯的混合物，主要是利用下列何種性質？(A)戊烷和乙烯的沸點不同(B)戊烷和乙烯在層析管中的移動速度不同(C)戊烷和乙烯的密度不同(D)戊烷和乙烯在水中的溶解度不同
33.有關固體表面上的吸附作用敘述，下列何者正確？(A)化學吸附所放出的熱量較物理吸附低(B)吸附表面積可利用BET吸附方程式(BET adsorption equation)計算測定(C)單分子層吸附之吸附量與吸附劑表面覆蓋率無關(D)最常用來測定固定表面積的氣體為溫度在–183 ℃的液態氧
34.a在25 ℃時，對於無限稀釋的水溶液中，下列何種離子的莫耳電導(Molar conductance)最大？(A)H+(B)Ca2+(C)Fe3+(D)NH4+
35.下列有關「電解(Electrolysis)與極化(Polarization)」的敘述，何者 錯誤 ？(A)使電解質溶液連續電解所需之最小電壓稱為分解電壓(Decomposition potential)(B)可逆電壓(Reversible potential)可由標準電極電位和能士特(Nernst)方程式計算求得(C)過電壓(Overpotential)為分解電壓加上可逆電壓(D)過電壓可代表電極的極化程度
36.一反應\(A + 2B \rightarrow 3C\)，其反應速率可以\(r = -x\frac{d[A]}{dt} = -y\frac{d[B]}{dt} = z\frac{d[C]}{dt}\)表示，則x：y：z為何？(A)1：1：1(B)1：2：3(C)3：2：1(D)6：3：2
37.有關絕熱系統之吸熱反應的敘述，下列何者正確？(A)生成物總熱含量較反應物高(B)焓變化\( \Delta H < 0 \)(C)系統溫度上昇(D)必為燃燒反應
38.已知A、B、C三種化學物質之初始濃度均為0.25M。若A物質降解(Degradation)為零階反應(Zero-orderreaction)，B物質降解為一階反應(First-orderreaction)，C物質降解為二階反應(Second-order reaction)，A、B、C物質之降解速率常數分別為0.005 M s-1、0.005 s-1、0.005 M-1 s-1。有關半生期(Half-life,t1/2)的大小順序，下列何者正確？(A)\(A=B=C\)(B)C > B > A(C)B > C > A(D)C > A > B
39.有關反應速率之敘述，下列何者 錯誤 ？(A)催化劑可改變反應途徑，而改變反應速率(B)催化劑可使活化能降低，增加反應速率(C)溫度變化不會改變反應的活化能和反應途徑(D)溫度升高，放熱反應的反應速率隨之降低
40.溫度對反應速率之影響可用阿瑞尼士(Arrhenius)方程式表示：\(k = Ae^{-(E_a/RT)}\)，若一反應的實驗數據以lnk對1/T作圖，求得其斜率為–1000(單位：K)，則此反應之活化能為何？(A)–8.314kJmol–1(B)1.987kJmol–1(C)8.314kJmol–1(D)19.87kJmol–1
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(A)二氧化碳在35.5℃時較在48.1℃時符合波義耳定律(B)因為35.5℃時P−V曲線開始出現反曲現象，所以35.5℃稱為臨界溫度(C)在21.5℃時，e點與f點之間為氣－液二相共存區(D)對純物質而言，臨界狀態取決於溫度之高低
(A)恆溫程序時，q=–W(B)\(P_{ext} = 0\)時，系統所吸收之熱量完全轉變為內能之增加(C)孤立系統之自由膨脹，系統內能變化為零(D)絕熱下之自由膨脹，溫度下降
(A)\( \Delta H_x + \Delta H_y \)(B)\( \Delta H_x + \Delta H_l + \Delta H_y \)(C)\(\Delta H_{x} - \Delta H_{l} - \Delta H_{y}\)(D)\(-\Delta H_{x}+\Delta H_{l}+\Delta H_{y}\)