115年 - 115 四技二專統測_化工群_專業科目(一)：基礎化工、化工裝置#139316

1. 有一批次絕熱反應器進行兩次實驗，其反應式為A+2B→AB₂，平均反應熱為−0.1kJ∙mol⁻¹。 第一次實驗反應前以 1 mol 反應物 A 與 2 mol 反應物 B 進入該反應器，而且 A 和 B 的溫度 皆固定為 300 K，反應後溫度為 310 K。第二次實驗反應前 A 之進料莫耳數與 A 和 B 溫度 跟第一次實驗相同，但改變反應物B之進料莫耳數，並假設反應後的溫度同樣為310K，下列敘述何者正確？( A 的平均定壓莫耳熱容量為 1 J∙ mol⁻¹ ∙ K⁻¹ ，B 的平均定壓莫耳熱容 量為2 J∙mol⁻¹ ∙K⁻¹ ，AB₂ 的平均定壓莫耳熱容量為5J∙mol⁻¹ ∙K⁻¹) (A) B之進料莫耳數從2mol減少為1mol，AB2之選擇性上升 (B) B之進料莫耳數從2mol減少為1mol，B之轉化率不變 (C) B之進料莫耳數從2mol減少為1mol，B之轉化率上升 (D) B之進料莫耳數從2mol增加為3mol，B之轉化率上升

2. 一熱交換器進行能量交換，假設設備無熱量損失，且流體沒有發生相變化也沒有磨擦損失， 下列敘述何者正確？ (A) 比熱較高的流體，必定獲得較多熱量 (B) 質量流率較快的流體，必定獲得較多熱量 (C) 冷流體的溫度變化量一定等於熱流體的溫度變化量 (D) 冷流體得到的熱量等於熱流體失去的熱量

3. 下列關於壓縮因子 ( Z ) 的敘述，何者正確？ (A) 當壓力趨近於零時，Z 值皆接近於零 (B) 當壓力從趨近於零開始逐漸增加時，所有真實氣體的 Z 值呈直線上升 (C) 壓縮因子被用來修正理想氣體狀態方程式，以描述真實氣體行為，故 Z 值僅受到溫度 與壓力影響 (D) 無論在低壓或高壓時，同體積及同莫耳數的理想氣體之 Z 值皆保持不變

4. 下列有關理想氣體之敘述，何者正確？ (A) 氣體分子的平均動能與絕對溫度成反比 (B) 氣體分子作同方向的直線運動 (C) 氣體分子碰撞前後總動能不變 (D) 氣體分子間具有作用力

5. 依據克勞修斯-克拉伯隆方程式(Clausius-Clapeyron equation )，下列有關單一成分液體的 蒸氣壓與溫度之敘述，何者正確？ (A) 蒸氣壓為物質的固有性質，與溫度無關 (B) 蒸氣壓隨絕對溫度上升而呈指數型增加 (C) 蒸氣壓與絕對溫度的倒數呈正比關係 (D) 蒸氣壓與絕對溫度呈正比關係

6. 研究生在研究香水配方時發現，香水隨時間會呈現不同層次的香氣變化。當香水噴灑於 皮膚表面時，前調香味短時間內散去，而後調香味則可長時間留存。關於構成前調與 後調之兩種液體性質，下列何者敘述正確？ (A) 後調成分之香味可在皮膚上長時間留存，代表其揮發時不需吸收熱量 (B) 後調成分在常溫下的飽和蒸氣壓顯著高於前調成分 (C) 前調成分相較於後調成分，具有較大的汽化熱 (D) 前調成分的沸點通常低於後調成分

7. 以 X 光繞射儀分析晶體時，會使用到布拉格 ( Bragg ) 方程式，發生第一級反射時可表示 為：λ=2dsinθ，其中的 λ 是X光的波長，d是同類型晶面的平面間距，則下列何者正確？ (A) X光繞射儀最常用來分析材料的官能基種類 (B) θ 等於被晶面反射的光線與入射光的夾角 (C) 相鄰兩晶面的反射光產生破壞性干涉 (D) 方程式右側代表相鄰兩晶面的X射線之光程差

8. 以X光繞射儀分析某種立方晶系的晶體時，使用同一種波長的X光可測得晶面A與晶面B 的第一級的反射角分別為30 °和60 °，則下列何者可能是晶面A和晶面B的米勒指數？ (A) A(100)、B(111) (B) A(110)、B(100) (C) A(101)、B(111) (D) A(111)、B(010)

9. 在定溫條件下，下列關於郎謬 ( Langmuir ) 吸附理論的敘述，何者正確？ (A) 當壓力增加至一定程度時，吸附量幾乎不再隨壓力持續增加 (B) 吸附質分子均勻分布於吸附劑表面，並形成多層吸附結構 (C) 吸附質分子之間存在交互作用力，因此不會發生脫附行為 (D) 吸附熱會隨著表面覆蓋率提升而顯著降低

10. 研究生在實驗室測得某液體在固體表面上的接觸角為120°，則該固體表面對於此液體呈現 何種潤濕現象？ (A) 液體可以完全潤濕固體表面 (B) 液體較容易潤濕固體表面 (C) 液體完全不潤濕固體表面 (D) 液體較難以潤濕固體表面

11. 苯與甲苯的混合物可視為理想溶液，當此混合物形成二相系統時，下列何者敘述正確？ (A) 在定壓下，混合物完全氣化的溫度與液相苯的莫耳分率呈線性關係 (B) 在定壓下，混合物完全液化的溫度與液相苯的莫耳分率呈線性關係 (C) 在定溫下，混合物的氣相甲苯分壓與液相苯的莫耳分率呈線性關係 (D) 在定溫下，混合物的氣相甲苯飽和蒸氣壓隨液相苯的莫耳分率線性下降

12. 定壓下尼古丁與水的混合溶液形成的相圖如圖 ( 一 ) 所示，混合 X g 尼古丁和 60 g 水，再將混合物加熱到120°C。若液體的揮發量可忽略，且可觀察到一個液-液界面，之後在120°C 下又加入Xg尼古丁，達平衡後界面消失，則X可能是下列何值？
(A) 300 (B) 250 (C) 150 (D) 50

13. 對於三號 ( AA ) 可充電電池，若電池的突起端簡稱為 A 端，另一端簡稱為 B 端，則下列 敘述何者正確？ (A) 放電時A端為正極，釋出電子 (B) 放電時B端為正極，釋出電子 (C) 充電時A端為陽極，釋出電子 (D) 充電時B端為陽極，釋出電子

14. 遠洋貨輪的船體主要由鋼鐵製成，長期浸泡在海水中 ( 富含鹽分的電解質溶液 ) 容易發生嚴重的電化學腐蝕 ( 生鏽 ) 。為了保護船體，工程師們會在船殼水線以下的位置，焊接 上數塊長方形的金屬塊。隨著時間推移，這些金屬塊會慢慢被腐蝕消耗，而船體本身則完好如初。這種保護鋼鐵船體的方法被稱為「犧牲陽極法」。根據電化學原理，這些被焊上去的金屬塊最可能是下列哪一種金屬？ (A) 鋅(Zn) (B) 銅(Cu ) (C) 鉛(Pb ) (D) 銀(Ag )

15. 定溫下發生不可逆化學反應： 2 A → B，其中 A 為反應物，B 為生成物。已知 A 的濃度隨 時間線性下降，則下列敘述何者正確？(濃度和時間的單位分別為M與min) (A) 速率常數的單位為M/min (B) 此反應屬於二級反應 (C) A的消耗速率等於B的生成速率之一半 (D) A的半衰期正比於ln2

16. 在定溫下，進行多次化學反應速率測定的實驗可得到表 ( 一 ) 的結果，其中 A 和 B 皆為 反應物，溶解於水中，[ A ] ₀和 [ B ] ₀分別為其初濃度 ( 單位為 M ) ，R 為反應速率 ( 單位為 M/s)。依據此實驗結果，下列何種推論正確？
(A) A濃度會隨時間線性減少 (B) B濃度會隨時間線性減少 (C) A濃度之對數會隨時間線性減少 (D) B濃度之倒數會隨時間線性增加

17. 關於電池的電動勢、電壓降和端電壓的敘述，下列哪個解釋最合理？ (A) 功能正常的電池在接上小電風扇後，電動勢立刻變成0 (B) 電池有內部阻抗所產生的電壓降，使小電風扇運作時端電壓會小於電動勢 (C) 因為電池輸出為交流電，所以速度不穩 (D) 小電風扇兩端點間的電壓一定等於電動勢，所以風變弱與電壓無關

18. 某一個實驗室有兩個照明燈並聯後接在110伏特的電壓下使用，已知燈泡甲消耗50瓦特， 燈泡乙消耗100瓦特。假設燈泡點亮後皆未燒斷，則此電路之總電流值為多少安培？ (A) 1.36 (B) 2.36 (C) 3.36 (D) 4.36

19. 下列何者表示量測儀器反應的快慢程度？ (A) 靈敏度 (B) 響應度 (C) 準確度 (D) 解析度

20. 假設隔板可導熱且固定不動，兩腔壁對環境絕熱，在體積皆維持不變情況下，系統經 充分長時間後達到熱平衡，則兩腔室的熵變化量之總和(ΔS_A +ΔS_B )為多少J/K？ (A) 4.58 (B) 5.61 (C) 6.61 (D) 7.58

21. 假設隔板不導熱且可在容器內無摩擦自由滑動，在隔板不導熱與兩腔室各自控溫使溫度 維持不變情況下，系統經充分長時間後達到機械平衡(腔室A與B的壓力相同)，則兩腔室 的熵變化量之總和(ΔS_A +ΔS_B )為多少J/K？ (A) 1.33 (B) 2.33 (C) 3.33 (D) 4.33

22. A段糖漿加熱殺菌有兩種量測點，對於量測點1與量測點2，依序使用哪一種溫度計最合適？ 量測點1：鍋內糖漿本體溫度(需要準確、穩定、可接到控制器、溫度變化不大) 量測點2：煮鍋外壁或加熱器附近表面(很燙不方便接觸、不必太精準、不希望重新校正) (A) 玻璃溫度計；壓力式溫度計 (B) 雙金屬溫度計；熱電偶 (C) 電阻式溫度計；輻射溫度計 (D) 輻射高溫計；玻璃溫度計

23. 針對 B 段要做CO₂氣泡飲，和 C 段要做真空包裝，王同學跟老闆溝通「壓力的表示法」 或「壓力計」的選擇，下列哪種說法正確？ (A) CO₂充填與真空包裝都用錶壓最直覺，真空度越高錶壓越大 (B) 真空包裝的真空度應該用絕對壓力或明確的真空度表示 (C) 錶壓、絕對壓力、真空度只是名詞不同，數值都一樣，壓力計可隨便選 (D) 若真空包裝的內壓低於10−7mbar，則應該使用巴登管壓力計(Bourdon gauge )量測

24. 根據程序控制的原理與方法，下列敘述何者正確？ (A) 溫度感測器在管線儀表圖裡的符號為TY (B) 溫度指示控制器所輸出的直流電流會轉換成電壓訊號到氣動式控制閥 (C) 控制元件輸出指令大小除了與設定值有關外，還受輸出的控制結果影響 (D) 當此程序過程中存在延遲過大的情況，該溫度指示控制器模式會完全消除延遲問題

25. 該控制器目標設定點 ( SP ) 為 40°C，但長期以來控制器裡的程序變數 ( PV ) 數值總是穩定 在 30°C。若經由工程師檢查後確認程序變數之數值與反應器內溫度完全一致，試問改成下 列哪一種控制器模式會使程序變數數值更接近於設定點且較穩定？ (A) 開關式控制(On –Off) (B) 積分控制(I) (C) 比例積分控制(PI) (D) 比例微分控制(PD)

26. 若1 kg ∙m∙s ^{– 2}=Xg∙ cm∙s ^{– 2}，則式中數值X為何？ (A) 10 – 5 (B) 1 (C) 10 (D) 105

27. 液壓系統廣泛應用於工程設備上，它是基於帕斯卡原理，在密閉容器中，施加於液體 表面的壓力可以傳遞至液體各處。圖 ( 二 ) 為一液壓系統，活塞 A₁ 的面積：活塞 A₂ 的面積 = 1：2，活塞的重量可以忽略且保持相同液位高度，若在活塞 A₁ 上施加 F1 的力量， 需在活塞A₂上施加F₂的力量才能保持活塞位置不變，則F₁：F₂為何？
(A) 1：1 (B) 1：2 (C) 2：1 (D) 4：1

28. 圓管 A ( 直徑 1 英吋 ) 和圓管 B ( 直徑 2 英吋 ) 相連接，某工廠排放密度和黏度保持定值的 廢水流入圓管A後，再全部流入圓管B，若體積流率保持不變，則廢水在圓管A和圓管B 的雷諾數比為何？ (A) 1：2 (B) 1：4 (C) 2：1 (D) 4：1

29. 浮子流量計是利用流體由下往上流過浮子產生的拖曳力，與浮子的重力和浮力達平衡 時，使浮子停滯不動，來量測體積流率。若流體密度和拖曳係數保持不變，當體積流率分別為100mL∙min–1和200mL∙min^–1時，對應浮子與管壁間環形通道截面積為A₁和A₂， 則A₁：A₂約為多少？ (A) 1：1 (B) 1：2 (C) 2：1 (D) 1：4

30. 有關篩析法的敘述，下列何者正確？ (A) 泰勒標準篩20號網目(Mesh)的篩網，每吋邊長有篩孔 20 個 (B) 在過篩時，網目號數由小至大，依次由下而上相互堆疊 (C) 搖篩機是篩析法常用的裝置 (D) 泰勒標準篩是標準篩唯一的規格

31. 下列固體輸送裝置，何者不需要機械運送之回程部分，具有體積小的優點？ (A) 螺旋輸送機 (B) 裙板輸送機 (C) 帶式輸送機 (D) 斗式升降機

32. 一蒸餾塔之進料為乙醇–正丁醇混合物，其中乙醇與正丁醇的質量分率分別為35%與65%， 進料流率為1000kg · h^–1。操作後，塔頂產物中乙醇的質量分率為70%，且進料中的乙醇有90%由塔頂產物帶出，其餘留在塔底產物，則塔底產物中正丁醇的質量流率為多少kg·h^–1？ (A) 500 (B) 515 (C) 585 (D) 650

35. 有關萃取操作的敘述，下列何者正確？ (A) 萃取劑與萃取物沸點差異越小越好，以方便利用蒸餾方式回收萃取劑 (B) 萃取效果以逆流多級接觸優於共流多級接觸 (C) 在萃取製程中，溶劑的選擇應以黏度較高者為優先 (D) 應優先選擇低選擇性的萃取劑

36. 某 5 kg 物料在特定乾燥條件下進行熱風乾燥，經一段時間後，物料達恆重，其重量變成3.5 kg。若將物料完全乾燥成不含水的乾固體，其重量為 1 kg，則物料在此特定乾燥條件下的自由含水率為多少kg水/ kg乾固體？ (A) 1.5 (B) 2 (C) 2.5 (D) 4

37. 有關蒸餾的描述，下列何者正確？ (A) 簡單蒸餾為一次汽–液平衡操作，適合成分間沸點差異極大的溶液 (B) 若相對揮發度越接近於1時，越容易以蒸餾法分離 (C) 平衡蒸餾屬於多級蒸餾操作 (D) 蒸餾是利用成分間溶解度差異進行分離

38. 在化工廠中，有一高溫流體，流入內直徑18cm，外直徑20cm，長度10m的不銹鋼圓管內， 若該不銹鋼圓管外的空氣為20℃，且與空氣接觸的不銹鋼圓管表面溫度為60℃，空氣和 不銹鋼圓管表面間的對流熱傳係數為5W·m^–2·K^–1，則此管線的熱損失為多少W？ (A) 360π (B) 400π (C) 440π (D) 480π

39. 今以一單效蒸發器，針對重量百分濃度為 20 % 的鹽類溶液進行濃縮，若該單效蒸發器的經濟效益為 0.9，且鹽類溶液進料流率為 4500 kg · h ^–1，消耗的蒸氣流率為 3000 kg · h ^–1， 則該蒸發操作可將鹽類溶液濃縮至多少重量百分濃度(%)？ (A) 50 (B) 60 (C) 70 (D) 80

40. 有甲、乙、丙、丁四物質，於溶劑中之溶解度數據如表 (二) ，依照溶解度數據，在此 溶劑系統下，哪一物質最適合利用冷卻法，從40℃降至0℃進行結晶操作？
(A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁

41. 有關機械分離裝置的敘述，下列何者正確？ (A) 利用固體在流體中潤濕性不同而進行固–固分離的操作稱為沉積或沉降 (B) 對於固體含量較高的懸浮液，進行過濾操作時，使用澄清過濾較濾餅過濾更適合 (C) 相較篩選，對於粒徑相似但密度差異大的固體顆粒混合物，更適合利用類析進行 固–固分離 (D) 為去除工廠廢氣中粒徑小於 0.5 μm 的細懸浮粒子，使用旋風分離器比使用袋濾器 更有效率

42. 在製藥產業中，需將稱為原料藥的藥物活性成分固體粉體，與非活性但能幫助藥物釋放 的賦形劑固體粉體充分混合後，再進行打錠製成藥物錠片，以下哪一設備最適合用於此 混合操作？ (A) 渦輪槳攪和機(Turbine agitator) (B) 螺旋槳攪和機(Propeller agitator) (C) 雙臂捏合機(Double arm kneader) (D) V型摻合機(V–type blender)

43. 有關反應裝置的敘述，下列何者正確？ (A) 氣泡塔式反應器適合用於氣–液反應 (B) 對於規模小、反應速率慢的反應，連續式操作比批次操作更合適 (C) 流體化床反應器適合用於均相催化反應 (D) 對於反應速率大、滯留時間短的氣相反應，選擇槽式反應器比管式反應器更合適

45. 管路在曝氣池的出口比管路在污水槽的入口高 5 m，出口和入口的壓力相等，泵的效率為0.5，若廢水在管路中的摩擦損失和動能變化可以忽略，則泵的制動功率為多少瓦(W)？(A) 0.314 (B) 78.5 (C) 100 (D) 314

46. 假設廢水可視為牛頓流體，以層流型態在管路中流動，管路中裝有皮托管，量測管中心最大速度，皮托管的壓差以 U 型管壓力計量測，壓力計內指示液體密度為 1500 kg ∙ m^–3， 若皮托管係數為1，且廢水成份不影響皮托管量測，則壓力計中指示液體的液面高差讀值 為多少cm？( π=3.14) (A) 0.004 (B) 0.1 (C) 0.4 (D) 10

47. 空氣在一大氣壓下露點為25℃，則該空氣在50℃時，依據圖(三)，百分濕度約為多少%？ (A) 12 (B) 22 (C) 40 (D) 100

48. 空氣在一大氣壓下的乾球溫度為 60 oC、濕球溫度為 40 oC，依據圖(三 )，該空氣的絕對濕度約為多少 kg水/ kg乾空氣？ (A) 0.016 (B) 0.042 (C) 0.062 (D) 0.074

49. 飽和水蒸汽的質量流率應設計為多少kg·s ^–1？ (A) 0.03 (B) 0.3 (C) 3 (D) 30

50. 若該順流式雙套管熱交換器的總包熱傳係數為500W·m^–2·K^–1 ，且以算術平均溫差取代對數平均溫差簡化計算，則基於此總包熱傳係數之熱交換器面積應設計為多少m²？ (A) 0.002 (B) 0.02 (C) 0.2 (D) 2