所屬科目:高中技藝◆化驗筆試
(1) 何者為限制反應物?
(2) N2和H2 的轉化率各為何?
2. $1\,\mathrm{kg}$ 之水蒸氣由 $400\,\mathrm{kPa}$ 及 $600\,\mathrm{K}$ 變化至 $200\,\mathrm{kPa}$ 及 $400\,\mathrm{K}$ 之焓值變化量為何? $400\,\mathrm{kPa}$ 及 $600\,\mathrm{K}$ 時,$\mathrm{H} = 3121.5\,\mathrm{kJ/kg}$ $200\,\mathrm{kPa}$ 及 $400\,\mathrm{K}$ 時,$\mathrm{H} = 2720.2\,\mathrm{kJ/kg}$
3. 請計算在恆溫 $100^{\circ}\mathrm{C}$ 及恆壓 $101.33\,\mathrm{kPa}$ 下,一個由無摩擦力活塞與圓筒組成的系統內,$1\,\mathrm{kg}$ 水蒸發時的 $\Delta\mathrm{U}$ 及 $\Delta\mathrm{H}$?(在此狀態下,水和蒸氣的比體積分別為 $0.00104$ 和 $1.673\,\mathrm{m}^{3}/\mathrm{kg}$,蒸發過程中系統提供水 $2256.9\,\mathrm{kJ/kg}$ 的熱量。)
4. 氨氣已漸漸成為重要的能源之一,電解水是氨氣的來源之一,請問電解 $360\,\mathrm{g}$ 的水需要多少法拍第的電量?
5. 若某反應的活化能為 $100\,\mathrm{kJ/mol}$,今添加入觸媒後其活化能降為 $80\,\mathrm{kJ/mol}$。若反應速率常數 $\mathrm{k} = \mathrm{k}{0}\,\mathrm{e}^{-\mathrm{E}/\mathrm{RT}}$,假設 $\mathrm{k}{0}$ 為定值,請問添加 觸媒後反應速率加快多少?
6. 某零階反應在 10 分鐘內完成 50%,試問在第 15 分鐘結束時,反應完成百分率為多少?
7. 某平行反應可以寫成
已知 $E{a,1} > E{a,2}$,$A1 > A2$,請問在溫度超過多少度後,生成主產物 R 的速率大於副產物 T 的速率?
8. 某熱交換器利用 $110\,\mathrm{kPa}$ 的飽和水蒸汽加熱苯,苯的流量為 $5\,\mathrm{m}^3/\mathrm{h}$,從 $293\,\mathrm{K}$ 加熱至 $343\,\mathrm{K}$,如果熱損失 $8\%$,請問熱傳量和蒸氣用量?(苯的比熱為定值 $1.76\,\mathrm{kJ/kgK}$,密度 $879\,\mathrm{kg/m^3}$。水的冷凝熱 $2251\,\mathrm{kJ/kg}$)
9. 直徑 $40\,\mathrm{mm}$ 的鋼管入口處氣體流入的壓力為 $1\,\mathrm{atm}$,溫度不變,出口處氣體的壓力為 $6\,\mathrm{atm}$。假設氣體的質量流量不變,同時出口的流速也不變,請問出口的直徑是多少?(假設氣體為理想氣體)
10. 在一減壓蒸餾的作程序中,若欲將甲苯於 $60^{\circ}\mathrm{C}$ 餾出,請問壓力應降至多少 $\mathrm{mmHg}$?
甲苯的蒸氣壓與溫度的關係 $\log \frac{P}{Pb} = \frac{-\Delta H}{2.303R} \left[ \frac{1}{T} - \frac{1}{Tb} \right]$
$\Delta H = 33.5\,\mathrm{kJ/mol}$,1 大壓力下甲苯的沸點 $110.6^{\circ}\mathrm{C}$