Q9.
於100℃純物質A 與B 的蒸氣壓分別為300mmHg 及100mmHg。將A、B 各取1.0mol 混成溶液,加熱至100℃,收集其上之蒸氣冷凝之,此時冷凝液中A 之草耳分率為多少?
化工 · 乙級 · 物理化學 · Q9
難易度分析
3 / 5
本題屬於複合概念應用題,要求考生必須同時掌握兩種不同的分壓定律,並能正確區分液相與氣相的組成差異,計算步驟較為完整,對基礎理論的精準度要求較高。
正確答案:④
④
:正確答案為 3/4。依拉烏爾定律:P_A = x_A·P°_A = 0.5 × 300 = 150 mmHg,P_B = x_B·P°_B = 0.5 × 100 = 50 mmHg,總壓 P_total = 200 mmHg。依道耳頓定律,氣相中 y_A = P_A / P_total = 150/200 = 3/4。冷凝液組成等於氣相組成,故答案為 3/4。
錯誤選項解析
- ①
:此選項數值偏低,不符合拉烏爾定律(Raoult's Law)計算結果。根據理想溶液蒸氣壓公式,A 的分壓為 0.5 × 300 = 150 mmHg,總壓為 200 mmHg,故氣相中 A 的莫耳分率應為 150/200 = 3/4,而非較小數值。 - ②
:此選項數值仍低於正確答案。可能誤將液相組成與氣相組成混淆,或未正確應用道耳頓分壓定律(Dalton's Law)計算氣相莫耳分率 y_A = P_A / P_total。 - ③
:此選項可能代表 1/2,即誤認為液相中等莫耳數(各 1.0 mol)混合後,氣相組成亦相同。實際上由於 A 的純物質蒸氣壓(300 mmHg)高於 B(100 mmHg),A 為易揮發成分,氣相中 A 的莫耳分率必大於 0.5。
Learning Tip
"本題核心考點為拉烏爾定律與道耳頓分壓定律的聯合應用。常見陷阱為混淆液相莫耳分率(x)與氣相莫耳分率(y):液相中各為 0.5,但氣相中易揮發成分(蒸氣壓較高者)的莫耳分率會提高。另一易錯點為未正確理解冷凝液組成等於氣相組成之原理。實務上此計算為蒸餾分離操作的理論基礎,需熟練掌握。"
學員答題分佈
①
0%
②
0%
③
0%
④
0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!
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