Q98.
在一密閉系統中,各組成分i 存在於1、2、‧‧‧、π相中,則相平衡的條件為?(T:溫度;P:壓力;S:熵;μ:化學勢)
化工 · 乙級 · 物理化學 · Q98
難易度分析
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本題考查熱力學相平衡的基本定義,需準確辨識熱、力及化學平衡的三項核心條件。由於選項涉及多個物理量且包含易混淆的熱力學函數,要求考生對基礎概念有精確的記憶與區分能力。
正確答案:③
③
:此為正確答案。多相系統的相平衡條件為:各相溫度相等 (T¹ = T² = ⋯ = T^π) 達成熱平衡、各相壓力相等 (P¹ = P² = ⋯ = P^π) 達成力平衡、各相中組成分 i 的化學勢相等 (μᵢ¹ = μᵢ² = ⋯ = μᵢ^π) 達成化學平衡。此三者源自吉布斯自由能最小化原理。
錯誤選項解析
- ①
:此選項可能錯誤地將熵 (S) 納入相平衡條件,或表達式中等號關係有誤。相平衡的核心條件為溫度、壓力與化學勢在各相中相等,熵並非相平衡的直接判據,而是用於判斷過程的自發性。 - ②
:此選項可能僅列出部分平衡條件(如僅溫度或僅壓力相等),或錯誤地使用不等號。完整的相平衡必須同時滿足熱平衡 (T)、力平衡 (P) 與化學平衡 (μ) 三者缺一不可。 - ④
:此選項可能錯誤地將各組分的化學勢設為跨相不等,或混淆了相平衡與反應平衡的條件。相平衡要求同一組成分在不同相中的化學勢必須相等,而非各組分之間的化學勢相等。
Learning Tip
"相平衡三條件(熱平衡、力平衡、化學平衡)是物理化學的常考核心,需牢記化學勢相等是指「同一組成分在各相中」相等,而非不同組分之間相等。常見陷阱是將熵或吉布斯自由能直接寫入平衡條件式,實際上這些是用於推導平衡判據的熱力函數,而非平衡條件本身。"
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!