题目
二组分体系恒温时.可能同时存在的最大相数为 ( )A. Φ=2B. Φ=3C. Φ=4
二组分体系恒温时.可能同时存在的最大相数为 ( )
A. Φ=2
B. Φ=3
C. Φ=4
题目解答
答案
B. Φ=3
解析
本题考查知识点为相律的应用,解题思路是根据相律公式,结合题目给定的条件,计算出二组分体系恒温时可能同时存在的最大相数。
相律是研究多相平衡系统中相数、独立组分数和自由度之间关系的规律,其数学表达式为$F = C - P + 2$,其中$F$表示自由度,即确定平衡系统状态所需要的独立变量的数目;$C$表示独立组分数,是指足以确定平衡系统中所有各相组成所需要的最少独立物种数;$P$表示相数,即系统中物理性质和化学性质完全均匀的部分的数目。
在本题中,已知是二组分体系,所以独立组分数$C = 2$;又因为是恒温条件,这意味着温度这个变量已经被固定,那么相律公式中的$2$(代表温度和压力两个变量)就需要减去$1$,此时相律公式变为$F = C - P + 1$。
自由度$F$的取值范围是$F\geq0$,当自由度$F = 0$时,相数$P$达到最大值。将$C = 2$和$F = 0$代入$F = C - P + 1$中,可得:
$\begin{align*}0&=2 - P + 1\\P&=2 + 1\\P&= 3\end{align*}$
所以,二组分体系恒温时,可能同时存在的最大相数为$3$。