对于多组分系统,下列说法正确的是()A. 偏摩尔量是强度性质B. 偏摩尔量与系统的组成有关C. 化学势就是偏摩尔Gibbs自由能D. 只有广度性质才有偏摩尔量
A. 偏摩尔量是强度性质
B. 偏摩尔量与系统的组成有关
C. 化学势就是偏摩尔Gibbs自由能
D. 只有广度性质才有偏摩尔量
题目解答
答案
A. 偏摩尔量是强度性质
B. 偏摩尔量与系统的组成有关
C. 化学势就是偏摩尔Gibbs自由能
D. 只有广度性质才有偏摩尔量
解析
本题考查多组分系统中偏摩尔量和化学势的相关性质。解题思路是根据偏摩尔量和化学势的定义及性质,对每个选项逐一进行分析。
选项A
偏摩尔量的定义为:在恒温、恒压下,除了组分$B$以外其余各组分的物质的量均保持不变的条件下,广度量$X$随组分$B$的物质的量$n_{B}$的变化率,即$\bar{X}_{B}=\left(\frac{\partial X}{\partial n_{B}}\right)_{T,p,n_{C\neq B}}$。强度性质是指与物质的量无关的性质,偏摩尔量是在一定条件下的变化率,它不随系统的量的变化而变化,只取决于系统的温度、压力和组成,所以偏摩尔量是强度性质,A选项正确。
选项B
由偏摩尔量的定义可知,偏摩尔量是在恒温、恒压下,除了组分$B$以外其余各组分的物质的量均保持不变的条件下,广度量$X$随组分$B$的物质的量$n_{B}$的变化率。当系统的组成发生变化时,各组分之间的相互作用和分布会改变,从而导致偏摩尔量的值发生变化,所以偏摩尔量与系统的组成有关,B选项正确。
选项C
化学势的定义为:在恒温、恒压下,除了组分$B$以外其余各组分的物质的量均保持不变的条件下,系统的吉布斯自由能$G$随组分$B$的物质的量$n_{B}$的变化率,即$\mu_{B}=\left(\frac{\partial G}{\partial n_{B}}\right)_{T,p,n_{C\neq B}}$。而偏摩尔吉布斯自由能$\bar{G}_{B}=\left(\frac{\partial G}{\partial n_{B}}\right)_{T,p,n_{C\neq B}}$,所以化学势就是偏摩尔吉布斯自由能,C选项正确。
选项D
偏摩尔量是针对广度量而言的,只有广度量(如体积$V$、焓$H$、熵$S$等)才存在偏摩尔量。因为偏摩尔量描述的是在一定条件下,广度量随某一组分物质的量的变化情况,强度性质(如温度$T$、压力$p$等)与物质的量无关,不存在偏摩尔量的概念,所以只有广度性质才有偏摩尔量,D选项正确。