题目
过饱和溶液中溶剂(假设溶剂符合理想稀溶液中溶剂的性质)的化学势比纯溶剂的化学势____,溶质的化学势比纯溶质的化学势____,A. 大,小B. 小,大C. 相等,相等D. 小,小
过饱和溶液中溶剂(假设溶剂符合理想稀溶液中溶剂的性质)的化学势比纯溶剂的化学势____,溶质的化学势比纯溶质的化学势____,
A. 大,小
B. 小,大
C. 相等,相等
D. 小,小
题目解答
答案
B. 小,大
解析
考查要点:本题主要考查溶液中溶剂和溶质化学势的比较,涉及过饱和溶液的性质及化学势公式应用。
解题核心思路:
- 化学势公式:溶剂和溶质的化学势均可用公式 $\mu = \mu_{\text{纯}} + RT \ln x$ 表示,其中 $x$ 为物质的摩尔分数。
- 过饱和溶液特性:溶质浓度高于平衡浓度,溶液处于不稳定状态。
- 关键推论:  - 溶剂:因溶质的存在,溶剂的摩尔分数 $x_{\text{溶剂}} < 1$,导致 $\mu_{\text{溶剂}} < \mu_{\text{纯溶剂}}$。
- 溶质:过饱和溶液中溶质浓度高,$\mu_{\text{溶质}} > \mu_{\text{纯溶质}}$,促使溶质析出。
 
溶剂的化学势分析
在过饱和溶液中,溶剂的摩尔分数 $x_{\text{溶剂}}$ 小于纯溶剂的摩尔分数($x_{\text{纯溶剂}} = 1$)。根据化学势公式:
$\mu_{\text{溶剂}} = \mu_{\text{纯溶剂}} + RT \ln x_{\text{溶剂}}$
由于 $x_{\text{溶剂}} < 1$,$\ln x_{\text{溶剂}} < 0$,因此 $\mu_{\text{溶剂}} < \mu_{\text{纯溶剂}}$。
溶质的化学势分析
过饱和溶液中溶质浓度高于平衡浓度,溶质的摩尔分数 $x_{\text{溶质}}$ 较大。根据化学势公式:
$\mu_{\text{溶质}} = \mu_{\text{纯溶质}} + RT \ln x_{\text{溶质}}$
此时 $\mu_{\text{溶质}} > \mu_{\text{纯溶质}}$,导致溶质从溶液中析出,直至化学势相等。