题目
现有两种状态存在的 mathrm(H)_2mathrm(O)。I: 液态, 100^circmathrm(C), 101325mathrm(Pa); II: 气态, 100^circmathrm(C), 101325mathrm(Pa)。它们的化学势分别为 mu_(mathrm{I)} 和 mu_(mathrm{II)}, 则两者间的关系为 mu_(mathrm{I)}() mu_(mathrm{II)}。A. =B. C. >
现有两种状态存在的 $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。I: 液态, $100^\circ\mathrm{C}$, $101325\mathrm{Pa}$; II: 气态, $100^\circ\mathrm{C}$, $101325\mathrm{Pa}$。它们的化学势分别为 $\mu_{\mathrm{I}}$ 和 $\mu_{\mathrm{II}}$, 则两者间的关系为 $\mu_{\mathrm{I}}() \mu_{\mathrm{II}}$。
A. =
B. <
C. >
题目解答
答案
A. =
解析
本题考查化学势的概念以及相平衡时化学势的关系。解题的关键在于明确在特定条件下（相同温度和压力），物质处于不同相态时化学势的大小关系。
在一定温度和压力下，当体系达到相平衡时，不同相之间物质的转移达到动态平衡，此时各相的化学势相等。对于水在$100^{\circ}C$、$101325Pa$的条件下，液态水和气态水处于气 - 液平衡状态。
根据化学势与相平衡的关系，在相平衡时，有$\mu_{I}=\mu_{II}$，其中$\mu_{I}$是液态水的化学势，$\mu_{II}$是气态水的化学势。这是因为在平衡状态下，物质从一相转移到另一相的吉布斯自由能变化$\Delta G = 0$，而$\Delta G=\mu_{II}-\mu_{I}$，所以$\mu_{I}=\mu_{II}$。