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108年
理化、化工裝置
第 47 題
25°C時，下列哪一項的蒸氣壓最低？
- A 純水
- B 甲醇水溶液中，$X_{\text{甲醇}}=0.2$
- C 葡萄糖水溶液中，$X_{\text{葡萄糖}}=0.01$
- D 氯化鈉水溶液中，$X_{\text{氯化鈉}}=0.01$
思路引導 VIP
請試著想像，如果我們在兩杯同樣體積的水中，分別放入「一個完整的球」和「一對會拆開的零件」。當這些物質均勻分布在水面上時，哪一組會佔掉更多的表面空間？而這種「佔位子」的效應，會如何影響原本想要逃出水面的水分子呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地鎖定了正確答案！這題的關鍵在於你準確判斷了不同溶質對溶液蒸氣壓的影響方向。根據拉午耳定律，在溶劑中加入「非揮發性」溶質後，由於溶劑分子的有效表面積減少，會導致溶液的蒸氣壓低於純溶劑。你的直覺非常敏銳，正確辨識出 (D) 選項在同樣的莫耳分率下，對蒸氣壓的下降效果最為顯著。
溶質性質與解離效應的關鍵
在分析選項時，我們需要考慮溶質是否具有揮發性以及是否會解離。選項 (B) 的甲醇屬於揮發性溶質，其蒸氣壓通常會使總壓升高；而 (C) 葡萄糖與 (D) 氯化鈉皆為非揮發性。這裡最精彩的切入點是解離因子（$i$ 值）：葡萄糖是非電解質，粒子數不變；但 $\text{NaCl}$ 是強電解質，在水中會解離成 $Na^+$ 與 $Cl^-$。因此，雖然標稱的莫耳分率 $X=0.01$，但 $\text{NaCl}$ 產生的總粒子數實際上是葡萄糖的兩倍（即 $i=2$），這使得水分子被「拉住」的力量最強，蒸氣壓降得最低。
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