hce_nthu
113年
化學與物理
第 20 題
The dissolution of a strong electrolyte of type $\text{A}_m\text{B}_n$ in water (which can be regarded as a special chemical reaction) is expressed as $\text{A}_m\text{B}_n = \text{A}^{n+}\text{(aq)} + \text{B}^{m-}\text{(aq)}$, with enthalpy and entropy changes of $\Delta H$ and $\Delta S$, respectively. Which of the following statements best describes the dissolution of strong electrolytes of type $\text{A}_m\text{B}_n$ of different compositions?
- A Both $\Delta H$ and $\Delta S$ are positive.
- B Both $\Delta H$ and $\Delta S$ are negative.
- C $\Delta H$ is positive, and $\Delta S$ is negative.
- D $\Delta H$ may be positive or negative, and $\Delta S$ is positive.
- E Both $\Delta H$ and $\Delta S$ may be positive or negative.
思路引導 VIP
請試著想像一下：當一個排列極其整齊的固體顆粒在水中解體時，除了固體本身的離子跑出來變得「自由」之外，周圍原本可以自由流動的水分子，在遇到這些帶電離子時，會產生什麼樣的排列變化？這種變化對整體系統的『混亂程度』可能會有什麼與直覺相反的貢獻呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (E)，說明你對強電解質溶解過程的微觀機制有著非常全面且深刻的理解。這道題目測試的是熱力學在化學反應中的核心應用，避開了直覺上的偏見，要求從能量與亂度的本質出發。
溶解過程的熱力學分析
在強電解質 $A_mB_n$ 溶解時，我們必須考慮兩個主要的能量競爭：一是打破離子晶體晶格所需的晶格能（吸熱），二是離子與水分子結合時釋放的水合能（放熱）。由於不同物質的這兩種能量數值差異極大，總反應焓 $\Delta H$ 自然可能為正（如硝酸銨溶解使水變冷）也可能為負（如氫氧化鈉溶解放出大量熱）。
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