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化学
题目

在一个密闭容器里放有足够多的某纯液体物质,在相当大的温度范围内皆存在气-液两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压 P 变大,饱和液体的摩尔体积 V_m(l) (A);饱和蒸气的摩尔体积 V_m(g) (B);triangle V_m=V_m(g)-V_m(l) (B)。A. 变大B. 变小C. 不变D. 无一定变化规律

在一个密闭容器里放有足够多的某纯液体物质,在相当大的温度范围内皆存在气-液两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压 $P$ 变大,饱和液体的摩尔体积 $V_m(l)$ (A);饱和蒸气的摩尔体积 $V_m(g)$ (B);$\triangle V_m=V_m(g)-V_m(l)$ (B)。

A. 变大

B. 变小

C. 不变

D. 无一定变化规律

题目解答

答案

ABB
A. 变大
B. 变小
B. 变小

解析

本题主要考查温度对纯液体物质气 - 液两相平衡时相关物理量的影响,解题关键在于理解物质的热胀冷缩性质以及气 - 液两相的特点。

(A)饱和液体的摩尔体积 $V_m(l)$ 的变化

对于液体而言,一般情况下,当温度逐渐升高时,分子的热运动加剧,分子间的距离会增大。根据摩尔体积的定义,摩尔体积是指单位物质的量的物质所占的体积。由于液体分子间距离增大,在物质的量不变的情况下,饱和液体的体积会增大,所以饱和液体的摩尔体积 $V_m(l)$ 变大。

(B)饱和蒸气的摩尔体积 $V_m(g)$ 的变化

根据理想气体状态方程 $pV = nRT$,变形可得 $V_m=\frac{RT}{p}$(其中 $V_m$ 为摩尔体积,$R$ 为理想气体常数,$T$ 为热力学温度,$p$ 为压强)。
在气 - 液两相平衡时,饱和蒸气压 $p$ 随温度 $T$ 升高而变大。当温度升高时,虽然 $T$ 增大,但 $p$ 增大的幅度更大。
对 $V_m=\frac{RT}{p}$ 求关于 $T$ 的导数(这里可定性分析),当 $T$ 升高,$p$ 增大,且 $p$ 增大的影响占主导,所以 $V_m(g)$ 变小。

(B)$\Delta V_m = V_m(g) - V_m(l)$ 的变化

由前面分析可知,$V_m(l)$ 变大,$V_m(g)$ 变小,那么它们的差值 $\Delta V_m = V_m(g) - V_m(l)$ 必然变小。

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