题目
压力升高时,单组分系统的熔点将如何变化:A. 升高 ;B. 降低 ;C. 不变;D. 不一定 。
压力升高时,单组分系统的熔点将如何变化:
A. 升高 ;
B. 降低 ;
C. 不变;
D. 不一定 。
题目解答
答案
D. 不一定 。
解析
考查要点:本题主要考查相平衡中压力对单组分系统熔点的影响,涉及克拉佩龙方程的应用及物质相变时体积变化的分析。
解题核心思路:
- 克拉佩龙方程($\frac{dP}{dT} = \frac{\Delta S}{\Delta V}$)是关键,其中$\Delta S$为相变熵变,$\Delta V$为体积变化。
- 熔点变化趋势由$\Delta V$的符号决定:
- 若液态体积大于固态($\Delta V > 0$),压力升高时熔点升高。
- 若液态体积小于固态($\Delta V < 0$),压力升高时熔点降低。
- 不同物质的体积变化不同,例如水的固态(冰)体积大于液态(水),而大多数物质固态体积小于液态,因此熔点变化“不一定”。
关键步骤分析:
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克拉佩龙方程推导:
对于固液相变,$\frac{dP}{dT} = \frac{\Delta S_{\text{熔}}}{\Delta V_{\text{熔}}}$。- $\Delta S_{\text{熔}} > 0$(熔化过程熵增加)。
- $\Delta V_{\text{熔}} = V_{\text{液}} - V_{\text{固}}$,符号由物质性质决定。
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体积变化的两种情况:
- 情况1:若$V_{\text{液}} > V_{\text{固}}$(如大多数物质),则$\Delta V_{\text{熔}} > 0$,$\frac{dP}{dT} > 0$,压力升高时熔点升高。
- 情况2:若$V_{\text{液}} < V_{\text{固}}$(如水),则$\Delta V_{\text{熔}} < 0$,$\frac{dP}{dT} < 0$,压力升高时熔点降低。
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结论:熔点随压力的变化取决于物质的体积变化方向,因此答案为“不一定”。