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    A和B两种物质互相溶解的关系如图1所示，横坐标表示体系的总组成，纵坐标为温度，由下至上，温度逐渐升高。T1时a是B在A中的饱和溶液的组成，b是A在B中的饱和溶液的组成（T2时相应为c、d）。T3为临界温度，此时A和B完全互溶。图中曲线内为两相，曲线外为一相（不饱和液）。某些物质如H2O和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和间-CH3C6H4NH2有低的临界温度（见示意图2）。请根据上述事实，回答下列问题：

         T3

         T2       c       d

     

         T1        a            b

     

                                       18.5° C

    A 100% 80% 60% 40% 20% 0%      H2O         (C2H5)3N

       0% 20% 40% 60% 80% 100% B

                   图 1                       图 2

    2-1 解释图1中T3存在的原因。

    2-2 说明图2所示的两对物质存在低的临界温度的原因。

    2-3 描述图2所示的两对物质的互溶过程。

    2-1物质的溶解度通常随着温度的升高而增大，所以在一定的温度下，A和B两种物质能达到完全互溶。                                                 （2分）

    2-2 某些物质如H2O和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和间-CH3C6H4NH2存在低的临界温度的原因是它们在较低温度能形成分子间氢键，然而，随着温度的升高，分子间氢键破裂，所以溶解度反而减小。                                                 (4分)

    2-3

         (2分)

        (若画为1个H2O和2个(C2H5)3N分子形成氢键也给2分)

    (2分)

         (氢键位置不同、生成1、2、3个氢键或其它合理答案均给分)


    解析:

    此题的信息是图形，可称为图形题。考察参赛者对用图传递的信息理解加工的能力。参赛者首先应抓住试题的主题——两种溶剂的互溶性；然后要浮现中学化学中关于溶解性的一般性问题——为什么有的溶剂能够互溶，有的却不能？其次要回忆中学化学中有关温度对溶解度影响的一般原理。若颠倒了思考的顺序，思路就会乱。中学化学有“相似者相溶”的说法，即分子间作用力的性质相近大小也相近的溶剂会相互溶解。性质相近和大小相近也有个顺序。性质相近才能再考虑大小是否相近。性质不相近就不必再考虑大小是否相近。图1和2给出了溶解性与温度关系相反的信息，应归咎于两者分子间力性质不同。题面给出图2溶剂的实例，倒过来告诉我们图1的溶剂不具有这种性质，即表明图1是通例，图2是特例，因此参赛者需首先分析图2特例具有什么特殊的分子间作用力，于是就找到了解题的关键——氢键。

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    物质

    化学式

    熔点：℃

    沸点：℃

    密度：g·cm-3

    溶解性

    甲

    C3H6O2

    -98

    47.5

    0.93

    溶于水和有机溶剂

    乙

    C4H8O2

    -84

    77

    0.90

    溶于水和有机溶剂

    据此，将甲和乙互相分离的最佳方法是

    A. 萃取          B. 过滤         C. 蒸馏            D. 洗气

     

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    （1）解释图1中T3存在的原因。
    （2）说明图2所示的两对物质存在低的临界温度的原因。

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    物质

    化学式

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    沸点：℃

    密度：g·cm-3

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    C3H6O2

    -98

    47.5

    0.93

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    乙

    C4H8O2

    -84

    77

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    		沸点：℃
    		密度：g·cm-3
    		溶解性
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    		-98
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    		0.93
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    		-84
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