Question

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；纵坐标表示温度，由下至上，温度逐渐升高。T₁时，点a是B在A中的饱和溶液的组成，点b是A在B中的饱和溶液的组成（T₂时，相应为点c、点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（不饱和溶液）。某些物质，如H₂O和（C₂H₅）₃N、C₃H₅（_OH）₃和间甲基苯胺（CH₃C₆H₄NH₂）有低的临界温度（见图2）。请根据上述事实，回答下列问题：
（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。

Answer 1

（1）两物质在彼此中的溶解度都是随着温度的升高而增大，所以当温度升高到一定值时，A和B两种物质能达到完全互溶。
（2）某些物质的混合物，如H₂O和（C₂H₅）₃N、C₃H₅（OH）₃和间甲基苯胺（CH₃C₆H₄NH₂）的混合物存在低的临界温度的原因是：它们在较低温度时能形成分子间氢键，氢键的形成使两物质在彼此中的溶解度增大，到一定程度时，两物质之间便能够互溶。

（若画为1个H₂O和2个（C₂H₅）₃N分子形成氢键也可）

【试题分析】
（1）分析图1，左边的曲线可以看作B在A中的溶解度曲线，表明随着温度的升高，B在A中的溶解度逐渐增大；右边的曲线可以看作A在B中的溶解度曲线，表明随着温度的升高，A在B中的溶解度逐渐增大。因此，当温度升高到一定值时，A与B必然混溶，所以图1中出现T₃。
（2）H₂O和（C₂H₅）₃N、C₃H₅（OH）₃和间甲基苯胺（CH₃C₆H₄NH₂）分别混合时，在较低温度下，分子之间会形成氢键。随着温度的升高，分子间的氢键逐步被破坏，而导致分子之间的作用力逐渐减小，因此相互之间的溶解能力逐渐减弱。温度降低时，有利于氢键的形成，当温度降低到一定程度时，分子间的氢键的形成也达到一定的程度，即分子之间的作用力大到一定程度，使得两种物质之间能够混溶，即出现临界温度。