状態図の融解曲線・蒸気圧曲線・昇華圧曲線の意味と、三重点・臨界点・超臨界流体の用語を答えられ、水と二酸化炭素の状態図の特徴（水の融解曲線は右下がり、ドライアイスは常圧で昇華する）を判断できる
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横軸に温度、縦軸に圧力をとり、ある温度・圧力で物質が固体・液体・気体のどの状態にあるかを示したグラフを状態図といいます。この技能では、状態図の 3 本の曲線（融解曲線・蒸気圧曲線・昇華圧曲線）の意味と、三重点・臨界点・超臨界流体という用語を理解し、水と二酸化炭素の状態図の特徴を判断できるようになります。状態図についての記述の正誤や、用語を問う問題で使います。
前の技能で学んだ蒸気圧曲線は、液体と気体が共存する（気液平衡になる）温度と圧力の組を結んだ曲線でした。その圧力を外圧とみれば、曲線上の温度がその外圧での沸点です。同じように、固体と液体が共存する温度・圧力の組を結んだ曲線を融解曲線、固体と気体が共存する温度・圧力の組を結んだ曲線を昇華圧曲線といいます。この 3 本の曲線によって、状態図は固体の領域・液体の領域・気体の領域に分けられます。ある温度・圧力の点がどの領域にあるかで、その条件での物質の状態がわかります。一般に、低温・高圧側が固体、高温・低圧側が気体、その間が液体です。
3 本の曲線が 1 点で交わる点を三重点といい、この温度・圧力では固体・液体・気体の 3 つが共存します。三重点より低い圧力では液体の領域がなく、固体を加熱すると液体を経ずに直接気体になります（昇華）。また、蒸気圧曲線は高温側の臨界点で途切れます。臨界点より高い温度・圧力では、液体と気体の区別がつかなくなり、この状態の物質を超臨界流体といいます。
水と二酸化炭素では次の特徴があります。水の融解曲線は右下がり（左上がり）で、圧力を高くすると氷の融点はわずかに下がります。これは、氷が液体の水よりすき間の多い構造をもち、同じ質量で体積が大きいので、圧力を加えると体積の小さい液体の側に変わりやすいためです（多くの物質では融解曲線は右上がり）。水の三重点の圧力（約 ）は大気圧 よりずっと低いので、大気圧のもとで氷は融解して水になります。一方、二酸化炭素の三重点の圧力は約 で大気圧より高いので、大気圧のもとでは液体の領域を通らず、固体（ドライアイス）は直接気体に昇華します。
記述に出てくる曲線・点が何を表すかを確認する：融解曲線は固体と液体、蒸気圧曲線は液体と気体、昇華圧曲線は固体と気体が共存する条件
三重点の記述なら、3 本の曲線の交点で固体・液体・気体が共存する点であること、三重点より低い圧力では液体が存在しないことと照らし合わせる
臨界点の記述なら、蒸気圧曲線の高温側の端であり、それより高い温度・圧力では液体と気体の区別がない超臨界流体になることと照らし合わせる
水についての記述なら、融解曲線が右下がりで圧力を上げると融点が下がることを、二酸化炭素についての記述なら、三重点の圧力が大気圧より高くドライアイスが常圧で昇華することを確かめる
選択肢ごとに正誤を決め、問われているものを選ぶ
物質の状態図に関する記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 三重点の温度と圧力では、固体・液体・気体の 3 つの状態が共存する。
イ 水の融解曲線は右上がりなので、圧力を高くすると氷の融点は高くなる。
ウ 二酸化炭素の三重点の圧力は大気圧より低いので、大気圧のもとでドライアイスを加熱すると、融解して液体になる。
エ 臨界点より高い温度・圧力では、物質は固体として存在する。
ア：手順2より、三重点は融解曲線・蒸気圧曲線・昇華圧曲線の交点で、固体・液体・気体の 3 つが共存する。正しい。
イ：手順4より、水の融解曲線は右下がりで、圧力を高くすると氷の融点は下がる。誤り。
ウ：手順4より、二酸化炭素の三重点の圧力（約 ）は大気圧より高い。大気圧では液体の領域を通らないので、ドライアイスは昇華して直接気体になる。誤り。
エ：手順3より、臨界点より高い温度・圧力では、液体と気体の区別がない超臨界流体になる。固体ではないので、誤り。
よって、正しいものはア。
答え: ア
水の融解曲線も、多くの物質と同じように右上がりだと考えてしまう誤り。正しくは、氷は液体の水より体積が大きい（密度が小さい）ので、水の融解曲線は右下がりで、圧力を高くすると氷の融点は よりわずかに下がる。
ドライアイスが常圧で昇華するのは、二酸化炭素の三重点の圧力が大気圧より低いからだと考えてしまう誤り。正しくは、三重点の圧力（約 ）が大気圧 より高いので、大気圧では液体の領域がなく、固体から直接気体になる。
蒸気圧曲線と昇華圧曲線、融解曲線の意味を取り違える誤り。正しくは、蒸気圧曲線は液体と気体、昇華圧曲線は固体と気体、融解曲線は固体と液体が共存する温度と圧力の組を表す。
臨界点より高い温度・圧力でも、圧力をさらに上げれば気体を液体にできると考えてしまう誤り。正しくは、臨界点より高い温度では、どれだけ圧力を上げても液体と気体の境目（凝縮）は現れず、物質は超臨界流体として存在する。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
純物質の状態図は、温度を横軸、圧力を縦軸にとり、その温度・圧力で固体・液体・気体のどの状態が安定かを示したものである。状態図には、固体と液体の境界を表す融解曲線、液体と気体の境界を表す蒸気圧曲線、固体と気体の境界を表す昇華圧曲線の 3 本の曲線があり、これら 3 本の曲線は 1 つの点で交わる。
この交点の温度・圧力では、固体・液体・気体の 3 つの状態が同時に共存し、平衡状態にある。たとえば水では、この点の圧力は約 であり、これより低い圧力のもとで氷を加熱すると、氷は液体の水にならずに直接水蒸気に変化する。
状態図における、この 3 本の曲線の交点を何というか。漢字で答えよ。
純物質の状態図（温度を横軸、圧力を縦軸にとり、固体・液体・気体のどの状態が安定かを示した図）では、液体と気体の境界を表す蒸気圧曲線は、高温・高圧側のある点で途切れている。この点の温度・圧力より高い温度・圧力では、液体と気体の区別がつかなくなる。
蒸気圧曲線の高温・高圧側の端にあたるこの点を何というか。漢字で答えよ。
純物質の状態図（横軸に温度、縦軸に圧力をとり、各温度・圧力でどの状態が安定かを示した図）には、固体と液体の境界を表す融解曲線、液体と気体の境界を表す蒸気圧曲線、固体と気体の境界を表す昇華圧曲線の 3 本の曲線がある。この 3 本の曲線は 1 つの点で交わっており、その点の温度・圧力では、固体・液体・気体の 3 つの状態が同時に共存して平衡状態にある。
このように 3 本の曲線が交わり、固体・液体・気体が共存する点を何というか。漢字で答えよ。