§14.11 Donnan平衡和聚电解质溶液的渗透压汇总
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一、单项选择题1.一定量的理想气体从始态分别以(1)等温可逆和(2)等温不可逆膨胀至相同的终态,则在如下的关系式中,正确的有W 1>W 22.在263K 和大气压力下,一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰,系统和环境的熵变分别是ΔS <0,ΔS 环>0 3.在一个上有可移动活塞的导热容器中,发生Zn(s)+2HCl(aq )=ZnCl 2(aq )+H 2(g)的反应,压力保持与外压始终相同。
若以反应系统为研究对象,则该过程的Q <0,W <0,ΔU <0 4.下列叙述中不属于状态函数特征的是状态函数均有加和性5.从热力学基本公式可导出V S U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=pS H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂6.从多孔硅胶的强烈吸水性能说明自由水分子的化学势比吸附在硅胶表面的水分子的化学势低 7.卡诺热机的效率<18.已知在298K 和标准压力下,反应C (金刚石)+21O 2(g )=CO (g )的标准摩尔焓变为Δr H m °,该Δr H m °值与焓变相当:CO (g )的标准摩尔生成焓 9.单组分体系定压下能够平衡共存的最大相数为210.在一定的温度和压力下,当化学反应达到平衡时,关系式中不一定正确的是m r H ∆<011.基元反应不可能是 简单反应 12.一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞,今用一金属片焊接在洞外面以堵漏,为了延长铁箱的寿命,选用最好的材料是锌片13.一水平放置的玻璃毛细管,管内放有少量的纯水,在管的左端微微加热,液面将向何方移动向右方移动 14.溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动产生的。
在下列各种现象中不属于溶胶动力性质的是电泳15.用AgNO 3溶液和KI 溶液制备的AgI 溶胶,在AgNO 3略过量的情况下,下列电解质对溶胶聚沉能力最强的是K 3PO 416.当液体的切变速率与切应力的关系为一不通过原点的曲线时,该流体为塑流型 17.二液体组分A 和B 的沸点T A >T B ,两者可形成具有最高恒沸点的体系,恒沸物的组成为E 。
66聚合物溶液的渗透压与Donnan 平衡聚合物分子的大小也在胶体分散体系的范围内,与溶胶粒子一样,其扩散速度较慢,也不能透过半透膜。
但是,聚合物溶液是个热力学稳定系统,它的溶质与溶剂之间没有相界面,完全是个均相系统,因此,Tyndall(丁铎尔)效应较弱,此外,它的粘度要比溶胶大得多,鉴于两者的异同,早期称呼聚合物溶液为亲液溶胶。
本专题试图从聚合物溶液的热力学出发,讨论其渗透压及聚电解质的膜平衡——Donnan(唐南)平衡。
1. 聚合物溶液的热力学∗聚合物溶液的形成可用图66-1所示紧密堆积的晶格模型来表示:r ,则聚合物溶液占据的格胞总数为r N N N 21+=。
现假定溶剂和聚合物都可视为van der Waals 流体,它们都服从van der Waals 状态方程2mm V ab V RT p −−=(66-1) 式中m V 为流体的摩尔体积,2m /V a 为内压力,a 为引力常数,b 为分子的已占体积或排斥体积,其值为分子体积的4倍,b V −m 为摩尔自由体积,即分子的质心能够自由活动的空间, 则由van der Waals 流体的内压力2mi V a V U p T =⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂= (66-2)可得流体分子间的摩尔作用能为m i m m2mm md V p V aV V a U V ===−∫∞ (66-3)∗刘国杰,黑恩成.大学化学,2007,22(4)而由流体的摩尔自由体积b V V −=m f ,m (66-4) 可得f,m m V R b V R T p V S V T =−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂ (66-5) 故流体的摩尔熵为f ,m 0m m 0m ln d V R S V bV RS S +=−+=∫(66-6) 式中0S 为积分常数。
倘若溶剂分子和聚合物分子的链节有相同的大小,均为直径σ的小球,每个格胞的体积为υ,则由式(66-4)可得溶剂(1)的自由体积为131311,f 3π21π32V N N V ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=−=υσσυ (66-7) 式中υ11N V =,是溶剂(1)的体积。
一、单项选择题1.一定量的理想气体从始态分别以(1)等温可逆和(2)等温不可逆膨胀至相同的终态,则在如下的关系式中,正确的有 ( D )A .ΔU 1>ΔU 2B .ΔS 1>ΔS 2C .Q 1>Q 2D .W 1>W 22.在263K 和大气压力下,一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰,系统和环境的熵变分别是 ( B )A .ΔS <0,ΔS 环<0B .ΔS <0,ΔS 环>0C .ΔS >0,ΔS 环<0D .ΔS >0,ΔS 环>03.在一个上有可移动活塞的导热容器中,发生Zn(s)+2HCl(aq )=ZnCl 2(aq )+H 2(g)的反应,压力保持与外压始终相同。
若以反应系统为研究对象,则该过程的 ( A )A .Q <0,W <0,ΔU <0B .Q <0,W=0,ΔU <0C .Q >0,W >0,ΔU >0D .Q=0,W=0,ΔU=04.下列叙述中不属于状态函数特征的是( C )A .系统变化时,状态函数的改变值只由系统的始、终态决定B .系统状态确定后,状态函数的值也确定C .状态函数均有加和性D .经循环过程,状态函数的值不变5.从热力学基本公式可导出VS U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= ( D ) A .T V F ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B .p T G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C .S V U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D .pS H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 6.从多孔硅胶的强烈吸水性能说明自由水分子的化学势比吸附在硅胶表面的水分子的化学势 ( B )A .高B .低C .相等D .不可比较7.卡诺热机的效率 ( B )A .>1B .<1C .=1D .>0,<18.已知在298K 和标准压力下,反应C (金刚石)+21O 2(g )=CO (g )的标准摩尔焓变为Δr H m °,该Δr H m °值与下列哪个焓变相当:( A )A .CO (g )的标准摩尔生成焓B .C (金刚石)的标准摩尔燃烧焓C .C (s )的标准摩尔燃烧焓D .与前述三个都不同9.单组分体系定压下能够平衡共存的最大相数为 AA .2B .3C .4D .510.在一定的温度和压力下,当化学反应达到平衡时,下列关系式中不一定正确的是DA .∑=μνB B B 0B .0G mr =∆ C . Kln RT G m r -=∆ D . m r H ∆<0 11.基元反应不可能是 ( A )A .简单反应B .一级反应C .二级反应D .零级反应12.一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞,今用一金属片焊接在洞外面以堵漏,为了延长铁箱的寿命,选用最好的材料是 ( D )A .铜片B .铁片C .镀锡铁片D .锌片13.一水平放置的玻璃毛细管,管内放有少量的纯水,在管的左端微微加热,液面将向何方移动:( B )A .向左方移动B .向右方移动C .不发生移动D .移动方向不确定14.溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动产生的。