钢铁冶金期末复习

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1、习题精选A重点习题*1．用Si热法还原MgO，即Si(s)+2MgO(s)=2Mg(s)+SiO2(s)的标准吉布斯自由能与温度的关系为：(523000-211.71T)J·mol-1，试计算：（1）在标准状态下还原温度；（2）若欲使还原温度降到1473K，需创造什么条件？（答案：（1）2470K；（2））B一般习题1．在298～932K（Al的熔点）温度范围内，计算Al2O3的标准生成吉布斯自由能与温度的关系。已知2．利用气相与凝聚相平衡法求1273K时FeO的标准生成吉布斯自由能。已知:反应在1273K时的标准平衡常数(答案:)4.

2、已知在460～1200K温度范围内，下列两反应的与T的关系式如下3Fe(s)+C(s)=Fe3C(s)=(26670-24.33T)J·mol-1C(s)+CO2=2CO=(162600-167.62T)J·mol-1问:将铁放在含有CO220％、CO75％、其余为氮气的混合气体中，在总压为202.65kPa、温度为900℃的条件下，有无Fe3C生成？若要使Fe3C生成，总压需多少？（答案：不能生成Fe3C;p总>973.73kPa）5.计算反应ZrO2(s)=Zr(s)+O2在1727℃时的标准平衡常数及平衡氧分压。指出1727℃时纯

3、ZrO2坩埚在1.3×10－3Pa真空下能否分解，设真空体系中含有21％的O2。已知ZrO2(s)=Zr(s)+O2(g),J·mol-1(答案：，ZrO2不会分解)6.在600℃下用碳还原FeO制取铁，求反应体系中允许的最大压力。已知FeO(s)=Fe(s)+O2(g)J·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)J·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)(-223400-175.30T)J×mol–1（答案：最大压力为20265Pa）2冶金熔体铁溶液●两个基本定律（☉拉乌尔、☉亨利）●活度及其三个标准态[☉三个活度的定义、

4、☉三个活度（3个）及活度系数的关系（☉11个）●瓦格纳方程●规则溶液（☉混合自由能与超额自由能、☉定义、☉性质（a.焓、熵、自由能、超额自由能;b.α函数）渣溶液●熔渣的基本性质：☉碱度（一般、过剩碱、光学碱度）、☉氧化还原性（氧化铁折合成亚铁-2、氧化亚铁的氧化还原反应）●熔渣理论模型（☉分子、☉离子理论）*2.Fe—Si溶液与纯固态SiO2平衡，平衡氧分压=8.26×10-9Pa。试求1600℃时[Si]在以下不同标准态时的活度。(1)纯固态硅(2)纯液态硅(3)亨利标准态(4)w[Si]=1%溶液标准态，已知Si(s)+O2(g)

5、=SiO2(s)DfGq=（－902070+173.64T）Jmol-1=1410℃，=50626Jmol-1，=0.00116，MFe=55.85kg×mol-1，MSi=28.09kg×mol-1解：根据以上条件，求不同标准态的活度如下：（1）纯固态Si为标准态对反应，对应的是纯固态Si为标准态，所以而所以1873K，。计算得（1）纯液态Si为标准态（1）-（2）得1873K，计算得（2）在1873K时，由得（4）由所以*3.高炉渣中（SiO2）与生铁中的[Si]可发生下述反应（SiO2）+[Si]=2SiO(g)问：1800K上述

6、反应达到平衡时，SiO的分压可达多少Pa?已知渣中（SiO2）活度为0.09。生铁中w[C]=4.1%，w[Si]=0.9%，=0.109，=0.18，Si(l)+SiO2(s)=2SiO(g)DrGq=（633000－299.8T）Jmol-1Si(l)=[Si]DsolGq=（－131500－17.24T）Jmol-1解：对反应，由已知条件又由等温方程式，，代入1800K，得又由所以*4.高炉冶炼含钒矿石时，渣中（VO）被碳还原的反应为（VO）+2C(s)=[V]+2CO设=100kPa，生铁中含有=0.45%，=4.0%，=0.8

7、%，渣中（VO）的摩尔分数为=0.001528。计算1500℃时，与此生铁平衡的渣中（VO）的活度及活度系数。已知：C(s)+O2=CODfGq=（－114390－85.77T）Jmol-1V(s)+O2=VO(s)DfGq=（－424700+80.0T）Jmol-1V(s)=[V]1%DsolGq=（－20700－45.6T）Jmol-1=－0.34，=0.042，=0.015（答案：=6.7×10-5，=0.044）*5.设Fe-Al液态合金为正规溶液，合金中铝的过剩偏摩尔混合吉布斯自由能在1600℃时可用下式表示：=-53974+

8、93094Jmol-1纯液态铁的蒸气压与温度的关系如下式表示：试求1600℃时铁的摩尔分数xFe=0.6的合金中铁的蒸气压。*6.已知炉渣的组成如下：组元CaOSiO2Al2O3MnOMgOFeOP2O54