(溶液的)活度，溶液的标准态，
』(活度的相互作用系数)，(元素的)标
准溶解吉布斯自由能，理想溶液，化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能。 二、 其它
1、在热力学计算中常涉及到实际溶液中某组分的蒸汽压问题。当以纯物质 为标准态时，组分的蒸汽压可表示为 ___________ ；当以质量
1%溶液为标准态
时，组分的蒸汽压可表示为 __________ ； 前两种标准态组分的活度之比为— ___ 。
2、反应 MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，:G - =268650-158.4T J moi 一，在标准 状态下能进行的最低温度为 ____________ K。该反应为(填“吸或放” ) __________
热反应。当T=991K，总压为101325Pa时，该反应
(填“能 或否”向正方向进行；在991K时，若要该反应达到化
)
学平衡的状态， 其气相总 压应为 Pa
；若气相的CO分压为2 105 Pa，则开始还原温度为_
_______ 。
反应 MnO(s)+C(s)=Mn(S)+CO(g)，.:G 二=268650 -158 .4TJ mol ‘ ,在标准状态下 能进行的最低温度为 _________________ 。
3、 理想溶液是具有 _______________________________________________ ___________ 性质的溶液；理想溶液形成时，体积变化为 _________ ，焓变化为— ___________ 。实际溶液与理想溶液的偏差可用 _________________ _________ 参数来衡量。
4. 判断冶金生产中的化学反应能否向预想的方向进行，在等温、等压下用 _______ 热力学函数的变化值；若该反应在绝热过程中进行，则应该用 ___________ 函数的变化值来判断反应进行的方向。
5 .冶金生产中计算合金熔体中杂质元素的活度常选的标准态是 _________
。对高炉铁液中
[C]，当选纯物质为 标准态时，其活度为 ，这是因为 。
6 .物质溶解的标准吉布斯自由能是指 _______________________________ ___________________________ ； 纯物质为标准态时，标准溶解吉布斯自由能为
。
d l n K . •: H
( ---------- )p = ------------------ 2~ dT RT来讨论化学反应的热效应对反应
7.热力学中，利用关系式
的影响。当化学反应为吸热时，随着反应温度的升高，平衡常数K的变化趋势为 _________ ，对化学反应的正反应方向 __________ (填“有利”或“不利” 8在1873K时，Fe-C系内碳的溶解反应为C(石)=[C]，其[C]的活度为a®， 则平衡常数表示为 _________ ，当碳的溶解达饱和时，其平衡常数为 __________ ， 此时溶解过程的吉布斯自由能变化值为 __________ ( J)
9•在1813K时铁液中有反应[C]+ CO 2 =2CO其平衡常数表示为 ___________ ， 当铁液中的碳含量为1.5%时，其平衡常数的值为420。若铁液中的碳含量达到饱 和时，其平衡常数的值为 _________ ，该反应在 1813K的厶G日等于 _________ (J)。
10、 反应 FeO(s)+CO=Fe(s)+CO2 为可逆反应，其• :G — -22880 24.26T J.mol -1 , 则1173K时反应的平衡常数K等于 ____________ 。该反应的热效应近似为— __________ ( J )。
)。
11. 恒温、恒压下，判断冶金过程能否进行用 ___________ 热力学函数，在 _______________ 条件下，可用该参数的标准状态变化量来判断化学过程能 否进行。
12、某反应中的一反应物 473K时有45%分解，在573K时有95%分解，
则
此反应为 __________________ 。(填“放热”或
“吸热”)
2
13•已知某一气相反应 A(g)負手 B(g)+C(g)在 298K 时，k1=0.21s-1，k2=5X k
10-9s-1，则该反应在298K时的平衡常数为 ___________ ，该反应的标准吉布斯自 由能的变化为 ___________ J。 14.
应可表示为
钢液中的氧与纯氧化铁渣间的反FeO(l)=[O]+Fe(l)，在1873K时
的平衡常数为0.23,则此时钢液中的氧含量为 _______________ ; 保持温度不变， 将上述的纯氧化铁渣换为非纯氧化铁渣，此时反应的平衡常数为 ______________ _ 。
15. 反应 2FeO (s) SiO2(s) =2FeO SiO2(l), 2爲)=(55850 - 40 .58T)J mol ';
2FeO (s) SiO2(s) =2FeO SiO 2 (s), . ： rG m(2)=(—36200 - 21 .09T)J mol -，则熔化
过程FeO SiO2 (s) = FeO SiO 2(l)的A2估(3)与温度的关系式为 ____________________ _________________ ,计算的理论依据是 ___________________________________ _________ ，标态下的熔化温度为 ___________ ( 16. 4[C]+(Cr3O4)=3[Cr]+4CO _G^ = 934706 -617 .22T 标态下反应的方向是 _________________ ,
K)o
J.mo「1 ,在 1500 C,
该反应是 __________ (填“吸热” 或
“放热”)，采用真空操作时，对反应的影响是 _______________ 。 17、 反应FeO (s) CO = Fe(s) CO 2 ,在1100°C时的平衡常数为0.333 ,则该 温度时反应的标准吉布斯自由能为 __________ ( J) O保持温度不变，若将 产物CO 2减少，其反应的平衡常数为 _____________ ，若增加 CO 2的量，其 反应的平衡常数为 __________ 。降温到 1000 C时测得平衡常数为0.351 , 则该反应为(填“吸”或“放” ) ____________ 热。
18、 ____________________________________________________________ 活度的标准态是指 ________________________________________________________ —;冶金中通常采用活度标准态的三种形式是 __________________________ 、 _______________________ 和 _______________________ 。
19、 在研究钢铁冶金熔体的物化性质时， 选择熔体中组元活度的方法通常是： 铁液中溶解的合金和杂质以 _______________ 为标态， 溶剂铁以 _____________ —为标态，碳溶解在铁液中达到饱和时，选纯物质为标准态其活度等于 _________
20、 反应 CrCl 2 ' H 2 = Cr (s) 2HCI (g)，在 1073K 时.：G — 58835 KJ / mol ,
在此温度和一定的气相成分下 △ G=-125.92KJ/mol,若要判断该反应在该条件 下能否进行，用函数 ________ ，该反应在该条件下 _________ (填“能” 或“否”)进行。
21、 铁基合金液中元素的相互作用系数(eij)反应了元素j的加入对i组元活度
2FeO (s) SiO2(s) =2FeO SiO 2 (s), . ： rG m(2)=(—36200 - 21 .09T)J mol -，则熔化
系数的作用，若e/ >0，说明 ____________________________________________ ; 若e/ < 0，说明 _____________________________________________ 。
22、冶金中计算一个化学反应过程的焓变、吉布斯自由能变化、熵变的数值 时均可用代数组合法得到，其理论依据是 _______________________________
冶金中，计算一个复杂化学反应过程的也G日与温度的二项式，通常采用 ________ ___________________________________ 方法，其理论依据是 __________________ ___________________________ 。
1
23、1000K，反应 co(g) + —02(g) = CO 2(g)的平衡常数为 1.659 io10 ,反应
2
C(s) CO^2CO(g)的平衡 常数为 1.719,贝
U
反应CO2(g)
1
C(s)+—02(g) =C0 (g)
2
1
=C0 (g)+—02(g)的平衡常数为 _______________ ，反应
2
的平衡常数为_______ 。
24、铁液中硅的浓度为X[S] =0.2，1 Si =0.03，1873K时被氧气(p°=105Pa)氧化 的反应为：
2
[Si]+O2=SiO2(s)，该铁液中硅的活度等于 ___________________ ，氧化反应的 △ G等于________ (J),反应 ____________ (填“能”或“否”)自发进行。 25、 在1873K时，Fe-C系内碳的溶解度 W[C]=5.5%，其溶解反应为C(石)=[C]。 若[C]选择纯液态物质为标准态，其溶解过程的平衡常数为 _________ ，加入硅 W[Si]=0.5%后，仍保持1873K，纯液态物质为标准态，体系内碳的溶解平衡常数 为 _________ ，溶解过程的标准吉布斯自由能变化值为 _________ ( J)。 26、 用等温方程讨论冶金中化学反应在等温、等压下能否进行。 问：(1)写出等温方程式。(2)说明方程中的参数联系了哪些状态
27、 什么是物质的标准溶解吉布斯自由能？纯物质标准态的标准溶解吉布斯 自
由能的表示及数值为何？
28、 某组元B溶解在溶液中形成饱和溶液，当以纯物质为标态时，组元
的活度为1，为什么？
29、 若要计算某温度时反应[C]+ CO 2 =2CO的标准吉布斯自由能变化([C]
以1%为标准态)，至少需要查找哪些基础数据？
30、若反应为 SiO2(s) 2C(石)=[Si] 2CO (g)
B
铁液中硅的活度为0.1(质量1%容液标准态)，体系总压为10 5 Pa，试计算开始 反应的温度。已知：2C( 石)=2CO
- -228800 -171 .54 TJ / mol
[Si] O2 = SiO2(S) ：：G^ - -814850
215 .25TJ / mol
31、已知氧在熔渣和铁液间的反应为：(FeO) =[O]+[Fe]。 在1873K时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量分数为
0.211%，与组分为
n(CaO ) =0.700, n (SiO 2) = 0.663 , n(MgO )= 0.064 , n(FeO) =0.258 的熔渣平衡的
铁液的氧的质量分数为0.048%。试计算熔渣中FeO的活度及活度系数。 32、 M (L) - O 2 =MO2()
S
厶 ； [ M ] ■ O 2 =MO2(S) 厶 G2\"。
问：PF和飞2二是否相等？为什么？若使，应满足的条件是什
么？
P
33、冶金实验过程中，1600C有还原剂H2时，气相中 丄丝=10-，问1873K PH 2
时，用刚玉坩埚会产生多少PAlO(g)?
2
已知刚玉坩埚与H 2的反应方程式：
AI2O3(S) 2H 2(g)二 Al 2O(g) 2H 2O(g) . ：G =990770 - 266 .65T J.mol -1
34、冶金实验过程中，1600r有还原剂H2存在时，气相中
时，用石英坩埚做实验，气相中会产生多大的
PsiO(g)
P H2O
=10〜，问
1873K PH 2
已知石英坩埚与H2反应式: T>1473K SiO2(S) H2(g) =SiO(g) H2O(g)
= 529280 - 181 .78T J.mol '
35.在冶炼铜、铅、锌的废气中含有大量的 利用，可将SO2作为硫酸的原料
1
S2(g)
SO2， 为防止大气污染和进行综合
中反应的关键步骤为
°
22(g)
3(g)
° -S°，试问
727C时，以上反应在下列条件下向哪个方向进
行？
PSO
SO 2
10132.5 Pa PO =10132.5 Pa
O2
P
SO3
=101.325 pa
e
已知
e
U f GSO2 = -362300 ■■ 72.0 T ( J)
二 f
=-456900
160.5 T (J)
P =101325 Pa
36. 将含w[C] = 3.8 %、w[Si] = 1.0 %的铁水兑入转炉中，在1250E下吹氧炼 钢，假定气体物质的压力为lOOkPa,生成的SiO2为纯物质，试问当铁水中]C」 和[Si]均以1 %溶液为标准态时，铁水中哪个元素先氧化?
C
Si
Si
已知 eC =0. 14, eC =0. 08, eSi =0. 11,
1
CO
(S) 2 =CO
2 Si(s) O 2二
eSi
C
=0. 18
厶 fGCO = (-117990-84.35T) J/mol
SiO
1%
Sa (
=(-907100+ 175.73T) J/mol
-sol
C
— [ C ]
( S)
G
[C ]%
(22594 - 42.26T) J/mol
Si(S 广[Si]
A G日 — (-131500-17.24T) J/mol
—sol [ Si]% —
37、在下述条件：温度
\"873 K ;熔渣成分组成如表1。测得与此熔渣平衡
的钢液中的氧浓度为W[O]% = 0.058，氧在钢液中的溶解属于稀溶液。
lg K = —
6320 +2.734
已知： (FeO)=[O]+Fe(l)
T
FeO的活度及活度系数
SiO2 0.322 P2O5 0.015 刀n 1.765 试根据实际测定的钢液中氧浓度，计算熔渣中
表1熔渣中各组分的摩尔量
组分 nB FeO 0.167 MnO 0.125 CaO 0.762 MgO 0.374 已知在460〜1200K温度范围内，下列两反应的 'G：与温度的关系如下:
3 Fe
(S)
■ C(s)= Fe3C ( S)
- r
G m,1 = (26670-24.33T) J/mol
c(s) CO=2CO
2
：2
启2 = (162600-167.62T) J/mol
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900T的条件下，有无FesC生成？若要使FesC生成，总压需 多少？
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