冶物化课后习题答案

1、资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢P188下册1试计算高炉中炉气的CO2 为 16%的区域内。总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。CaO3 CaOCO2G 017057714T4. 19lg PCO28908T7.53 开始分解 P 'CO2P总16%126656.20.16 20265 PaPCO2PCO'2202650.2P101325T1082.5K 沸腾时：'P总PCO2PCO'21. 25PCO2PT1198.4K2根据氧势图，求 Fe2O3 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与Fe2O3 分解压的热力学计算值进行

2、比较。P'POO 20.21PO'0.21 101325Pa22P连接“ O”与 PO'10 0.687 点， T=13802沸腾 PO21100T=1460计算： 6Fe2O34Fe3O4 O2G 0586770 34T0. 20lg PO230645.5T17.77开始分解： T开 =1338沸腾： T沸 =14513把 5 10 4 kg 的碳酸钙放在体积为 1.510 3 m3 真空容器内，加热到800，问有多少kg 的碳酸钙未能分解而残留下来。CaO3CaOCO2G 01 7 0 5 7 71 4T4. 1 9精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除 谢谢

3、T=800（ 1073K） lg PCO289087.53TPCO20.169PCO'20.169101.325Pa17124Pa按理想气体处理，分解的CO2 量PVnRTnPV17124 1.5103RT8.314 10730.00288mol则分解的 CaO3 摩尔数为 n0.00288molm100g / mol0.00288mol0.288gm0.510 30.28810 30.21210 3 kg5用空气水汽 3(体以比 )的混合气体去燃烧固体碳。试计算总压为1.01325 105 Pa, 温度为 1127时煤气的组成。 (提示：初始态中 (nO / nH )初 =（ 1+2

4、 0.21 3)/2)设碳过剩下，平衡气相中气体为 COCO2H 2H 2 ON 2独立反应： CCO22COK1PCO2G1016900817T7.19PCO2CO2H 2COH 2 O(g )K 2PCO PH 2O029T.83PH 2P 2G2 34493CO927（ 1200K）：nl K18096191.710217.3K143.41413.80213449329.831200K 21.14ln K 28.31412000.13又空气与水汽的体积比为3， P总101.325Pa ， T=927(nO / nH ) 初 =（ 1+20.213)/2=2.26/2 分压总和方程： pC

5、O2pCOpH 2pH 2OpN21 平衡常数方程： K1PCO2PCO2PCO2 / K1PCO2K 2PCO PH2 OPH 2PCO2PH 2O1 K1 PH2OPH 2 PCO2PCO2PCOK 2K2 PCO精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢 元素的原子摩尔量比恒定方程：nO初nHO初 nO（ pH2 pO 初3）ni 初O初222pnO平nHnO平nO 平（pH 2O2 pCO2）ni 平2O平pCO平pn2n初 = pni 初初2O初HH 2OHpn平 n平 n 平（ 2pH2pH)平ni平H2O2Op2(nO / nH ) 初 =2.26= (nO / nH )平

6、（2 pCOpCOpHO）平22 pH 22pH2 O又 (n / nH )初=0.79 / 2( pN/ pH2O )初=( pN/ ( pH2O+pH)平 (nO / nH ) 平222pN2.37( pH2OpH)平22令： pCOxpH 2OypH2OpH 2K1yyK 2xx+x 2/k 1 +3.37( K1yy)1K 2x(2x 2/k 1xy) /( K1yy)2.26K 2x解得： x0.3946y0.0018所以： pCO0.3946pH2 O0.00183pCO20 . 0 0 3 6pH20.1766pN2=0.4229（三） P3377 将 0.1mol Fe3O4和

7、 0.5mol 的固体碳垃入体积为 3010-3 m3 的真空反应器内，抽去空气后气，加热到 700，进行还原反应： Fe3O44C3Fe4CO 。 试求 1)反应器内的压力； 2)气相组成：3)反应器中未反应残留的碳量。Fe3O44C3Fe4COV3010 3 m3T973KFe3O44CO3Fe4CO2G1041 2011T.82K1 0.400CO2C2COG 016 900817T2.190.9352K 2精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢00pCO2%CO p总由 G1RT ln K1G14RT ln4RT ln2pCO%COp总100%CO4RT ln（）%CO K1

8、0.400100%CO 4(%CO）%CO55.68%CO244.320.56nCO28nCO28nCO244nCO2nCO2 0.4由此可推出： nCO0.2molnCO20 . mol1所以n0.3molPnRT10.38.314 973/ 30 10380895 Pa0.8atmV nCnCOnCO20.3molnCn总nC0.5 0.3 0.2molm 0. 21 2 2g. 48铝真空下还原氧化钙，其反应为6CaO (s)2Al (s)3Ca( g)3CaOAl 2O3 ( s)G659984288.75T（1）如使反应能在 1200进行，需要多大的真空度？（ 2）如采用 1.33P

9、a真空度，求 CaO 为 Al 还原的开始温度，（3）如在同样的真空度（ 1.33Pa）下，将 CaO 的用量减少一半，试估计复杂化合物的形成对还原的作用，此时的反应为：3CaO2 Al ( s)3Ca( g)3Al 2O3 (s) ，G703270261.94T解：（1）GGRT ln PCa3659984288.75T38.314T ln PCa又 T1473代入G0 得： ln PCa6.387PCa0 . 0 0 1atm681 7Pa0 . 5（2）G659984288.75T24.942T ln(1.33/101325)659984569.12T0精品文档资料收集于网络 如有侵权请

10、联系网站删除 谢谢开1159.66 K886.5T（3） 3CaO2 Al ( s)3Ca( g )3Al 2O3 (s)G 703270 26T1. 9GGRT ln PCa3703270261.94T24.942T ln(1.33/101325)70327054T2. 31开1296.69 K1023.5TT1296.691159.66137K (下降）10向装有 FexO 球团的反应管内通入组成为52%H2， 32%CO， 8%H2O 及 8%CO2 的还原气体进行还原，温度为1105K，总压为 1.01325 105 Pa，试求反应管放出的气体的成分。解：FexOH 2xFeH 2OG

11、10179989T.95FexOCOxFeCO2G201788321T.08G10RT ln K1RT ln PH2 OT=1105KPH 2PH2 O0.467PH 2O0.467PH2（1）PH2G20RT ln K 2RT ln PCO2PCOPCO20.555PCO20.555PCO（2）PCOnO)初nCO2nCO)平3281(2(52 8)3nH2nH2O2nH 2PH2OPH 21.5(PCO2 PCO )又 PH2OPH 2PCO2PCO12.5( PCO2PCO )1PCO2PCO0.4结合式（ 1）得PCO0.257PCO20.143又可得到 PH 2 OPH 20.6精品

12、文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢结合式（ 2）得 PH 20.409PH2 O0 . 1 9 111 SiO2 为碳还原，生成的硅溶解于金属铁液中，其浓度为20%， fSi0.333 。试求SiO2开始还原的温度。(SiO2 )2C Si2COG5 7 9 5 1 33 8T3. 1选纯 SiO2 为标准态， aSi 选 1%Si 溶液为标准态aSifSi % Si0.333206.66pCOp ，C 选石墨为标准态GGRT ln a2Si pCO2GRT ln aSi =0aC aSiO2579513383.12T8.314T ln6.660T5795131304.51577.5

13、 K367.3612在高炉内冶炼钒钛磁铁矿石时， 生铁的成分为 0.189%Ti, 0.165%Si,0.4205%V,0.30%Mn,0.155%P,0.0569%S,4.24%C.熔渣成分为 25.53%TiO2, 24.89SiO2, 25.98%CaO,7.60%MgO,15.00%Al 2O3,0.27%V2O5,试计算熔渣中 TiO2 为碳还原的开始温度。TiO2 =0.6,炉缸压力 2.4105 。(TiO 2 )2CTi 2COG 6840983 9T5. 5令 aC1pCO2.37lg fTieTiTi % Ti eTiSi % SieTiMn % Mn eTiP % PeT

14、iS % S eTiC % C 0.013 0.1890.05 0.1650.004 0.30.064 0.1550.11 0.0590.165 4.240.7038fTi 0.198aT if T i% T i0.1980.1890取 100g 渣： nTiO25.530.319 nSiO24.890.41528060225.987.6 015nCaO0.464nMgO560. 1 9 nAl2 O30.14740102n1.53648xT i 2O0.2076aTiO2TiO2xTiO20.6 0.20760.1246G684098395.58T8.314T ln 2.3720.03740

15、120.1246精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢684098T1748.6 K391.2413试求高炉内 1350时，与 TiC (s) 及碳平衡的铁水中钛的溶解度。已知：Ti cTiC (s)G 015363557.53T 。铁水中的含碳量为4.3%，其余组分的浓度小于1%，可以不考虑他们对 eTij 的影响。Ti c TiC ( s)G 0153635 57.53TLgf Ti% C eTic0.165*4.30.7095fTi0.1952在碳饱和的高炉铁水中ac1,令 aTiC1GG 0RTIn1G 0RTInaTi RTIna caTi * acG 0RTInf Ti

16、% Ti ,G 060264015363557.53*16238.314*16 23*ln 0.1952 8.314*1623* In% Ti %Ti 0.059%602648.314*1623*InaTiaTi0.015,% Ti 0.059%15向温度为 1500，含碳量 5.1%的铁水中加入 CaC 2 作炉外脱硫处理。试求脱硫后铁水的最低含硫量，已知： CaC2 S CaS(s) 2 C G 0352794 106.7Tc的标准态为石墨 ， s的标准态为 1%溶液 。CaC2 S CaS( s) 2CG0352794 106.7T选 c的标准态为石墨 , ac1,s的标准态为 1%溶液

17、 ,a s % s fsG08.314*1773* In ac2asas0.000015lgas4.824lg% s fslg % slg fslg fs% sessesc% c0.028%s0.112*5.1% s4.03*106 %第五章 P2352在真空中向Cr18%，Ni9% 的不锈钢吹氧，使含碳量降低到0.02%，而钢液的温度不高于1630，问需用多大的真空度。解：精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除 谢谢4cCr3O44co3Cr G 0934706617.22Tlg fCreCrCr % Cr eCCr %Cr eCNi % Ni 0.003*18 0.0002*9 0.

18、12*0.020.00602fCr0.9862, aCr17.7516lg f cecc% C eCCr % Cr eCNi % Ni 0.2123. 在电fc 0.4733, ac0.00955GG 0RTIn a3Cr * Pco48.314*1903 In 17.75764 * Pco4aC40.009554Pco0.04887P'co0.04887*1013254952Pa弧炉内用不锈钢返回料吹氧冶炼不锈钢时，熔池含有9%Ni 。如吹氧终点碳为 0.03%，而铬保持在 10%，问吹炼应达到多高的温度。解：（同题 2）lg fCreCrCr % Cr eCCr %Cr eCNi

19、% Ni 0.003*100.0002*9 0.12*0.030.0048fCr0.98,aCr9.8lg fcecc% C eCCr % Cr eCNi % Ni 0.1278fc 0.7451,ac0.022354.试计算P'coP934706 617.22T8.314TIn(9.83 ) /(0.022354 )T 2155K钢液中 C 为 0.2%，总压为 1.3 105 Pa，温度为 1600时钢液的平衡氧量。若与之平衡的溶渣含有 FeO12%，FeO =3，试求与熔渣平衡的钢液层的氧量。c oCOG 02236339.63TK 494P总1.3*105 PaPcoP总 /P

20、 1.283% c0.20.5T 1873K , m 0.0025% omPco /% c0.016%5将组成为 4.0%C、0。4%V 、0.25%Si、0.03%P、0.08%S 的生铁进行氧化提钒处理。为使生铁中钒大量氧化，而碳不大量氧化，以获得含氧化钒高的钒渣和半钢液。试求提钒的温度条件。钒渣的成分为25%V2O5（ 20.60%V2O3） ,38%FeO, %16SiO2, 14%TiO2, 0.5%CaO,0.5%MgO, 3%MnO, 2.9%Al2O3, v o = 10-7 。钒的氧化方程式：2 V co1(V O ) C233233精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删

21、除 谢谢G 0218013136.22T。解：2V co1C 3(V2 O3 )3G 0218013136.22TGG 0RTInJJaC * av21/3o3 , av% v fv,avo% v2 o3 fv o, ac% c f c, Pco1av2/3 Pco232 3lg f cecc% cecv% vecSi % SiecP % pecs % s0.14*40.077*0.40.08*0.250.051*0. 030.046*0.080.5544fc3.5843, ac14.3372lg f vevc% vevv% vevSi % SievP % pevs % s0.34*40.01

22、5*0.40.04*0.250.041*0.030.028*0.081.34697fv0.045, av0.018以100 g渣计算n1.2541,V2O30.1439 /1.25410.1147avo% v2 o3 f v o1.147*1082323J(14.3371*0.0002255)/ 0.068680.47080 218013 16.28T 8.314T ( In 0.4708) T 1678K8在 1600用锰托氧，钢液中Mn 的平衡浓度为 0.5%。试计算脱氧产物的组成。解：Mn+(FeO)=(MnO)+FeT=1873KLgK Lg(%MnO)6440 2.95 0.4883

23、(%Mn)(% FeO)T(%MnO)3.0785(% Mn)(% FeO)又因为 (%MnO) (%FeO) 100%Mn 0.5所以 (%FeO)39.4,(%MnO ) 60.6(% MnO)(% FeO)1.549为使温度为 1600、含碳为 0.0625%的钢液氧含量下降到痕迹量（ 0.0008%），需加入多少铝？如改用真空脱氧，需用多大的真空度？解：Al 脱氧： 2AL+3O=Al 2O3(s)精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除 谢谢Lg% Al 2% O36365520.58T与 % O 0.0008平衡的 % Al 3.9310 148.7610 30.00083mA

24、l 8.7610 2 Kg / t又脱氧耗去的 Al的量：%C=0.0625<0.5m=0.0025% O初m * P0.0025 1/ 0.06250.04% c%O=0.04-0.0008=0.0392设 100g钢液，消耗 Al 的量为 m= 2720.0392 0.0441g /100 g 0.441g /1000 g163m'Al0.441Kg / t 钢m=0.529Kg / t钢用真空脱氧C+O=COK=494.1T=1873K%C120.0392 0.0294% O 0.039216%c 平 =0.0331又 %C%O=mPCO%C%O0.0331 0.0008P

25、CO0.0106m0.0025P'0.0106 1013251.074 KPaCO若f cfo1PK%C %Of cfo494.1 0.0331 0.0008 0.0131COP '0.0131 1013251.325KPaCO11将含 C0.15% 及O0.016% 的钢液送入真空室进行真空处理。真空度为1013.25Pa。温度为 1600。试问钢液最终的碳和氧量是多少？解：精品文档资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢c ocoT1873K , K 0494.1K 0pCOf o%C%O fcfcf1, pCO1013.25/1013250.01%C%O=/ K00.01

26、/ 494.12.024 105pCO对c oco12 16x yx= %C y= %Oy= 164或x3xxy1234(0.153 y)(0.016y)2.024 10 54y 0.015855%O终0.016y1.45 10 4%c终0.150.75y0.13816炼钢渣和钢液间硫的分配比用以下经验式计算Ls(%S)0.5 2.25(nFeO2nFe2O3) 4nCaO'2.5nMnO1 。式中符号意义见第六节。 试用之计%SnFeO2nFe O23算 1600与下列组成的熔渣平衡的钢液的硫量。 熔渣成分：19.7%SiO2， 43.0%CaO, 4.3%Fe2O3,10.3%FeO, 12.6%MnO, 2.6%P O ,5.4%MgO, 0.10%S.25nSiO220.1/ 600.335nCaO43.88 / 560.78nFe2 O34.3/1800.0274nFeO0.146nMn0.181nP2 O50.0187nMgO0.1378ns0.00325n'n2