P3178计算氧气转炉钢熔池(受热炉衬为钢水量的10%)中，每氧化0.1%的[Si]使钢水升温的效果。
若氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO •SiO 2（渣量为钢水量的15%），需要加入多少石灰（石灰中有效灰占80%），才能保持碱度不变（0.81kg ）,即;增加的石灰吸热多少?(答案：1092.2kJ)欲保持炉温不变，还须加入矿石多少kg?已知：2229822;97.07kJ/mol r SiO CaO CaO SiO H +=•∆=- 钢的比定压热容p,0.84kJ /(K kg)st C =；炉渣和炉衬的比定压热容p,, 1.23kJ /(K kg)sl fr C =;矿石的固态平均比热容p,ore 1.046kJ /(K kg)C =;矿石熔化潜热fus ore 209.20/H kJ kg ∆=; 2r [Si]2[O](SiO ) ; H -600kJ/mol +=∆≈221r [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi , H 792.792kJ/mol +=∆-∆≈-解： 221[Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi +=∆-硅氧化所产生的化学热不仅使钢水升温，而且也使炉渣、炉衬同时升温。
忽略其他的热损失。
设有钢水质量m st ,根据p,p,p,()st st sl sl fr fr Q c m c m c m t =++∆11p,p,p,p,p,p,11p,p,p,p,p,p,0.1%0.1%0.1% 10%15%(10%15%)0.1%28314= 0.84 1.2310%st st st sl sl fr fr st st sl sl fr fr st st st st sl st fr st st st sl fr m H Qt c m c m c m c m c m c m m H m H c m c m c m m c c c ⨯⨯∆∆==++++⨯⨯∆⨯⨯∆==⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯+- 1.2315% = 24.67 K ⨯-，升温硅的氧化反应是放热反应，所以钢水升温约24.67K 。
方案一：过剩碱度：氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO •SiO 2,即渣中的（CaO ）减少，碱度减小，减少的量是与氧化后SiO 2结合CaO 的量。
所以需要增加石灰，使得碱度不变。
工程碱度：氧化后的SiO 2使得(SiO 2)增多，（CaO ）不变，碱度减小，所以需要增加石灰。
2(CaO)3(SiO )w R w ==(CaO)(CaO)2200(CaO)00(SiO)(SiO)3lim (CaO)0.1%230.1%0.1%5580%=22565104284=1000kg,5kg st CaO Sist st e CaO stSi st m w M w w M R w w m m w w M m M m -⨯-⨯⨯+===⨯⨯=÷⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯如果则新增石灰为。
方案二：[Si]氧化成（SiO 2）,增加的SiO 2量为22SiO SiO 0.1%m st Sim M M ⨯=⨯,根据碱度,要使碱度不变，CaO 需要增加3倍的生成SiO 2量。
则223CaO SiO SiO 0.1%m =3m 80%380%8.03610st st Sim M m M -⨯÷=⨯⨯÷=⨯2229822;97.07kJ/mol r SiO CaO CaO SiO H +=•∆=-氧化热、成渣热、石灰吸热2[Si]11(SiO )222p,p,p,=0.1%= 28.314/kg 0.1%0.1%n =97.07/ 3.4667/kg 0.028/+28.3143.4667=0.84 1.2310% 1.23st st st st st Si st st sl sl fr frQ m H m H m kJ m m Q H H kJ mol m kJ M kg molQ Q t c m c m c m =∆⨯⨯∆⨯⨯=∆⨯∆=⨯=∆=+++⨯+⨯氧化成渣成渣氧化-，放热（-）-，放热--lime ,lim lim 3lime 27.69615%0.90/(K )0.005(T 27.69298)7.185/,=1000kg,T=1873K =7185.p e e st st st K K Q c m t kJ kg m K K m kJ kg m Q kJ ==∆=⨯⨯+-=-，升温吸热当时，欲保持恒温lime ore ,ore M fus p,st M ++m (c (T 298)H c (T 298))=0p Q Q Q +⨯⨯-+∆+⨯-氧化成渣M T 为矿石的熔点。
以Fe2O3为例，熔点M T =1838K=1465℃。
设矿石融化后后，刚好保持体系温度不变。
则：则limeore ,ore M fus p,ore M -3+m c (T 298)H c (T T )28.314 3.46677.185= 1.046(1873298)209.20=9.53910p ststQ Q Q K m m +=-⨯-+∆+⨯---+-⨯⨯-+⨯氧化成渣当m st =1000kg,需加入矿石9.539kg.2(CaO)3(SiO )w R w ==12在298～923K(Al 的熔点）温度范围内，计算Al 2O 3的标准生成吉布斯自由能与温度的关系。
已知298(Al O )231673600 J/mol H =-∆;298(Al O )2328.33 J/K l ()mo S=;298(Al)28.33 J/l)o (K m S =298(O )2205.13 J/l)o (K m S =;233,Al O (s)114.7712.8010 J (/mo )K l p C T -=+⨯3,Al(s)20.6712.3910 J/(K )ol m p C T -=+⨯;解：22332+2Al O Al O =;232,Al O (s),Al(s),O 3228.490.018272p p p p C C C C T=--=- 定积分法：()()()()29829829829829829822228.490.01827167360028.490.01827313.3150.01827313.31528.49ln ln 298167360028.4929829821681278.79528.490.009135TTTp T TTS H C S dTH CpdTTT T dT dT TT T T T T =+=+-=-+-=-+=-+--=-+---=-+-⎰⎰⎰⎰0.1827(298)470.1828.49ln 0.01827T T T -=-+- 21681278.79528.49ln 498.670.009135T T T G H T S T T T T =-=--++不定积分法：298(Al O )2322T 00298; 28.49,0.01827ln 22167300=6/p T c a bT a b b bH H aT T G H aT T T IT H H J mol∆=∆+∆==-=++=--+=-∆-;T=298K 时，求出01681278.795/H J mol =- 将此结果代入（2）式，求出498.67I =202 21681278.79528.49In 0.0091498.67T b G H aTInT T IT T T T T=--+=--++注：定积分法和不定积分法，最好不要混用，调理要清晰，逻辑要顺畅。
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Fe Ox f G ∆。
已知：反应(s)2(g)(s)2(g)FeO H Fe H O +=+在1273K 时的标准平衡常数K =0.668；2H 2(O )2()2()24958051.111H O H O J/ 2mol g g g f G T +=-+=∆解：(s)2(g)(s)12f FeOFe O FeO G +=∆， （1） 22(g)2(g)2(g)1,2f H OH O H O G +=∆ （2） （2）-（1）=（3）得(s)2(g)(s)2(g)=,r FeO H Fe H O G++∆ （3）()222ln 8.3141273ln 0.6684270.18/127324958051.111273184516.97/184516.974270.18188787.15/f H O f FeO r f FeO fH O r r r H O rFeO G G G G G GG RT K J mol G K J mol G J molθ-=∆=-∆=-=-⨯==-+⨯=-=--=-利用吉布斯自由能函数法计算下列反应在1000K 时的f G∆()2()()1Mg O MgO 2l g s +=已知1000K 时的下列数据 物质 -1298J mo /()l K T G H T- 8129/kJ mol H -∆Mg(l) -47.2 0MgO(s) -48.1-601.8物质 -10/m ()J ol K T G H T- 29801/?H H J mol --解：首先，将气态O 2的fef 值换算为参考温度为298K 时的fef ，即222229802980() =()()8656.7212.12 /()1000220.7767 /()T O O T O O G H fef T G H H H T T J mol K J mol K -=---=--⋅=-⋅()()212148.147.2220.7767/()2109.48835/()i i MgO Mg O ifef fef fef fef fef J mol K J mol K ν==--=-----⋅=⋅∑ 1000298601.810001000109.48835 /492311.65 /fT r rG G H T fefJ mol J mol==+=-⨯+⨯=- 注：需要把O 2 在0K 的焓函数fef 换算成参考温度为298K 时的fef 是本题的关键。
另外，计算要准确，过程和结果数据要匹配。
11指出1000K 时，在标准状态下，下述几种氧化物哪一个最容易生成。
已知各氧化物的标准生成吉布斯自由能如下：MnO fG ∆= ()T 36.76384930+- J/mol32O Mn f G ∆= ()T 18.254969640+- J/mol2MnOf G∆= ()T 67.20152300+- J/mol43O Mn f G ∆= ()T 62.3501384900+- J/mol解：2f 2 G222G x y x y r yxM O M O x M O M O y y+=∆+=∆ 比较氧化物生成的难易程度，由反应的rG ∆决定。