P188下册1．试计算高炉中炉气的2CO 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。

32CaO CaO CO =+0170577144.19G T ∆=-28908lg 7.53CO P T=-+ ① 开始分解2'16%126656.20.1620265CO P P Pa =⨯=⨯=总22'202650.2101325COCO P P P θ∴===1082.5T K = ② 沸腾时：2'CO PP =总22'1.25CO CO P PPθ==1198.4T K =2．根据氧势图，求23Fe O 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与23Fe O 分解压的热力学计算值进行比较。

22'0.21O O P P P θ==2'0.21101325O P Pa =⨯连接“O ”与2'0.68710O P -=点，T=1380℃ 沸腾20110O P == T=1460℃ 计算：2334264Fe O Fe O O =+0586770340.20G T ∆=-230645.5lg 17.77O P T=-+ 开始分解：T 开=1338℃ 沸腾：T 沸=1451℃3．把4510kg -⨯的碳酸钙放在体积为31.510-⨯3m 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。

32CaO CaO CO =+0170577144.19G T ∆=-T=800℃（1073K ）28908lg 7.53CO P T=-+20.169CO P =2'0.169101.32517124CO P Pa Pa ∴=⨯=按理想气体处理，分解的2CO 量PV nRT =317124 1.5100.002888.3141073PV n mol RT -⨯⨯⇒===⨯ 则分解的3CaO 摩尔数为0.00288n mol =100/0.002880.288m g mol mol g =⨯= 3330.5100.288100.21210m kg ---∆=⨯-⨯=⨯5． 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51.0132510⨯Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。

(提示：初始态中(/)O H n n ⨯⨯初=（1+20.213)/2) 设碳过剩下，平衡气相中气体为2222CO CO H H O N ++++独立反应：22C CO CO +=221COCO P K P =01169008177.19G T ∆=- 222()CO H CO H O g +=+2222CO H O H CO P P K P P =023449329.83G T ∆=-927℃（1200K ）：11690817.19120l n 3.78.314120K -+⨯==⨯143.41K =23449329.831200ln 0.138.3141200K -+⨯==⨯2 1.14K =又空气与水汽的体积比为3，101.325P Pa =总，T=927℃(/)O H n n ⨯⨯初=（1+20.213)/2=2.26/2① 分压总和方程：22221CO CO H H O N p p p p p ++++=② 平衡常数方程：221CO CO P K P =221/CO CO P P K ⇒=2222CO H O H CO P P K P P =222221221H O H OCO H CO CO COP P P K P P P K K P ⇒=⋅⋅=③ 元素的原子摩尔量比恒定方程：2222O O H O H O O n n n p p ==+⨯∑２i 初初初初初n ＋２（3）p2222H O CO CO O H O O O n n n n p p p ==+⨯∑２i 平平平Ｃ平Ｃ平平n＋２＋（＋）p222H H O H O n n p =∑i 初初初初n=２p2222)H O H H O n n n p p ==+⨯∑２i 平Ｈ平平Ｈ平平n２＋２（2p(/)(/)O H O H n n n n 平初=2.26=222222CO CO H O H O H p p p p p =+平＋＋（）２又22222(/)0.79/2((/))H N H O N H O H O H n n p p p p p n n ⨯=２Ｎ平平初初=３/２)=(/２(+)2222.37(N H O H p p p =+平)令：CO p x =2H O p y =2212H O H K yp p y K x+=⋅+ 1212)1(2)/() 2.26K yy K xK yx y y K x⋅+=++⋅+=2121x+x /k +3.37(x /k解得：0.3946x =0.0018y =所以：0.3946CO p =20.00183H O p =20.0036CO p =20.1766H p =2N p =0.4229（三）P3377将0.1mol 34Fe O 和0.5mol 的固体碳垃入体积为-333010m ⨯的真空反应器内， 抽去空气后气，加热到700℃，进行还原反应： 34434Fe O C Fe CO +=+。

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。

34434Fe O C Fe CO +=+333010V m -=⨯973T K =342434Fe O CO Fe CO +=+01412011.82G T ∆=--+10.400K =22CO C CO +=02169008172.19G T ∆=-20.935K = 由011ln G RT K ∆=-2021%4ln4ln%CO COp CO p G RT RT p COp ⇒∆=-=-总总4100%ln %CO RT CO-=-（）②41100%0.400(%CO K CO-==）%55.68CO ∴=2%44.32CO = 2280.562844CO CO CO n n n ⨯∴=⨯+⨯220.4CO CO n n +=由此可推出：0.2CO n mol =20.1CO n mol = 所以0.3n mol =∑310.38.314973/3010808950.8nRT P Pa atm V∴==⨯⨯⨯== ③20.3C CO CO n n n mol =+=0.50.30.2C C n n n mol ∴∆=-=-=总0.212 2.4m g =⨯=8．铝真空下还原氧化钙，其反应为236()2()3()3()CaO s Al s Ca g CaO Al O s +=+⋅659984288.75G T θ∆=-（1）如使反应能在1200℃进行，需要多大的真空度？（2）如采用1.33Pa 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：2332()3()3()CaO Al s Ca g Al O s +=+，703270261.94G T θ∆=-解：（1）3ln Ca G G RT P θ∆=∆+659984288.7538.314ln Ca T T P =-+⨯又1473T =代入0G ∆=得：ln 6.387Ca P =-0.00168170.56Ca P atm Pa ==（2）659984288.7524.942ln(1.33/101325)G T T ∆=-+659984569.120T =-=1159.66886.5T K ==开℃（3）2332()3()3()CaO Al s Ca g Al O s +=+703270261.94G T θ∆=-3ln 703270261.9424.942ln(1.33/101325)Ca G G RT P T T θ∆=∆+=-+703270542.310T =-=1296.691023.5T K ==开℃1296.691159.66137(T K ∆=-=下降）10．向装有x Fe O 球团的反应管内通入组成为52%H 2， 32%CO ，8%H 2O 及8%CO 2的还原气体进行还原，温度为1105K ，总压为51.0132510⨯Pa ，试求反应管放出的气体的成分。

解：22x Fe O H xFe H O +=+01179989.95G T ∆=-2x Fe O CO xFe CO +=+021788321.08G T ∆=-+ 2211ln ln H O H P G RT K RT P ∆=-=- T=1105K22220.4670.467H O H O H H P P P P =⇒= （1）2022ln lnCO COP G RT K RT P ∆=-=-220.5550.555CO CO CO CO P P P P =⇒= （2）2223281()()222(528)3CO CO O H H O H n n n n n n ++===++平初 2221.5()H O H CO CO P P P P ∴+=+又2221H O H CO CO P P P P +++=22.5()1CO CO P P +=20.4CO CO P P ⇒+=结合式（1）得0.257CO P =20.143CO P = 又可得到220.6H O H P P +=结合式（2）得20.409H P =20.191H O P =11． SiO 2为碳还原，生成的硅溶解于金属铁液中，其浓度为20%，0.333Si f =。

试求SiO 2开始还原的温度。

2()2[]2SiO C Si CO +=+579513383.12G T θ∆=-选纯2SiO 为标准态，Si a 选1%Si 溶液为标准态[%]0.33320 6.66Si Si a f Si ==⨯= CO p p θ=，C 选石墨为标准态222ln Si COC SiO a p G G RT a a θ∆=∆+ln Si G RT a θ=∆+=0 579513383.128.314ln6.660T T -+=5795131577.51304.5367.36T K ===℃12．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%TiO 2, 24.89SiO 2, 25.98%CaO, 7.60%MgO,15.00%Al 2O 3,0.27%V 2O 5,试计算熔渣中TiO2为碳还原的开始温度。