鋼鐵冶金原理復(fù)習(xí)資料

1、 標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能：某純組分溶解于溶劑中，形成標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)吉布斯自由能的變化值。標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下由穩(wěn)定單質(zhì)生成物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的自由能變化值。直接還原：和做還原劑產(chǎn)物為或的反應(yīng)。間接還原：以為還原劑產(chǎn)物為的反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能計(jì)算方法:()標(biāo)準(zhǔn)生成自由能法()線性組合法()平衡常數(shù)法()電化學(xué)反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)法()自由能函數(shù)法偏摩爾量：在恒溫、恒壓及其它組分的物質(zhì)的量保持不變的條件下，溶液的廣度性質(zhì)，對(duì)某組分物質(zhì)的量的偏微商。(99)化學(xué)位：當(dāng)廣度性質(zhì)是吉布斯自由能時(shí)，組分的偏摩爾量就稱為化學(xué)位?；疃龋簽榱耸箤?shí)際溶液也能夠服從拉烏爾定律，就需要將實(shí)際溶液的濃度前乘以一個(gè)系數(shù)對(duì)他

2、加以校正，經(jīng)校正的濃度稱為活度?；疃鹊亩xaB=pB/p(標(biāo))活度的測(cè)定方法：蒸汽壓法、分配定律法、化學(xué)平衡法、電動(dòng)勢(shì)法。活度的三種標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：()純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。(符合拉烏爾定律)()假象純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。(符合亨利定律)()質(zhì)量溶液標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。(符合亨利定律)理想溶液：在全部濃度范圍內(nèi)服從拉烏爾定律的溶液。稀溶液：溶質(zhì)服從亨利定律，溶劑服從拉烏爾定律的溶液稱為稀溶液。多相反應(yīng)發(fā)生的問(wèn)題在體系的相界面上，有如下三個(gè)環(huán)節(jié)：()反應(yīng)物對(duì)流擴(kuò)散到反應(yīng)界面上。()在反應(yīng)界面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。()反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)界面向相內(nèi)擴(kuò)散。未反應(yīng)核模型：當(dāng)固相反應(yīng)物是致密的時(shí)，化學(xué)反應(yīng)從固相物的表面開(kāi)始，逐漸向礦塊中心推進(jìn)，反應(yīng)

3、物和產(chǎn)物之間有較明顯的界面存在而反應(yīng)在層間的相界面附近區(qū)域進(jìn)行，因而形成的固相產(chǎn)物則出現(xiàn)在固相反應(yīng)物處，而原相內(nèi)部則是未反應(yīng)的部分。雙模理論：()在兩相的相界面兩側(cè)的每個(gè)相內(nèi)都有一層邊界薄膜，這種膜產(chǎn)生了物質(zhì)從相內(nèi)到界面的基本傳質(zhì)阻力，存在濃度梯度。()在兩層膜之間的界面上，處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。()組元在每相內(nèi)的傳質(zhì)通量與濃度差活分壓差成正比。()雖然在液體或氣體內(nèi)有湍流，但薄膜中的流體是靜止的，不受流體內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的影響，各項(xiàng)中的傳質(zhì)相互獨(dú)立，互不影響。去碳保格：()去碳保格的最低溫度為鋼液中和氧化轉(zhuǎn)化溫度，由于以上反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故提高溫度有利于提高。()降低c可在不變的條件下，降低C采用真

4、空冶煉或氬氧混合氣體的減壓操作，不僅降低了而且利于氣泡的形成，可加強(qiáng)脫碳。()提高的活度系數(shù)，如和等元素的存在能提高的活度系數(shù)。分解溫度：在某一下為分解反應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度。分解壓：在一定的溫度下，分解反應(yīng)為時(shí)對(duì)應(yīng)的沸騰溫度：當(dāng)分解壓等于外界壓力時(shí)的分解溫度。脫磷的條件：低溫、高堿度、渣中高、大渣量。分子式：離子式：影響熔渣脫硫能力的因素：()溫度：脫硫反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡分配比值增大，此外，熔渣粘度降低有利于脫硫。()爐渣堿度：堿度升高，渣中氧離子活度增大，利于脫硫。()爐渣氧化性：渣中氧化鐵活度高，不利于脫硫。()金屬液成分：凡能使硫離子活度系數(shù)增大的組分，提高其含量，均有利于脫硫。分

5、子反應(yīng)式：()()()離子反應(yīng)式：()離子結(jié)構(gòu)理論：()熔渣由簡(jiǎn)單的陰離子和簡(jiǎn)單的陽(yáng)離子以及復(fù)合陽(yáng)離子團(tuán)組成。()離子異號(hào)相鄰。()離子間的作用力相等。()金屬與熔渣之間的反應(yīng)時(shí)有電子得失的電化學(xué)反應(yīng)。分子理論：()渣中存在簡(jiǎn)單和復(fù)雜的氧化物。()復(fù)雜氧化物和簡(jiǎn)單氧化物之間存在生成和分解的平和關(guān)系。()只有簡(jiǎn)單氧化物才能參與渣一金屬間的反應(yīng)。()熔渣是理想溶液，即：簡(jiǎn)單氧化物的活度等于其摩爾分?jǐn)?shù)濃度?；磻?yīng)：若化學(xué)反應(yīng)的速度與反應(yīng)物的濃度的若干次成正比，且反應(yīng)級(jí)數(shù)與反應(yīng)物的計(jì)量系數(shù)相等，這樣的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。熔點(diǎn)：熔渣全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟臏囟取Ｈ芑詼囟龋籂t渣可自由流動(dòng)的最低溫度粘度曲線與切線

6、的切點(diǎn)溫度。濃度：質(zhì)量百分比濃度平體積摩爾濃度：?jiǎn)挝惑w積中濃溶液中組元的摩爾數(shù)摩爾分?jǐn)?shù)濃度：溶液中組元的摩爾數(shù)與個(gè)組元總摩爾數(shù)之比。質(zhì)量百分比濃度：每溶液中含有物質(zhì)的質(zhì)量。二元稀溶液中組元與濃度之間的換算關(guān)系：Xini/(ninj)(%/Mi)/(%i)/Mi1(100%)/Mj(Mj/100Mi)%i堿性氧化物：在熔渣中能夠電離出或?yàn)槿墼峁┭蹼x子。酸性氧化物：在熔渣中能夠吸收O2-或結(jié)合O2-形成復(fù)合陰離子的氧化物。兩性氧化物：在酸性當(dāng)中能夠解離O2-的氧化物；在堿性當(dāng)中能夠吸收O2-氧化物堿度：熔渣中主要堿性氧化物含量與主要酸性氧化物含量之比來(lái)表示堿度，用R表示。時(shí)，下列電池TOC o

7、1-5 h zMo,MoOIZrO(CaO)1Fe,FeO22Mo,MoOIZrO(CaO)INi,NiO22測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)分別為和，試計(jì)算反應(yīng)：FeO+Ni=NiO+Fe的G0。3.解：在時(shí)，下列電池Mo,MoOIZrO(CaO)IFe,FeO22Mo,MoOIZrO(CaO)INi,NiO22測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)分別為和m試計(jì)算反應(yīng)：FeO,S、+Ni,S、=NiO,S、+FeS、(3)的BG0。(S)(S)(S)對(duì)于電池反應(yīng)：Mo,MoOIZrO(CaO)IFe,FeO22正極反應(yīng)：2FeO(S)4e2Fe(S)2O2-負(fù)極反應(yīng)：2O2-Mo(S)MoO(S)4e2總反應(yīng)：2FeO(S)Mo(S)

8、MoO(S)2Fe(S)2對(duì)于電池反應(yīng)：Mo,MoOIZrO(CaO)INi,NiO22正極反應(yīng)：2NiO(S)4e2Ni(S)2O2.負(fù)極反應(yīng)：2O2.Mo(S)MoO(S)4e2總反應(yīng)：2NiO(S)Mo(S)MoO(S)2Ni(S)(2)2可見(jiàn)(3)=(1)-(2)/2即為所求，所以：GoJ叱I)叱02)2Go*0.1659650063690Jmol印G0B0.255B965008430Jmol-(2)G0(“3690984305.17370Jmol(3)/23.求下列反應(yīng)的G0及溫度為1273K時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)。rmTOC o 1-5 h zFeSiO2C2Fe1plSiO2CO242

9、已知：FeO1plC姑.Fe1plCO；G0158970B160.25TJolrm2FeOSiO1plFeSiO,G0B620021.09TJiol222rm解：反應(yīng)的線形組合關(guān)系為：2FeOSiOf1!FeSiO,G0B620021.09T（1）222rmFeOC結(jié).FeCO；G0158970B160.25T（2）1mFeSiOI1!2C2Fe1plSiOI1!2COG0（3）242rm通過(guò)比較可知：G0G0.2G0354140B314.59TJjormrmrm由G0RTInK0可以得到:rM1gK035414019.147B1273.314.5919.1471.901K079.62測(cè)得溫度

10、還原渣及鋼的表面張力分別為及6版，兩者的接觸角38。試求鋼渣的界面張力，并確定此種還原渣能否在鋼液中乳化解：；222cosmsmsmsv1.6320.4522印.630.45cos38。1.305鋪展系數(shù)：S1.630.451.305BID.125msms鋪展系數(shù)小于，說(shuō)明此熔渣不易在鋼渣中乳化。2.在用CO還原鐵礦石的反應(yīng)中，1173K的速率常數(shù)k2.987H0啞s,1273K1的速率常數(shù)k5.623H0無(wú)s-試求：（1）反應(yīng)的活化能；（2）1673K的速率常數(shù)k21一一值；（3）1673K的可逆反應(yīng)的速率常數(shù)：k（1）。反應(yīng)為K0FeOCOFeOCO；乙G0280024.26TJiolrm

11、解：由k勺exp.Ea/RTJ2.978H10ekex014H11735.623H10ekex014H1273先對(duì)上兩式取對(duì)數(shù)，而后在相減，可得:1g2.97810跑5.6230-2E11IaI19.1471731273b19.1471g.97810e.623B0-278923JImol可得:(2)1673K下的k5.623W0-E1g-L瑞達(dá)焉i1gk1g5.623H0跑0.774D.48所以k0.331s1（3）1673K的可逆反應(yīng)的速率常數(shù)：k（1一）K0k.k0.331G0BIRT1nK0rMlgK022800.24.2619.147H167319.147H.555,K00.278所以

12、：k(1)0.331M1-1-、1.52sK0I0.278在時(shí)與純氧化鐵渣平衡的鐵液的氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，與成分為，）6的熔渣平衡的鐵液的氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。試計(jì)算熔渣中的活度與活度系數(shù)。解：FeOFeOLo%O0.2110.211aFeO1%O0.0520.246LO0.211aFeO.aFeOXFeO.0.246CaO36.45r0.65（分）（分）（分）（分）nMgO3.2_0.084036.6%2600.61eO簪0-28nMnO360.0571（分）（分）（分）（分）n1.67分）XFeO_n一.FeO.n修0.168（分）.0.2460.1681.46用不銹鋼返回料吹氧熔煉不銹鋼時(shí)，采用氧

13、壓為1.5104的真空度，鋼液中鉻的活度aCr10.85及碳的活度系數(shù)fC0.74，試求吹煉溫度為時(shí)鋼液的碳含量。已知：反應(yīng)4C（Cr3O4）3Cr4CO的G。934706617.22T（Jimol）。解：4C(Cr3O4)3Cr4COa3-4CrCOa4CIgK3lgaCr4lgPCO4lgaCG0IgKRT934706617.222023.81019.1472023（3分）PCO0.15atmaCr10.85,fC0.743lg10.854lg0.154lgaC8.10lgaC1E.071(2分)aC0.00849(2分)waCfC0.008490.740.011（2分）1.軸承鋼的成分為

14、%C=1.08、%Si=0.5、%Mn=1.2、%P=0.01、%S=0.01、%Cr=1.15,試計(jì)算1873K時(shí)鋼液中硫的活度系數(shù)及活度。已知：1600時(shí)各元素見(jiàn)相互作用系數(shù)如下：ec0.11,eP0.029,s1naaesi0.063,esH.028SeMnHK.026,secrH.011s1g人ej%jec黑Cesi%sieMn%Mnep%Pes%secrCrissssss0.11B.080.063H0.50.026%.20.0290.01-0.0280.01(D.011).15=0.106故：f1.28sf%s1.280.010.0128ss2.溶解于鐵液中的鋁x0.3,Al質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，被氧(PO210僅取)（4分）（2分）（4分）0.04,試計(jì)算1873K時(shí)溶解鋁以純物Al氧化的1G。已知：一3一，2AloO