冶物化课后习题答案

1、最新 料推荐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 01 7 0 5 7 71 4t4. 1 9lg pco28908t7.53 开始分解 p co2p总16%126656.20.16 20265 papco2pco2202650.2p101325t1082.5k 沸腾时：p总pco2pco21. 2 5pco2pt1198.4k2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比较。ppoo 20.21po0.21 101325

2、pa22p连接“ o”与 po10 0.687 点， t=13802沸腾 po21100t=1460计算： 6fe2o34fe3o4 o2g 05 8 6 7 7 0 3 4t0. 2 0lg 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 91最新 料推荐t=800（ 1073k） lg pco289087.53tpco20.169pco20.169 101

3、.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 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： cco22cok

4、1pco2g101 6 9 0 0 81 7t7 . 1 9pco2co2h 2coh 2 o(g )k 2pco ph 2o02 9t. 8 3ph 2p 2g2 3 4 4 9 3co927（ 1200k）：nl k18096191.710217.3k143.41413.80213449329.831200k 21 . 1 4ln 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： pco2pcoph 2ph 2opn21 平衡常数方程： k1pco2pco2

5、pco2 / k1pco2k 2pco ph2 oph 2pco2ph 2o1 k1 ph 2oph 2 pco2pco2pcok 2k 2 pco2最新 料推荐 元素的原子摩尔量比恒定方程：no初nh 2 o初 no（ ph2 o初 2 po2 初3）ni 初pno平nhno平no 平（ph 2o）ni 平2o平2 pco2pco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2 pcopcopho）平（22 ph 22ph2 o又 (n / nh )初=0.79 /

6、2( pn/ ph2o )初=( pn/ ( ph o+ph)平 (no / nh )平2222pn2.37( 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： x0.3946y0.0 0 1 8所以： pco0.3946ph2 o0.00183pco20 . 0 0 3 6ph20.1766pn2=0.4229（三） p3377 将 0.1mol fe3o4和 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

7、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 m3t973kfe3o44co3fe4co2g104 1 2 01 1t. 8 2k10.400co2c2cog 01 6 9 0 0 81 7t2 . 1 90 . 9 3 52k 23最新 料推荐00pco2%co p总由 g1rt ln k1g14rt ln4rt ln2pco%cop总100%co4rt ln（）%co k10.400100%co 4(%co）%co55.68%co24 4 . 3 20.56nc

8、o28nco28nco244nco2nco2 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 1.33pa真空度，求 cao 为 al 还原的开始温度，（3）如在同样的真空度（ 1.33p

9、a）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)659984569.12t04最新 料推荐开1159.66 k886.5t（3） 3cao2 al ( s)3ca( g )3al 2o3 (s)

10、g 7 0 3 2 7 0 2 6t1. 9ggrt ln pca3703270261.94t24.942t ln(1.33/101325)7 0 3 2 7 05 4t2. 3 1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 2og101 7 9 9 89t. 9 5fexocoxfeco2g201 7 8 8 32 1t.

11、0 8g10rt 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 ph 2 oph 2pco2pco12.5( pco2pco )1pco2pco0.4结合式（ 1）得pco0.257pco20 . 1 4 3又可得到 ph 2 oph 20.65最新 料推荐结合式（ 2）得 ph 20.409ph2 o0

12、 . 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%， fsi 0.333 。试求 sio2开始还原的温度。(sio2 ) 2c si2cog5 7 9 5 1 3 3 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 k367.3612在高炉内冶炼钒钛磁铁矿石时， 生铁的成分为 0.189%ti,

13、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 2cog6 8 4 0 9 8 3 9t5. 5令 ac1pco2.37lg ftietiti % ti etisi % sietimn % mn etip % petis % setic % c 0.0130.1890.050.1650.0

14、040.30.0640.1550.110.0590.1654.240.7038fti 0.198at if t i% t i0 . 1 9 80 . 1 8 90取 100g 渣： ntio25.530.319 nsio2 4 . 8 90 . 4 1 528060225.987.6 015ncao0.464nmgo0.147560. 1 9 nal2 o310240n1.53648xt i 2o0 . 2 0 7 6atio2tio2xtio20.6 0.20760.1246g684098395.58t8.314t ln 2.3720.03740120.12466最新 料推荐684098t1

15、748.6 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 ctic ( s)g0153635 57.53tlgfti%cetic0.165*4.30.7095fti0.1952在碳饱和的高炉铁水中 ac1,令 atic1gg0rtin1g0rtinati rtina cati * acg0rtinfti %ti ,g0602640 153635 57.53*1623 8.314*16 23*ln 0

16、.1952 8.314*1623* in%ti %ti 0.059%60264 8.314*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 ,a s % s fsg08.314*1773* in ac2asas0.000015lgas

17、4.824lg % s fslg% slg fslg fs% sessesc% c 0.028%s0.112*5.1%s4.03*10 6 %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：7最新 料推荐4ccr3o44co3cr g 0934706617.22tlg fcrecrcr % cr eccr %cr ecni % ni 0.003*18 0.0002*9 0.12*0.020.00602fcr0.9862, acr17.7516lg f cecc% c eccr % cr ecni %

18、ni 0.2123. 在 电fc 0.4733, ac0.00955gg 0rtin a3cr * pco48.314*1903 in 17.75764 * pco4ac40.009554pco0.04887pco0.04887*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 % ni 0.003*100.0002*9 0.12*0.030.0048fcr0.98,acr9.8lg fcecc% c eccr %

19、 cr ecni % ni 0.1278fc 0.7451,ac0.022354.试计算pcop934706 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 1.283% c0.20.5t1873k ,m 0.0025% ompco /% c0.016%5将组成为 4.0%c、0。4%v 、0.25%s

20、i、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 ) c 2332338最新 料推荐g 0218013136.22t 。解：2co1v (v2o3 ) c33g0218013136.22tgg0rtinjjac * av21/3o3 , av%v fv ,av

21、o% 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*40.015*0.40.04*0.250.041*0.030.028*0.081.34697fv0.045,av0.018以100g渣计算n1.2541, v2o30.1439/1.25410.1147avo%

22、 v2 o3 f v o1.147*10 82323j(14.3371*0.0002255)/ 0.06868 0.47080 218013 16.28t 8.314t ( in0.4708) 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(%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)(

23、% 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)9最新 料推荐lg% al 2% o36365520.58t与 % o 0.0008平衡的 % al 3.9310 148.76 10 30.0008 3mal 8.7610 2 kg / t又脱氧耗去的 al的量：%c=0.06250.5m=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 a

24、l 的量为 m= 2720.0392 0.0441 g /100 g 0.441g /1000 g163mal0.441kg / 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 0.0008pco0.0106m0.0025p0.0106 1013251.074kpaco若f cfo1pk%c %of cfo494.1 0.0331 0.0008 0.0131cop 0.0131 1013251.325kpaco11将含 c0.15%

25、 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：10最新 料推荐c ocot1873k , k 0494.1k 0pcofcfo%c %ofcf1, pco 1013.25 /1013250.01%c %o=pco / k 00.01/ 494.12.024 10 5对c oco12 16x yx= %c y= %oy=16x4x或 x3y1234(0.153y)(0.016y)2.024 10 54y0.015855% o 终0.016 y1.45 10 4% c终0.150.75y0.13816炼钢渣和钢液间

26、硫的分配比用以下经验式计算ls(%s)0.5 2.25(nfeo2nfe o3) 4ncao2.5nmno1。式中符号意义见第六节。 试用之计%s2nfeo2nfe 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 o50.0187nmgo0.1378 ns0.00325nn2n3n0