1、1冶金熱力學研究冶金反應在一定條件下進行的（ 可能性 ）、（ 方向 ）及（ 進行的限度 ），進而能夠控制或創造一定條件，使之達到人們所要求的方向及其進行的程度。2由反應的標準焓變量Hm 的特性可確定溫度對反應限度的影響：( 提高溫度 )平衡都向吸熱方面移動。3生產實踐中采用爐渣中主要的堿性氧化物的質量分數對酸性氧化物的質量分數之比定義為（ 堿度 ）。4利用和氧親和力強的金屬去還原和氧親和力弱的金屬的氧化物，制取不含C的純金屬或合金，稱為（ 金屬熱還原 ）。5、硫酸化焙燒的條件是：（ 控制較高的lgPSO2 ） 或 （ 較低的溫度 ） 。6、影響粘度的主要因素有（ 熔渣的成分 ）、（ 溫度 ）

2、。7、我國常見的有色金屬是：（ Cu ）、（ Al ）、（ Zn ）、（ W ）、（ Sn ） 等。8化學反應的吉布斯自由能的變化G是判斷反應在（ 不做非體積功，定溫定壓 ）下能否自發進行的依據。9在溶液的整個濃度范圍內，服從拉烏爾定律的稱為（ 理想溶液 ），溶質的蒸氣壓服從亨利定律的溶液稱為（ 稀溶液 ）。10溶液的吉布斯自由能是溶液最重要的熱力學函數，它由溶液形成時的焓變量及熵變量兩項組成，Hm決定于溶液中原子間的交互作用能，而Sm 則決定于各原子間（ 聚集狀態 ）。11、影響金屬熔體沉降速度的主要因素有（ 密度差 ）、（ 熔渣粘度 ）等。12、在氧化物的碳還原中，復雜氧化物總是比簡單化合

3、物（ 難 ）還原，隨著浮氏體中氧含量的降低，其越來越（ 難 ）還原，而直接制取合金比制取單質（ 容易 ）。13、熔锍是指：（ 多種金屬硫化物的共熔體，工業上稱作冰銅 ） 。1. 什么是冶金熔體？簡述熔渣成分的主要來源及冶煉渣和精煉渣的主要作用。答：冶金熔體：在火法冶金過程中處于熔融狀態的反應介質和反應產物。 熔渣：它由礦物原料的脈石成分及伴生的雜質金屬則與溶劑一起融合成一種主要成分為氧化物的熔體。冶煉渣的作用：匯集爐料中的全部脈石成份，灰分以及大部分雜質，從而使其與熔融的主要冶煉產物分離。精煉渣的作用：捕集粗金屬中的氧化產物，使之與主金屬分離。2. 熔體遠程結構無序的實質是什么？熔渣結構聚合物

4、理論的核心內容是什么？答：金屬熔體在過熱度不高的溫度下具有準晶態的結構,多種聚合物同時并存而不是一種獨存，這就是熔體結構遠程無序的實質。熔渣聚合理論的核心內容：硅氧四面體SiO4是熔渣的基本結構單元，SiO4的連接方式可從架狀變為層狀、帶狀、鏈狀、環狀直至最后橋氧全部斷裂而形成SiO4島狀。熔體中各種不同聚合程度的負離子團同時并存，聚合體的種類、大小和數量隨熔體的組成和溫度而變化。熔體的物理化學性能取決于其聚合程度。3. 試根據式 fG*(MeO) = RTlnPO2(MeO)RTlnP說明氧化物的氧勢 RTlnPO2中 PO2項的物理意義，以及fG*的意義。答：2 MeO= 2 Me + O

5、2由公式得：rGm=-fG(MeO)lnPO2(MeO)= fG(MeO)/RT +ln P 所以Po2為系統中的平衡氧分壓 Po2(MeO)為氧化物MeO的分解壓fG*(MeO)則是以1mol O2參與反應表示的MeO生成能，fG*(MeO)愈負則MeO愈穩定愈難被還原，同時此金屬Me對氧的親和勢愈大。因此, fG*(MeO)值是衡量氧化物相對穩定的標志之一.4. 何為熔渣？簡述熔渣成分的主要來源及冶煉渣和精煉渣的主要作用。熔渣：它由礦物原料的脈石成分及伴生的雜質金屬則與溶劑一起融合成一種主要成分為氧化物的熔體。冶煉渣的作用：匯集爐料中的全部脈石成份，灰分以及大部分雜質，從而使其與熔融的主要

6、冶煉產物分離。精煉渣的作用：捕集粗金屬中的氧化產物，使之與主金屬分離。5為提高蒸餾精煉的效果，從熱力學上分析，你認為可采取什么措施，并從理論予以說明。解：蒸餾精煉：當處理的物料為各種金屬的混合物時，控制一定溫度，易揮發的金屬（如Mg、Pb等）將優先進入氣相；難揮發的金屬（如稀有高熔點金屬，鈷、鎂等）絕大部分將保留在凝聚相。分離系數A/B與兩物質飽和蒸氣壓的差值及A、B有關。從熱力學上分析，lg=化為lgPA=PA降低，蒸餾溫度降低，則A/B值向有利于分離的方向變化：A/B1時，降低溫度使A/B增大；A/B1時，降低溫度使A/B變小所以，采用真空蒸餾，蒸餾溫度降低，從而提高蒸餾精煉的效果6氧化精

7、煉中雜質元素（A）的氧化機制有哪三種？解：（1）A與空氣中的O2直接反應：A + O2 = AO AO為獨立的固相或熔于熔渣中。（2）主金屬Me首先被氧化成MeO，MeO（包括人工加入的MeO）進而與雜質A反應（或進入熔渣后與雜質反應）：A + (MeO) = (AO) + Me （3）MeO擴散溶解于主金屬中并建立平衡，后者再將A氧化：2Me + 2O 2(MeO) A + O = (AO) 總反應： A + (MeO) = (AO) + Me1.試分析下圖中熔體 1 、 2 、 3 的冷卻結晶路線。 本圖為二元一致熔融化合物的三元系圖。連接CD，把，三角形ABC分為兩個低共熔型三角形ACD

8、，三角形BCD 。點都位于三角形ACD內熔體1.液相點：固相點：熔體2.液相點：固相點：熔體3.液相點：固相點：2.在三元系的濃度三角形中畫出下列熔體的組成點，若將 3kg X 熔體與 2kg Y 熔體和 5kg Z 熔體混合，試求出混合后熔體的組成點。 X ： A 10% ， B 70% ， C 20% ； Y ： A 10% ， B 20% ， C 70% ； Z ： A 70% ， B 20% ， C 10% ；解：熔體（A 40%，B 35%，C 25%）1 求布多爾應在 1200K ，總壓為P時氣相 CO 的平衡濃度。 C(s)+CO2(g)=2CO(g) rG(T)=170707-

9、174.47 T J/mol解：rG(T)=170707-174.47 T = 170707-174.471200 = -38657 J mol-1C(s)+CO2(g)=2CO(g)PCO2 =P - PCOlnk=k=48.17解得PCO=0.98 PCO=98%2. 某容器內充滿 1300 K 的CO2+CO+O2 混合氣體和NiO，問應控制氧氣分壓多大，NiO才能夠被還原為Ni 。2CO(g)+O2(g)=2CO2(g), rG(T) = -564840+173.64 T J /mol2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s), rG(T) = -468189.6+169.79 T J

10、/mol3. 已知 Sn-Cd 合金含 Cd 1% ( 質量 )，在 955K 時 Cd 在 Sn 中的活度系數為 2.26( 純物質為標準態 )，Cd的飽和蒸氣壓 33.3 kPa，Sn的飽和蒸氣壓為1.310-6 Pa 。 求：（ a ） 955K 時上述合金中 Cd 的蒸氣壓；（ b ）氣相中鎘與錫的摩爾比；解：（ a ）Cd =0.0106PCd = = 33.3103Cd Cd =333002.260.0106=797.7Pa（ b ）氣相中即氣相中鎘與錫的摩爾比為6.141084. 利用鋁在真空下還原氧化鈣，其反應為： 6CaO(s) +2Al(l) =3Ca(g) +3CaOAl

11、2O3(s) rG(T)=659984-288.75 T J/mol 求：（ a ）如使反應能在 1200 進行，需要多大的真空度？（ b ）如采用 1.33 Pa 的真空度，求 CaO 被 Al 還原的開始溫度；解：（ a ）T=1200+273 =1473 krG(1473k)=659984-288.751473 = 234611.9 J mol -1Q=( )3平衡時，rG(1473k)= rG(1473k)+RTlnQ = 0lnQ =PCa =1.6810-3 P =168 Pa（ b ）Q=( )3 = ( )3 =2.3510-15rG(T)= 659984-288.75T= -

12、8.314Tln(2.3510-15)解得T=1160k（或t=887）5. 某工廠爐渣的組成為： 44.5% SiO2 ，13.8%CaO ，36.8%FeO ， 4.9%MgO 。試計算該爐渣的堿度和酸度。解：SiO2 是酸性氧化物， CaO、ZnO是堿性氧化物堿度R=0.42酸度r=1.686. 已知反應 Li2CO3(l) =Li2O (s) +CO2 (g) 的 rG(T)=325831-288.4 T J/mol (10001125K) 試求：（ a ）其分解壓與溫度的關系； （ b ）當氣相PCO2和總壓分別為 0.2P和P時，計算其開始分解溫度和化學沸騰溫度。解：（ a ）平衡

13、時，rG(T)=rG(T) + 2.303RTlg=0=lg=（ b ）當= PCO2 = 0.2P，開始反應T開=1080當= P總 = P，開始沸騰T沸=11307. 求碳氣化反應在 1273K ，總壓為 2105 Pa 時氣相 CO 的平衡濃度。C(s)+CO2(g)=2CO(g) rG(T)=170707-174.47 T J/mol解：rG(T)=170707-174.47 T = 170707-174.471273 = -51393.3 J mol-1C(s)+CO2(g)=2CO(g)PCO2 =2P - PCOlnk=k=128解得PCO=1.96 PCO=98%8. 用硅熱還原法按制取金屬鎂 2MgO (s) +Si (s) =2Mg (g) +SiO2(s) 已知該反應rG(T)=610846-258.57 T J/mol 求還原起始溫度與系統中鎂蒸氣壓的關系，及壓力由 105 Pa 降為 10 Pa 時開始還原溫度降低多少 。解：rG(T)=610846-258.57 T 平衡時，rG(T)=rG(T) + 2.303RTlg=0lg=（）2lg（）=PMg=105Pa , T1= 2362 kPMg=10 Pa , T2= 1483 k開