重庆大学-冶金原理-第1章ppt资料课件.ppt

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1、冶金中的热力学现象CFexOSiO2CaCO3Fe…………..炼铁高炉1冶金中的热力学现象O2FeCSiMnCaSP…………..炼钢转炉2第一章冶金热力学基础化学反应的标准吉布斯能变化及平衡常数溶液的热力学性质－活度及活度系数溶液的热力学关系式活度的测定及计算方法标准溶解吉布斯能与溶液中反应的标准吉布斯能的计算123453化学反应的吉布斯能变化热力学基本知识的回顾热力学三大定律1热力学函数热力学基本方程及有关关系式过程方向及限度的判定规则4化学反应的吉布斯能变化1.1理想气体的吉布斯能变化对于1mol的理想气体，吉布斯能变化的基本式为：恒温下：理想气体状态方程：G0—

2、气体在TK及P=1atm的标准吉布斯能；G—气体在TK及P的吉布斯能。★1实际气体？51.2化学反应的吉布斯能变化aA+bB=cC+dD★161.3化学反应的判据★171.3化学反应的判据1温度T对平衡移动的影响－范特霍夫等压方程随温度升高而增大随温度升高而减小与温度无关范特霍夫方程81.3化学反应的判据1温度T对平衡移动的影响－范特霍夫等压方程将范特霍夫方程定积分得不定积分得91.3化学反应的判据1温度T对平衡移动的影响－范特霍夫等压方程101.4平衡常数Ko及的ΔGO计算法1.4.1计算法⑴利用物质的热力学数据计算ΔGO，计算平衡常数。例题：1111.4平衡常数K

3、o及的ΔGO计算法1.4.1计算法⑵根据范特霍夫等压方程求解1不定积分法121.4平衡常数Ko及的ΔGO计算法1.4.1计算法（3）利用吉布斯自由能的定义：1定积分法Kirchhoff`slaw：例题：131.4平衡常数Ko及的ΔGO计算法1.4.1计算法11.4.2实验法例题：(1)(2)电动势法例题：（3）线性组合法14溶液的热力学性质－活度及活度系数22.1常用溶液组分浓度单位及其换算关系变化1.物质的量分数2.质量摩尔浓度3.物质的量浓度4.质量分数溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比15溶液的热力学性质－活度及活度系数22.1常用溶液组分浓度单位及其换算关系变

4、化对于二元系A-B，几种不同组成表示之间，可用以下式子相互换算：162.2溶液的基本物理化学定律分配定律：●拉乌尔（Raoult）定律●亨利(Henry)定律★若组元在全部浓度范围内都服从亨利定律，则必然也服从拉乌尔定律。2172.2溶液的基本物理化学定律2●西华特（Sivert）定律1/2i2=[i]182.3活度及活度系数2◆对实际溶液而言，其中组分蒸气压与按拉乌尔定律的计算值有正或负的偏差。例如Cu-Zn系，800℃时锌的饱和蒸气压31.65KPa，在不同xZn时按拉乌尔定律计算的蒸气压和实测值如表800℃时Cu-Zn系中Zn的蒸气压及活度xZnPZn/KPa(

5、实测)P计算/KPa0.10.2663.1650.20.9846.3340.32.9269.4950.354.65511.080.44.92512.660.457.44814.2440.512.36915.827该系统对拉乌尔定律有负偏差。192.3活度及活度系数2实际溶液参照式8，i的化学势为：II区：xi趋近于零，实际蒸气压服从亨利定律（图中OH线），在H点（xi=1）计算值为kH。i的蒸气压I区：xi接近1时，i物质相当于溶剂，服从拉乌尔定律，其蒸气压为：◆对稀溶液中的溶质而言，当浓度不是足够稀时，实际蒸气压与按亨利定律的计算值也有偏差。III区：组分i的蒸气

6、压既不服从拉乌尔定律，也不服从亨利定律202.3活度及活度系数2.3.1活度及活度系数的概念定义：活度是校正的浓度（或称有效浓度）。◆同拉乌尔定律比较对浓度进行校正活度活度系数表达式：活度表达式有两种：221◆同亨利定律比较，对浓度进行校正活度活度系数活度活度系数2222溶液组分B活度的定义式：——实际溶液浓度为xB或wB组分B的蒸气压；——代表分别为纯物质B，假想纯物质B及溶液的蒸气压。它们也是两定律的比例常数。把具有这种蒸气压或两定律的比例常数的状态称为活度的标准态。标准态的活度应为1，而它们的浓度也为1。只有具备活度为1，而浓度也为1的状态才能作为计算活度的标准

7、态。232标准态：纯物质，拉乌尔定律基准。浓度表示方法活度活度系数实际溶液的三种范围的活度及活度系数xi→0xi→10