有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答 3

有色冶金原理(傅崇说版)部分课后习题解答

第三章习题与思考题

1.求碳的气化反应（布多尔反应）在 1173K，总压为 3× 101325Pa 时气相中CO 的平衡浓度。已知：

θ CO2+C=2CO,ΔG =170707.2-174.47T,J

2.某容器内充满 1300K的CO2+CO+O2 混合气体和NiO， 问应控制氧气分压多大，NiO 才能够被还原为Niθ 2CO+O2=2CO2, ΔG =-564840+173.64T,J

θ 2Ni+O2=2NiO, ΔG =-468189.6+169.79T,J

3 3．直径为20mm，密度3.25g·cm- 的铁矾精矿球团在

1123K 用CO 还原， 通过减重法测得还原度R与还原时间的关 系为：

时间（t）, min 10 20 30 40 50 60 70 R,% 12 23 32 40 46 52 59

（1）用作图法判断还原反应的限制环节。

（2）还原气体的浓度为1mol，求反应的速度常数。

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解答：

1.解：

 KP100 %CO=[-2P总 （P48）

logKp= - 170707 . 2 + 174 . 473 ´ 1173 = 1 . 173 19 . 15 ´ 1123 

Kp=33.48

é 33 100 . 48 33 . 48 2 %CO= ê - + + 33 . 48 ´ 3 =92.4 4 ê ú ë 2 û 10 

θ 2.解： 2CO+O2=2CO2, ΔG =-564840+173.64T,J (1) （P50）

-)2Ni+O2=2NiO, ΔG =-468189.6+169.79T,J (2)

θ 2NiO+2CO=2Ni+2CO2, ΔG =-96650.4+3.85 T,J (3) θ

æ P CO 2 ö DG  = - RT ln Kp = - RT ln 3 P ÷ ÷ è CO ø q 2 

æ PCO  2 ö P ÷ ÷ =4813.82 è CO ø

θ 2CO+O2=2CO2, ΔG =-564840+173.64T,J 2 

æ P ö 1 θ CO 2 ÷ ΔG1 =-564840+173.64T= - RT ln ÷ P P è CO ø O 2 2 

564840+173.64×1300=-8.314×1300ln4813.82 -5 PO2`=1.14×10 ×101325

-5 =1.15×10 Pa 1 PO  2 

ù 与t 是否成 ( 、 é 3.解：（1）判断（P66） 1 - ( 1 - R 1 - R - 1 - R ê ú ë 3 û [ ] 2 

直线对应，动力学区、控散区。

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（2）根据（1）得关系，求 K.