第五章化合物的形成－分解碳、氫的燃燒(ránshāo)反應(yīng)化合物形成－分解(fēnjiě)反應(yīng)的熱力學(xué)原理碳酸鹽的分解反應(yīng)燃燒反應(yīng)的氣相平衡組成計算4123氧化物的形成－分解反應(yīng)燃燒反應(yīng)51精品資料1.1分解(fēnjiě)壓及其熱力學(xué)方程1.1.1分解(fēnjiě)壓●定義：對于反應(yīng)涉及到一種氣體生成物，其余都是純凝聚相物質(zhì)的分解反應(yīng)，反應(yīng)式為：

分解反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分解出的氣體的平衡分壓（標(biāo)準(zhǔn)壓力數(shù)），稱為化合物的分解壓。化合物形成－分解反應(yīng)的熱力學(xué)原理12精品資料●冶金(yějīn)中常見的分解反應(yīng)：

氧化物分解碳酸鹽分解硫化物的分解3精品資料1.1.2分解反應(yīng)(fǎnyìng)的熱力學(xué)參數(shù)狀態(tài)圖4精品資料開始分解溫度:化學(xué)(huàxué)沸騰溫度：5精品資料●溫度(wēndù)1.1.3影響(yǐngxiǎng)分解壓的因素●固相物（反應(yīng)物或生成物）的相變6精品資料●分散度的影響(yǐngxiǎng)7精品資料●固相物溶解形成溶體(rónɡtǐ)或形成復(fù)雜化合物8精品資料碳酸鹽的分解(fēnjiě)反應(yīng)2●碳酸(tànsuān)鈣●碳酸(tànsuān)鎂●白云石●碳酸(tànsuān)鐵9精品資料3.1氧位（氧勢）3.1.1定義(dìngyì)體系中氧氣的相對化學(xué)位，稱為氧位（氧勢），可以用來(yònɡlái)比較氧化氣氛的強弱。計算式：

氧化物的形成－分解反應(yīng)310精品資料3.1.2氧化物（固態(tài)(gùtài)及液態(tài)）的氧位在封閉體系中，氧化物形成(xíngchéng)或分解反應(yīng)達到平衡時，平衡氣相中氧的氧位即是氧化物的氧位。11精品資料3.1.3氣體(qìtǐ)氧化物的氧位（CO、CO2、H2O(g)）⑴對于(duìyú)CO氧位不僅與CO的生成吉布斯能有關(guān)，還與平衡氣相中CO分壓有關(guān)。

★12精品資料⑵對于(duìyú)CO2★13精品資料⑶對于(duìyú)H2O(g)★14精品資料3.2氧位（勢）圖定義：氧化物的氧位隨溫度變化的關(guān)系(guānxì)圖稱為氧位(勢)圖。3.2.1坐標(biāo)(zuòbiāo)介紹15精品資料3.2.2氧位線的走向(zǒuxiàng)麥克斯威爾關(guān)系式：即：恒溫下熵變與體積變化(biànhuà)同符號，體積變化(biànhuà)取決于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量的變化(biànhuà)。★16精品資料●2x/yM(s)+O2=2/yMxOy(s)

2H2+O2=2H2O2CO+O2=2CO2

氧位線向右上方傾斜(qīngxié)●C+O2=CO2

氧勢線與橫坐標(biāo)軸近似(jìnsì)平行●2C+O2=2CO氧位線向右下方傾斜17精品資料18精品資料●發(fā)生(fāshēng)相變時若MO2發(fā)生(fāshēng)相變?nèi)鬗發(fā)生相變

即：元素發(fā)生相變，相變點后斜率增大；氧化物發(fā)生相變相變點后斜率變小。

★19精品資料即：在一定的氧分壓下氧位線是一條(yītiáo)隨溫度變化的直線，斜率=nRln10，過O（0，0）點。PO2標(biāo)尺(biāochǐ)：按對數(shù)等分分度。只留O點及分度點。★20精品資料2CO+O2=2CO2

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這是一簇交于C點的直線,只作出PCO/PCO2=1的直線，其余(qíyú)的只保留分度點。21精品資料22精品資料2H2+O2=2H2O（g）

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23精品資料3.3利用(lìyòng)氧位圖進行近似計算3.3.1計算(jìsuàn)氧化物在一定時的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能△G0TK溫度線與氧化物氧勢線交點為a，a點的縱坐標(biāo)即是。24精品資料3.3.2計算氧化物在一定溫度(wēndù)TK的分解壓力25精品資料3.3.3計算元素的氧化反應(yīng)在一定(yīdìng)溫度及氧分壓下的△G26精品資料3.3.4計算(jìsuàn)氧化物被固體碳直接還原的開始溫度27精品資料3.3.5計算(jìsuàn)一定溫度TK下金屬熱還原反應(yīng)的△G0★★

冶煉中用硅和鋁作還原劑去還原氧化物，制取低碳合金和純金屬(jīnshǔ)的方法。28精品資料3.3.6計算在一定溫度TK下，用氣體還原劑（CO、H2）還原金屬(jīnshǔ)氧化物的平衡氣相成分★29精品資料30精品資料3.3.7氣相的分壓已知，計算(jìsuàn)一定溫度下氣體還原劑還原金屬氧化物的△G連接(liánjiē)H（C）點與i點交TK溫度線于j。31精品資料32精品資料3.4.1分解(fēnjiě)壓力及分解(fēnjiě)反應(yīng)3.4氧化物形成(xíngchéng)－分解的熱力學(xué)原理33精品資料3.4.2分解(fēnjiě)特性●逐級轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)原則●最低價氧化物有一個存在的最低溫度34精品資料3.4.3鐵氧化物分解(fēnjiě)的優(yōu)勢區(qū)圖35精品資料3.5鐵—氧狀態(tài)圖3.5.1坐標(biāo)(zuòbiāo)縱坐標(biāo)—溫度(wēndù)，℃橫坐標(biāo)—氧含量，[%O]3.5.2豎直線縱坐標(biāo)線—Fe

含氧27.64%—純Fe3O4含氧30.06%—純Fe2O3

36精品資料37精品資料3.5.3兩個(liǎnɡɡè)固溶體,兩個(liǎnɡɡè)液溶體●FexO—浮士體Fe3O4在FeO晶體(jīngtǐ)中的固溶體●Fe3O4固溶體Fe2O3在Fe3O4中的固溶體●L1：溶解有氧的鐵的熔體●L2：液態(tài)的鐵氧化物38精品資料3.5.4橫線－溫度(wēndù)線3.5.5各區(qū)穩(wěn)定(wěndìng)存在的相39精品資料4.1燃燒(ránshāo)反應(yīng)的作用提供(tígōng)熱量，提供(tígōng)還原劑。4.2碳氫氧體系的燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng)440精品資料4.3C、H2、CO與O2的反應(yīng)(fǎnyìng)的熱力學(xué)特性4.3.1熱力學(xué)數(shù)據(jù)(shùjù)4.3.2△G○負(fù)值很大4.3.3K值很大4.3.4溫度對反應(yīng)的影響41精品資料4.4水煤氣反應(yīng)(fǎnyìng)4.5碳的氣化(qìhuà)反應(yīng)●反應(yīng)的平衡成分容易測量

●曲線特點

●壓力對曲線的影響

42精品資料4.6碳與水蒸汽的反應(yīng)(fǎnyìng)溫度(wēndù)高于1000℃以(7)為主；溫度(wēndù)低于400℃，以(8)為主。吸熱反應(yīng)，發(fā)生在燃燒帶內(nèi)。反應(yīng)結(jié)果生成CO、H2氣體還原劑。43精品資料4.7