第一章冶金热力学基础 (2)当加入Ca0形成Ca2SiO4后,反应式为 2CaO(s)+Si(D +MgO (S)=2Mg (g)Ca2SiO4(S) G=△G。-△G3°+△G°=362290-196.66TJ·mol1 令ΔG°=0,可求得T=鬟低=1843K。可以看出,还原温度已降低了很多。但此温度仍然 较高 (3)当采用真空冶炼时,由于还原温度会进一步降低,可用反应式为 2Cao(s)+Si(s)+Mgo()=2Mg(g)+Ca2SiO4 (S) △G°=△G2°-△G3°-△G°=396640-216.7TJ·mol In(Pe/P) =(396640-216.77)+8.314xh、P 101325 令ΔG=0,可以看出,随真空度的降低,镁的蒸汽压力降低,还原温度相应降低。在工 业上采用的温度为1200℃,即1473K时,可求得体系所允许的最大压力约为4300Pa,也就 是说,欲使硅駟g0的反应在1200℃能够顺利进行,体系真空的压力不能高于4300Pa,真空 压力越低越好 由此还可以看出,通过改变温度、压力等,可使原来无法实现的反应得以进行 五、平衡常数 (1)平衡常数及其意义 对理想气体参加的反应,aA+dD=qQ+Rr,反应达平衡时,△G=0,此时各反应物质的 分压将由任意状态转向平衡态,即PA、PD、PQ、PR→PA、PD、PQ、PR,,故式(1-55) 可改写为 △G=-px1(P/P)(Pa/P)y (1-56) (PD/P)(P/P°) (P/P)( 令K (P/P)(P/P) 则有 △G0=- RTIn K (1-57) K即为反应的平衡常数。因△G°是物质温度的函数,所以K也是温度的函数。所以 当温度确定,反应达平衡时,各物质的分压(或浓度、活度)之间是相互关联的,必须受K 的制约。虽然平衡态可因各种条件的改变而改变,即所谓的平衡移动,但K值保持不变 将(1-57)代入(1-55),可得 △G=- RTIn k+ RTInJ 这是化学反应等温式的另一种形式,可以看出 若K>J,反应可自发进行 若K=J,反应达平衡态 若K<J,反应逆向进行第一章 冶金热力学基础 11 （2）当加入CaO形成Ca2SiO4后，反应式为 2CaO（S）+Si（l）+MgO（S）=2Mg（g）+Ca2SiO4（S） ΔGº=ΔG2º-ΔG3º+ΔG4º=362290-196.66T J·mol -1 令ΔGº=0，可求得T=T最低=1843K。可以看出，还原温度已降低了很多。但此温度 仍然 较高。 （3）当采用真空冶炼时，由于还原温度会进一步降低，可用反应式为 2CaO（S）+Si（S）+MgO（S）=2Mg（g）+Ca2SiO4（S） ΔGº=ΔG2º-ΔG3º-ΔG4º=396640-216.7T J·mol -1 ln( / ) 0 ' 0 ∆G = ∆G + RT PMg P = ] 101325 [(396640 216.7 ) 8.314 ln 2 Mg p − T + × 令ΔG=0,可以看出，随真空度的降低，镁的蒸汽压力降低，还原温度相应降低。在工 业上采用的温度为 1200℃，即 1473K 时，可求得体系所允许的最大压力约为 4300Pa，也就 是说，欲使硅 MgO 的反应在 1200℃能够顺利进行，体系真空的压力不能高于 4300Pa，真空 压力越低越好。 由此还可以看出，通过改变温度、压力等，可使原来无法实现的反应得以进行。 五、 平衡常数 （1） 平衡常数及其意义 对理想气体参加的反应，aA+ dD=qQ+Rr ，反应达平衡时，ΔG=0，此时各反应物质的 分压将由任意状态转向平衡态，即PA´、PD´、PQ´、PR´→PA、PD、PQ、PR，，故式（1-55） 可改写为 ] ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) ln[ 0 0 0 0 0 a A d D r R q Q P P P P P P P P ∆G = −RT （1-56） 令 a A d D r R q Q P P P P P P P P K ( / ) ( / ) ( / ) ( / ) 0 0 0 0 = 则有 G RT ln K 0 ∆ = − （1-57） K 即为反应的平衡常数。因ΔGº是物质温度的函数，所以 K 也是温度的函数。所以， 当温度确定，反应达平衡时，各物质的分压（或浓度、活度）之间是相互关联的，必须受 K 的制约。虽然平衡态可因各种条件的改变而改变，即所谓的平衡移动，但 K 值保持不变。 将（1-57）代入（1-55），可得 ∆G = −RT ln K + RT ln J （1-58） 这是化学反应等温式的另一种形式，可以看出 若 K>J，反应可自发进行； 若 K=J，反应达平衡态； 若 K<J，反应逆向进行； 11