pB是纯物质的蒸气压。这时L=Pi。（3）亨利定律的应用：-相是气体，另一相是溶液Lg = Kkic = PsaeP，可由组分B的平衡蒸气压计算组分B的活度。活度的标准态是假想纯物从而=Kuis质，K是假想纯物质的蒸气压。这时L=Ku)（4）在化学反应发生的体系中的应用：两相是不相同的溶液、如一相为熔渣，另一相为与之接触平衡共存的金属液。熔渣-金属液间的氧化-还原反应为[M] +(NO)-(MO) +[N]组分M以不同形式分配于熔渣与金属液间，则(MO)×m×(m)K=!其平衡常数w[M].Ju(amow(MO)= Ke ××(c)从而Lu=w[M]*YMO.w[M]-（）或LMmXw(MO)*frTaNO这是以两相中组分的平衡浓度比表出的不同存在形式的组分的分配比。但它不仅与反应的K有关，还与本组分及其他组分在两相中的活度有关，是一个综合概括了反应的全部有关的热力学因素在内的一个数值。它虽出自平衡常数，但比平衡常数的表达式更明显地表出了各因素对所讨论的组分浓度的增减对反应方向移动的影响。在氧化-还原反应中，常利用熔渣的组成从组分的分配比计算出与之平衡共存的金属液中同一组分的浓度。而所用的分配比L，有些是从实验得出的以炉渣某些主要成分为参数的实验式。这就能较方便地由熔渣的组成直接计算出与之平衡的金属液中同一组分的浓度：例如，对于钢液的脱磷反应、磷的分配比的实验式头w(P)_22350Lp =2-16+0.08w(Ca0)%+2.3lgZw(Fe)%w[P],T本题叙述的内容请参见教材第6章及第7章。1-3-19什么叫作固体电解质电池，它根据什么原理能设计出测定化学反应的4,G或A,C以及钢液中的氧浓度？解以两个氧电极（由单质及其氧化物组86e.成：A0(s)A(s)+号0,）及Zro，类的固体离2A+AOB+BO子导电体作为电解质构成的电池称为固体电解质原电池。它能将氧化还原反应分解为给出电子的反应（02-+A=A0（s）+2e，负极）和接02-受电子的反应（BO（s）+2e=B（s）+0,，正图1-16固体电解质电池结构图极），并使两者分别在各自分开的电极上进行。:36
正极吸收电子，形成02-，通过ZrO，电解质内的空位流向负极，放出电子，两极上形成的接触电势之差，形成的电动势E产生的电能nEF就等于两极发生的化学反应的A.G，即A,G=nEF。故由对消法测定的E，就能得出化学反应的A,G或化合物的A,Gm。电池结构：A,AO|ZrO, +(CaO) /B,BOBO(s) +2e— B(s) +0-正极：02+A(s)A0(s) +2e负极：BO(s) + A(s)= AO(s) + B(s)电池反应：如将被测电极（正极）改为溶解有氧的钢液，则能利用它来测定钢液中氧的活度。电池结构：Pt|Cr,Cr,0, /ZrO, +(Cao) |[0]. /MoCr(s) + 0*-ICr,0,(s) +2e负极：[0] +2e——(02-)正极：号cr(s) +[0]-1Cr,0,(s)电池反应：A,C. = A,G + RTIn(-A,G.=2EFAC+RTinaoE=-2F2FA.G2EF或Inao=RTRT1-3-20利用CO的燃烧反应（cO+0,=CO）可设计成燃料电池。设计的固体电解质电池结构为：Co（pco）|ZrO,+（CaO）lo，（p）。其氧电极为氧化锰、掺杂氧化锂的氧化镍；还原气氛电极则使用金属镍和CO电极。试从上述电池结构写出其电极反应及电池反应解电池的CO(pco) + 0-CO,(pco,) +2e负极：0,(pa)+2e-02-正极：CO(P）+20(Pa)CO,(Po.)电池反应：E - e+RinPo2FPeopo.1-3-21利用CaS（w（TiS,）=1%~1.5%）固体电解质电池可测定钢液中的硫量。电池.37
结构为Mo|w,WS,ICaS+(Tis,)Mo试写出它的电极反应及电池反应。解电极反应及电池反应：负极：W(s)+2($)—WS,(s) +4e正极；2[S] + 4e-2(S*-)电池反应：W(s) +2[S]WS,(s).38
2冶金动力学基础2.1教材习题及解答一个2级反应的反应物的初始浓度为0.4×10mol·m"。此反应在80min内完成了2-1-130%。试求反应的速率常数和反应完成80%所需时间。解2级反应的速率积分式为×Co-c1h=LCoe式中，℃为初始浓度；c为t时间残存浓度。设×是反应物在！时已反应了的浓度，则在80min的×=0.3cg，而c=cx=0.4×10°-0.3×0.4×10°=0.28×1010.4-0.288×10=1.34×10-mmolmink=80×0.4×0.28反应完成80%所需时间：C= cg-x=0.4×103- 0.8×0.4×10=0.08×101(0.4-0.081x%-c×10-=746minI=1.34×10-×10.4x0.08Coc2-1-2球团矿的w（S）=0.460%，在氧化焙烧过程中，其含硫量的变化如表2-1。试计号0,-Fe,0，（s）+2S0,)的反应级数、活化能及反应速率常数的温算脱硫反应（2Fes（s）+度式。Fes（s）的密度p=4.84×10°kgm*"表2-1球团矿焙烧过程中含硫量的变化I/minT/K12304020(S) /%1283/r01x(So/1)0.3920.3700.3250.2971208110340. 11912080. 3250. 2640. 15912830.2540.1740.1300.1051103解，估计反应为2级，利用2级反应的速率常数1= kt +以1/cs-t作图（图2-1），用的积分式；aCs10203040得出的直线关系来验证。c.与wS）的换算关系式t/min为图2-11/cg=图·39
w(S)aPps4.84×10mol-m-3100 ×32 ×10-×w(S)。= 1.5 ×10w(S)Cs. =100Ms利用2级反应的速率积分式计算k：I0.460 - w(S)0.460=w(S)1a-cA14=+-taCAt0.460×1.5×10×(S)0.69×10w(S)t各时间的cs及k的计算值如表2-2所示。表2-2Cs、1/e,及k的计算值Vmin项百T/K12203040w(S)/%0.3920.3700.3250. 297Cg ×10~30.5880.5550.4880. 4461103(1/cs) ×1031.7011.8102.0492.242&2. 10 ×10 -51.76 × 10 ~52. 00 × 10 ~51. 99 ×10 ~3w(S)/%0. 3250. 2640.1590.119cg ×10~30. 4880. 3960. 2390. 1781208(1/eg) ×1032.0492.5254.1845.618h5. 02 ×10 ~55. 38 ×10 -59.15×10*510. 38 × 10 ~50.2540. 1740.105w(S)/%0.130cg×10-30.3810.2610.1950.1581283(1/cg)×1032. 6253. 8315.1286.3499.8 ×10 ~5k11.91 ×10-512.26×10 -s12.25×10-5将各温度的取平均值，与（1/T）x10°列成表4.2-3。利用此表的数值作出图2-2。图中直线的方程由回归分析法得出：4.66200Igk = -+ 0.94TJ·mol-!=118711E==19.147×(-6200)4.4×10*表2-3lgk及(1/T)1208T/K110312834.29. 078.28(1/T) ×1047. 79后1. 96 ×10 -37.48 ×10~511. 56 ×10-544. 707Igk4. 1263. 9378.08.59.05(1/T)X02-1-3用H，还原钛铁精矿（粒度（19~21）×图2-22Igk-1/T图10-m）时，测得不同温度下，不同时间的还原率如表2-4。试求：（1）反应速率常数的温度关系式；（2）还原反应的活化能。还原率是矿石还原过程中失去氧的质量分数（%）。故矿石残存氧量=1一还原率。.40