冶金原理动力学
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可见，两种电解是有差别的，但它们的理论基础 都遵循电化学规律。 一、电解过程
电解过程是阴、阳两个电极反应的综合。 当直流电通过阴极和阳极导入装有水溶液电解质 的电解槽时，水溶液电解质中的正、负离子便会分别 向阴极和阳极迁移，并同时在两个电极与溶液的界面 上发生还原与氧化反应，从而分别产出还原物与氧化 物。 在电极与溶液的界面上发生的反应叫做电极反应。
H2O+e→H2 + OH— (在碱性介质中) （2b）
O2+2H2O+4e→4OH—
(3)
Mei z+ + zie→Mei
(4)
M h z e(zhzl)e M lh le
(5)
上述电化学过程可以分为三个类型。属于第一类型
的过程有：
（1）在阴极析出的产物，呈气泡形态从电极表 面移去并在电解液中呈气体分子形态溶解；
电解实践表明，任何一个电极反应都不是一步完成的， 而是一个连续的复杂过程。一般说来它包括下列几个过程：
（1）反应离子由溶液本体向双电层外界移动并继 续经双电层向电极表面靠近。这一阶段，在很大程度 上靠扩散速度来实现，扩散则是由于溶质在溶液本体 与双电层外界的浓度差引起的；
（2） 反应离子在电极表面或双电层中进行电极 反应前的转化过程，例如表面吸附或发生化学变化；
电极的平衡电极电位是可以根据电解过程实际发 生的电极反应、电解液组成和温度等条件，按能斯 特公式进行计算，这就是说，某一电解质的理论分 解电压是可以通过计算而知的。
冶金原理(9.3)--金属氧化物还原动力学
金属氧化物还原动力学一、实验目的和要求用气体还原剂还原金属氧化物，属于气—固多相反应体系。
是一个复杂的物理化学变化过程。
还原热力学公研究反应过程达到平衡时的热力学条件。
而动力学则研究还原反应过程进行的快慢。
即研究影响反应速度大小有关的条件。
其目的在于：查明在冶炼条件下反应速度最慢的步骤（即限制性环节）是什么？以便针对该环李的影响因素，改变冶炼条件，加快反应速度，从而提高生产率。
具体要求如下：1．通过实验说明还原反应的有关机理。
加深课堂讲授内容的理解、巩固和提高。
2．研究还原温度，气体性质及流量，矿石的物理化学性质对还原速度的影响。
3．验证用气体还原剂还原金属氧化物的纯化学反应控制模型和纯扩散控制模型。
4．学习实验数据处理方法及实验操作技术。
分析金属氧化物还原动力学的一般规律。
二、实验原理用气体还原原氧化物是多相反应机理最完整的，如及H2气还原金属氧化物（MeO）的反应式如下：MeO+H2=Me+H2O其反应模型如图9—1所示，在反应物（MeO）外层，生成一层产物层（Me），Me外表存在一边界层，（又称为气膜），最外面为包括反应气体（H2）和生成物气体（H2O）的气流。
反应机理包括以下环节：（1）H2的外扩散；（2）H2的内扩散；（3）结晶化学反应；（4）H2O穿过Me层的内扩散；（5）气体H2O穿过界层的外扩散。
还原反应是由上述各环节完成的。
然而各环节的速度是不相等的，总的速度取决于最慢的一个环节。
即限制环节。
而影响限制性环节的主要因素是：还原温度、矿石孔隙度、矿石粒度、还原气体的性质及流量等。
如果氧化矿结构很致密，还原反应将是自外向内逐渐深入的，存在开头规整的连续反应相界面，对于球形或立方体颗粒而言，这样的反应界面通常是平行于外表面，同时随时间的延续，反应界面将不断向固体内部推进，金属（MeO）内核逐渐缩小。
还原反应遵循结晶化学反应和阻力相似的收缩核模型。
因为H2气需通过生成物层扩散。
以及在MeO、Me 界面上的结晶化学反应。
冶金原理名词解释
冶金原理名词解释(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除Mingcijieshi第一章 冶金溶液热力学基础—重点内容本章重要内容可概括为三大点：有溶液参与反应的θG Δ、G Δ、溶液中组分B 活度一、名词解释生铁 钢 工业纯铁 熟铁 提取冶金 理想溶液 稀溶液 正规溶液 偏摩尔量X B 化学势μB 活度 活度系数 无限稀活度系数r B 0 一级活度相互作用系数e i j 一级活度相互作用系数εi j标准溶解吉布斯自由能θB S G ∆ 溶液的超额函数生铁:钢:工业纯铁:熟铁:提取冶金:理想溶液:稀溶液:正规溶液是指混合焓不等于0，混合熵等于理想溶液混合熵的溶液称为正规溶液。
偏摩尔量X B 是指指在恒温、恒压、其它组分摩尔量保持不变条件下，溶液的广度性质X （G 、S 、H 、U 、V ）对组分B 摩尔量的偏导值。
)(,,)/(B k n p T B B k n X X ≠∂∂=。
化学势μB 是指在恒温、恒压、其它组分摩尔量保持不变条件下，溶液的吉布斯能对组分B 摩尔量的偏导值。
)(,,)/(B k n p T B B B k n G G ≠∂∂==μ。
(P27) 活度是指实际溶液按拉乌尔定律或亨利定律修正的浓度。
活度系数是指实际溶液按拉乌尔定律或亨利定律修正的浓度时引入的系数。
无限稀活度系数r B 0是指稀溶液中溶质组分以纯物质为标准态下的活度系数。
无限稀活度系数r B 0大小意义*0BHB P K =γ是组元B在服从亨利定律浓度段内以纯物质i为标准态的活度系数是纯物质为标准态的活度与以假想纯物质为标准态的活度相互转换的转换系数是计算元素标准溶解吉布斯能的计算参数)100ln(0)(BA B B m S M M RT G ⋅=∆γθ 一级活度相互作用系数e i j 是指以假想1%溶液为标准态，稀溶液中溶质组分i 的活度系数的lg f i 对溶质组分j 的ωj (%)偏导值，即：0)/lg ((%)→∂∂=A j i j i f e ωω。
冶金原理 课后题答案
第一章 冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。
2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。
8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
《冶金热力学与动力学实验》
《冶金热力学与动力学实验》指导书实验一 、 碳的气化反应一．实验目的1．测定恒压下不同温度时反应的平衡常数。
2．了解在恒温恒压下反应达平衡时测定平衡常数的方法。
3．了解影响反应平衡的因素。
二．实验原理在高炉炼铁、鼓风炉炼铜、铅、锌以及煤气发生炉等生产实践中，固体碳的气化反应具有十分重要的意义。
其反应为：C ＋CO 2＝2CO该反应的自由度为F ＝2－2＋2＝2,即反应平衡时，气相成分取决于温度和系统的压力。
在一大气压时，该反应的平衡常数为：%)(%)(2222CO CO P P K CO CO P ==（1—1）由等压式知B RT H K P +∆-=303.2lg （1—2）式中ΔH 为反应热，R 为气体常数，T 为绝对温度，B 为常数。
三．实验装置如图2-3所示，由二氧化碳气瓶、气体净化系统、管式高温炉及控温仪表、气体分析仪器组成。
图1-3碳的汽化反应实验装置1.CO2气瓶2 流量计3.管式电阻炉4.铂铑热电偶5.温度控制器6. CO2传感器；7.计算机8实验台四．实验步骤1．按图装好仪器设备，将碳粒装入电炉内瓷管的高温带，塞上胶塞，用融化的石蜡密封好。
2．分段检查系统是否漏气，重新密封，直至不漏气为止。
3.通电升温接通电源，打开控温器电流为5A，逐步升到10～12 A。
在升温的同时；打开气瓶，以较大的气流（40ml／分）排出系统内的空气，排气5分钟后调流量为20ml／分，并保持此流量不变。
4.炉温在600℃恒温5分钟后，接通CO2气体传感器，计算机读数，记录CO2％含量。
5. 再按上述操作连续4点，700℃，800℃，900℃，1000℃。
分析反应平衡气体中CO2含量同上操作，再取该温度下反应平衡气体，记录CO2％含量。
7．实验完毕，恢复仪器原状，切断电源，关闭气体。
五．实验报告要求1.计算各温度下平衡气相成分，以体积百分数表示，取10次结果的平均值。
2.计算各温度下的平衡常数K p。
3.绘制平衡气相中一氧化碳与温反t的关系曲线。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括 __________ 、_______ 和________ 。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指_________ 、 _______ 。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用 ________ 的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关 ______ 问题、开拓___ 的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为 ______________ 、 _____ 、_______ 、____ 四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为 _______ 冶金原理及 ____ 冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为 ______________ 、_______ 、、四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是 ______ 和 _______ 的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种 ______ 熔合而成的熔体。
氧化物。
7、_______ 的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、______ 的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的 _______ 、_____ 和_______ 。
粘度、密度、渣 - 锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的 . 物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择 ____________ ，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
钢铁冶金原理教学 反应过程动力学方程的建立
如用物质的量浓度对时间的导数来表示总反应的速率，则 因
于是前式可改写为
令
为容量速率常数，则有
该式为双膜理论的液－液反应过程动力学速率微分式
前式中，令 —为总反应的速率常数；则速率微分式为
式中
是反应的驱动力，而各环节容量速率常数
的倒数，则是各环节呈现的阻力。三个阻力之和即是反
为c0，反应界面上的浓度为c，反应气体的 平衡浓度为c平。组成环节的速率式如下：
界面化学反应速率： 产物层内扩散速率： 对上式（Ⅱ）分离变量积分并由二联立式解出界面浓度c并 代入一式，得出
上式即在忽略外扩散的条件下，反应过程由界面化学反应及 内扩散混合控速的反应速率式。
讨论：内扩散和化学反应限速的情况
2）在两相的界面上，处于动态平衡状态； 3）在每相的范围内组元的扩散通量，对于液体来说与该组元在溶液体 内和界面处的浓度差成正比即
4）虽然在液相内有紊流，但边界层中的流体是静止不动的，不受流体 体内流动状态的影响，在各相中的传质被看作是独立进行的，互不影响。
速率式的推导
各环节及速率如下： 反应物向相界面扩散： 界面化学反应： 产物离开相界面扩散： 当反应处于稳定态时， 联立以上三式可得 出总反应的速率式：
第三节 反应过程动力学方程的建立
Forming the Kinetics Equation of Reaction Process
本节主要内容： 3.1 稳态原理； 3.2 动力学方程的建立过程； 3.3 液－液相反应模型—双膜理论； 3.4 气－固相反应模型—未反应核模型。
3.1 稳定态原理的内容
原理内容：
对串联的反应过程：稳态原理就是串联反应进行了一段时间后，各 反应的速率经过互相调整，从而达到相等。反应的中间产物被下一串联 反应消耗，不出现物质的积累，过程处于稳态中。
冶金原理复习
第一篇冶金熔体第一章冶金熔体概述1。
什么是冶金熔体？它分为几种类型？在火法冶金过程中处于熔融状态的反应介质和反应产物（或中间产品）称为冶金熔体.它分为:金属熔体、熔渣、熔盐、熔锍。
2.何为熔渣？简述冶炼渣和精炼渣的主要作用.熔渣是指主要由各种氧化物熔合而成的熔体。
冶炼渣主要作用在于汇集炉料中的全部脉石成分,灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物分离。
精炼渣主要作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化物,使之与主金属分离。
3.什么是富集渣？它与冶炼渣的根本区别在哪里？富集渣:使原料中的某些有用成分富集与炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
冶炼渣：汇集大部分杂质使其与熔融的主要冶炼产物分离。
4.试说明熔盐在冶金中的主要应用。
在冶金领域,熔盐主要用于金属及其合金的电解生产与精炼。
熔盐还在一些氧化物料的熔盐氯化工艺以及某些金属的熔剂精炼法提纯过程中广泛应用。
第二章冶金熔体的相平衡图1. 在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律.X ：A 10% ，B 70% ，C 20% ;Y ：A 10% ，B 20% , C 70％;Z ：A 70％，B 20% ，C 10％；若将3kg X 熔体与2kg Y 熔体和5kg Z 熔体混合，试求出混合后熔体的组成点。
2.下图是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图（1）写出各界限上的平衡反应（2）写出P、E两个无变点的平衡反应(3)分析下图中熔体1 、2 、3 、4 、5 、6 的冷却结晶路线.3.在进行三元系中某一熔体的冷却过程分析时，有哪些基本规律？答:1 背向规则 2杠杆规则 3直线规则 4连线规则5 三角形规则 6重心规则 7切线规则 8共轭规则等第三章冶金熔体的结构1。
熔体远距结构无序的实质是什么?2.试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。
3.简述熔渣结构的聚合物理论。
其核心内容是什么?第四章冶金熔体的物理性质1。
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第四章 动力学一、名词解释基元反应，化学反应过程的限制性环节，化学反应的级数，化学反应的速率常数，化学反应的活化能，反应过程的准稳态，准稳态过程，对流传质，过程的限制性环节，局部平衡，扩散传质，非稳态扩散 二、填空1．冶金热力学研究冶金过程进行的＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿；冶金动力学是研究＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
化学反应速率常数与温度的关系式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其关系式中＿＿＿＿＿＿参数由反应的机理来决定。
2、基元反应是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
而反应的活化能是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、温度对化学反应速率的影响可用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿公式来衡量。
4、某一气相反应 A (g) 12k k B (g)+C (g) ，若用A c 、B c 、C c 表示反应过程中A (g) 、B (g)、C (g)的浓度，则Adc dt-等于＿＿＿＿＿＿＿＿，该反应的平衡常数用速率常数来表示为＿＿＿＿＿＿＿＿。
5．某一气相（可逆）反应A(g) ⇔12k k B(g)+C(g) ，若用A c 、B c 、C c 表示A(g) 、B(g)、C(g)在反应过程中的浓度，则dtdc B等于＿＿＿＿＿＿＿＿，该反应的平衡常数与该反应的速率常数的关系为＿＿＿＿＿＿＿＿。
6．已知某一气相反应 A (g) 12k k B (g)+C (g) 在300K 时，标准状态下k 1=0.21s -1，k 2=5×10-9s -1，则该反应的平衡常数为＿＿＿＿＿，反应的标准吉布斯自由能的变化值为 ＿＿＿＿＿(J)，反应进行的方向为＿＿＿＿＿。
7．已知某复合反应的反应历程为A12k k ⇔B ，B+D J k 2→，反应过程中A 、B 、D 、J物质的浓度分别用A C 、B C 、D C 、J C 表示，则A 物质的浓度随时间的变化率（AdC dt-）等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
8、已知某复合反应的反应历程为A 11k k -⇔B ，B+D J k 2→，则A 的浓度随时间的变化率dt dC A等于＿＿＿＿＿＿，D 的浓度随时间的变化率dtdCD 等于＿＿＿＿＿＿＿。
9、均相多组分体系中物质的传质分为扩散传质和对流传质，它们的区别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
还原气体CO 在铁矿石中的迁移是＿＿＿＿＿传质，其特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；熔渣中的硫在渣相内的迁移是＿＿＿＿＿传质。
10．对气—固反应，化学反应的速率常数与温度的关系为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，气体在固体内的扩散过程的扩散系数与温度的关系为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，通常高温情况下，化学反应不会成为限制性环节，而扩散为限制性环节，那是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
11．已知某一气相反应 A (g) 12k k B (g)+C (g) 若用A c 、B c 、C c 表示A (g) 、B (g)、C (g)的浓度，Adc dt-等于＿＿＿＿＿＿＿＿，该反应的平衡常数用速率常数来表示为＿＿＿＿＿＿＿＿。
在298K 时，k 1=0.21s -1，k 2=5×10-9s -1，则该反应在298K 时的平衡常数为＿＿＿＿＿，该反应的标准吉布斯自由能的变化为 ＿＿＿＿＿J 。
12．依据质量作用定律可表达出化学反应的速率方程，质量作用定律适用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿反应的速率方程。
已知某复合反应的反应历程为A 12k kB ，若A 、B 的浓度分别用AC 和B C 表示，则B 的浓度随时间的变化率dtdC B为＿＿＿＿＿＿＿＿。
13、一个基元反应的反应级数为二级时，其动力学特征为▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。
14、双膜理论适用于▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁，钢液中的元素氧化反应过程可表示为：[M]+[O]=(MO)，若分析该反应的动力学机理，适用▁▁▁▁▁▁▁模型。
15、反应2)()(CO s Fe CO s FeO +=+为可逆反应，其T G 26.2422880+-=∆θ1-⋅mol J ，则1173K 时反应的平衡常数K 等于＿＿＿＿＿＿＿＿。
若在该温度下，反应正向的速率常数为12100.3--⨯s ，逆反应的速率常数等于＿＿＿＿＿。
16、依据表面更新理论，传质系数的计算式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，依据边界层理论传质系数的计算式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
17、若反应A →B 的速率式为11C kt C A +=，其中C 0为A 的初始浓度，A C 为反应t 时刻A 的浓度，则该反应的级数为＿＿＿＿＿＿级。
若反应A →B 的速率式为0ln ln C kt C A +-=，其中0C 为A 的初始浓度，A C 为反应t 时刻A 的浓度，则该反应的级数为＿＿＿＿＿＿级。
18、致密铁矿石被CO 气体还原，其动力学机理服从＿＿＿＿＿＿＿＿反应模型，整个过程为＿＿＿＿＿＿＿＿个环节；通常认为在冶金高温过程中，化学反应环节不会成为整个过程的限制性环节，其依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
19、反应FeO(s)+CO=Fe(s)+CO 2 为可逆反应，其T G 26.2422880+-=∆θ1-⋅mol J 。
标准状态下，还原反应发生的最低温度是＿＿＿＿＿＿＿；1173K时反应的平衡常数K 等于＿＿＿＿＿＿＿＿。
若在该温度下，反应逆方向的速率常数为121032.5--⨯s ，则正反应方向的速率常数等于＿＿＿＿＿＿1-s 。
20、体系中物质的迁移分为扩散传质和对流传质。
还原气体CO 在铁矿石中的迁移是＿＿＿＿＿传质；熔渣中的硫在液态渣相内的迁移是＿＿＿＿＿传质，其特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
三、问答1、什么是浓度边界层？由边界层理论计算传质系数的基本思想是什么？2、表面更新理论计算传质系数的基本思想及传质系数的计算式。
3、某冶金反应为气—固反应，写出化学反应的速率常数与温度的关系和扩散系数与温度的关系，说明其中每个符号的意义。
并依此说明，通常情况下高温化学反应不会成为限制性环节而扩散成为限制性环节的原因。
4．描述反应[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]的组成环节？ 5．举例说明扩散传质与对流传质的区别。
8、研究通过渣-铁反应去Mn 反应[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]。
（1）写出化学反应的离子方程式。
（2）用哪一种动力学模型处理该过程较为合理？ （3）描述过程的组成环节。
9、钢液中Mn 的氧化反应为[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]。
（1）写出离子反应方程式。
（2）从动力学角度分析其过程的组成环节。
10、阿累尼乌斯公式为RTE ae k k -=0，依据此关系式讨论温度对化学反应速率的影响。
11．CO还原铁矿石过程的动力学方程为])1(1[1])1(323[61)(31032200R kr R R D t r C C e --+---=-ρ平，式中各符号的意义：气体的初始浓度0C ，矿球的初始半径0r ，反应t 时刻矿球的半径r ，反应气体的平衡浓度平C ，产物层内气体的有效扩散系数De ，设矿球的密度ρ反应前后不变，R 为矿球的还原度（矿球的原始量已还原的矿球的量=R ），k 为化学反应的速率常数。
（1）写出矿球完全反应时间的表达式。
（2）若内扩散为限制性环节，其速率表示式如何？ （3）反应是内扩散为限制性环节的特征是什么？四、综合1、针对用CO 还原铁矿石（近似认为铁矿石是致密固体）的反应，回答下列问题：专业班级： 姓 名： 学 号：密 封 线装 订 线（1）用哪种动力学模型处理较为合理，并描述过程的组成环节； （2）若过程的速率式为：031320)(])1(1[)1()1(32363r t C C R K k K R R D r Re⋅-=--++⎥⎦⎤⎢⎣⎡---++ρβ平式中：R 为还原度；β为气体在气相中的传质系数；r 0为矿球的原始半径；De 为内扩散系数；K 为平衡常数；k +为正反应的速率常数；C 0为还原气体的初始浓度；C 平为反应平衡浓度；ρ为矿球的密度（假定反应前后矿球的密度不变）。
问：若内扩散为限制性环节，过程速率式的形式如何？在此情况下，矿石完全反应的时间与矿粒半径的关系为何？影响反应过程速率的因素有哪些？ 2、(气体物质的化学反应AB(g)=A(g)+B(g)，为一级反应。
已知在温度T=593K 时该化学反应的速率常数15102.2--⨯=s k 。
试求该化学反应进行2小时时反应物AB(g)的分解率（分解率R=初始浓度浓度已分解的AB AB ）。
3、试导出铁矿石（近似为球形）为CO 气体还原时，固相层内CO 扩散单独成为限制环节的速率方程。
并标明方程中各种符号的意义。
碳酸钙为致密的固体物，在冶炼过程中加热分解反应为3CaCO (S) CaO(S)+2CO (g)（1）分析过程的组成环节。
（2）当界面反应的速率为1υ=4)/1(22K P k r CO -+π，CO2在产物层内的传质速率2υ=)(400022CO CO e P P r r r r RT D -⨯-π 式中r 、0r — 反应的某一时刻矿球的半径、矿球的原始半径，K 、+k —界面化学反应的平衡常数、正反应速率常数， 2CO P 、2CO P —反应界面CO2 的分压、矿球表面CO2 的分压， De —内扩散系数；T —反应的温度，K ；R 为气体常数。
求达到稳态时的速率方程的微分式。
5、对于2H 还原FeO 的过程，采用一界面未反应核描述时，其速率的积分式为：()()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⋅++⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=31320000111132363R K k K R R D rR c c r e βρτ平式中：0r 为矿球的原始半径；0ρ矿球的密度（假设反应过程不变）；0c 还原气体的初始浓度；平c 还原气体的平衡浓度；R 为还原度（的质量原始质量已还原的FeO FeO R =）；β为还原气体在气相中的传质系数；e D 为还原气体在固体产物层内的扩散系数；K 为反应的平衡常数；k 为反应的速率常数。
（1） 当过程处于化学反应的限制环节时，写出相应的速率积分式，计算完全反应所需的时间（表达式）。
（2） 当内扩散是限制环节时，写出相应的速率积分式，计算完全反应所需的时间（表达式）。
6．已知未反应核模型综合控制的速率方程为：])1(1[])1(323[631322R r De R R K r KDeCo o o --+---=τρ假定碳酸盐的离解反应可用未反应核模型来描述。
今进行碳酸盐离解动力学实验，用不同半径碳酸盐球团试验时，其离解率为1时所对应的反应时间与碳酸盐球团原始半径成正比。