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1、课前复习：课前复习：炉渣碱度；炉渣碱度；炉渣氧化炉渣氧化-还原性含义；还原性含义；炉渣容量性、炉渣容量性、C CS S、C C S S。6 6 化合物的生成化合物的生成-分分解反应及碳氢的燃烧反应解反应及碳氢的燃烧反应 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 基本概念基本概念基本概念基本概念6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.1.2 化合物的标准摩尔生成吉布斯能化合物的标准摩尔生成吉布斯能化合物的标准摩尔生成吉布斯能化合物的标准摩尔生成吉布斯能1 1 1 12 2 2 23 3 3 36.1.3 6.1.3 6.1.3 6.1.3 氧势图及其应用氧势图及其应用氧势图及其应用氧势图及
2、其应用本次课教学内容及其要求：本次课教学内容及其要求：了解了解化合物的形成分解反应；化合物的形成分解反应；化合物的形成分解反应；化合物的形成分解反应；理解掌握理解掌握氧势含义、意义及其定义式；固体氧化物氧氧势含义、意义及其定义式；固体氧化物氧氧势含义、意义及其定义式；固体氧化物氧氧势含义、意义及其定义式；固体氧化物氧势、气体氧化物氧势含义、定义式及其计算式；势、气体氧化物氧势含义、定义式及其计算式；势、气体氧化物氧势含义、定义式及其计算式；势、气体氧化物氧势含义、定义式及其计算式；熟悉掌握熟悉掌握氧势图中氧势线走向规律、氧势图的应用。氧势图中氧势线走向规律、氧势图的应用。氧势图中氧势线走向规律
3、、氧势图的应用。氧势图中氧势线走向规律、氧势图的应用。6.1 6.1 氧化物的氧势图氧化物的氧势图(1)(1)冶金中常见的分解反应冶金中常见的分解反应 6.1.1 6.1.1 基本概念基本概念1氧化物分解反应：氧化物分解反应：氧化物分解反应：氧化物分解反应：碳酸盐分解反应：碳酸盐分解反应：碳酸盐分解反应：碳酸盐分解反应：硫化物的分解反应：硫化物的分解反应：硫化物的分解反应：硫化物的分解反应：(2)(2)化合物生成反应、分解反应定义化合物生成反应、分解反应定义 化化化化合合合合物物物物生生生生成成成成反反反反应应应应：在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，由由由由一一一一种种种种元元
4、元元素素素素或或或或简简简简单单单单化化化化合合合合物和一种气体结合成一种新的化合物的反应。物和一种气体结合成一种新的化合物的反应。物和一种气体结合成一种新的化合物的反应。物和一种气体结合成一种新的化合物的反应。化化化化合合合合物物物物分分分分解解解解反反反反应应应应：在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，由由由由一一一一种种种种化化化化合合合合物物物物转转转转变变变变为为为为一一一一种元素或另一种较简单的化合物和一种气体的反应。种元素或另一种较简单的化合物和一种气体的反应。种元素或另一种较简单的化合物和一种气体的反应。种元素或另一种较简单的化合物和一种气体的反应。6.1.2 6.
5、1.2 化合物的标准摩尔生成吉布斯能化合物的标准摩尔生成吉布斯能2 2(1)(1)化合物的标准摩尔生成吉布斯能定义化合物的标准摩尔生成吉布斯能定义它是指在标准状态下，稳定单质和它是指在标准状态下，稳定单质和它是指在标准状态下，稳定单质和它是指在标准状态下，稳定单质和OO2 2反应生反应生反应生反应生成成成成1 1摩尔化合物的吉布斯自由能。摩尔化合物的吉布斯自由能。摩尔化合物的吉布斯自由能。摩尔化合物的吉布斯自由能。(2)化合物标准摩尔生成吉布斯能与温度关系化合物标准摩尔生成吉布斯能与温度关系化合物标准摩尔生成吉布斯能表示符号：化合物标准摩尔生成吉布斯能表示符号：化合物标准摩尔生成吉布斯能表示符
6、号：化合物标准摩尔生成吉布斯能表示符号：化合物标准摩尔生成吉布斯能与温度关系式：化合物标准摩尔生成吉布斯能与温度关系式：化合物标准摩尔生成吉布斯能与温度关系式：化合物标准摩尔生成吉布斯能与温度关系式：(1)(1)氧势（氧势（氧位氧位）体系中氧气体系中氧气体系中氧气体系中氧气的相对化学位，称为氧位（氧势）的相对化学位，称为氧位（氧势）。可以用来比较氧化气氛的强弱。可以用来比较氧化气氛的强弱。6.1.3 6.1.3 氧势图及其应用氧势图及其应用31 1）氧化物（固态及液态）的氧势（氧位）氧化物（固态及液态）的氧势（氧位）一定温度一定温度一定温度一定温度T T T T下，氧化物形成反应下，氧化物形成
7、反应下，氧化物形成反应下，氧化物形成反应:达达达达到平衡时，平衡气相中氧气的到平衡时，平衡气相中氧气的到平衡时，平衡气相中氧气的到平衡时，平衡气相中氧气的RTlnPRTlnPRTlnPRTlnPO2O2O2O2即是氧化物的氧位。即是氧化物的氧位。即是氧化物的氧位。即是氧化物的氧位。定义、表示符号及物理意义：定义、表示符号及物理意义：氧化物的氧势表示符号及关系式：氧化物的氧势表示符号及关系式：氧化物的氧势可用来衡量氧化物的稳定性氧化物的氧势可用来衡量氧化物的稳定性氧化物的氧势可用来衡量氧化物的稳定性氧化物的氧势可用来衡量氧化物的稳定性，氧势，氧势愈小，氧化物愈稳定；反之氧化物愈不稳定。愈小，氧化
8、物愈稳定；反之氧化物愈不稳定。氧化物氧势大小物理意义：氧化物氧势大小物理意义：2）CO、CO2、H2O(g)气体氧化物的氧势及其关系式气体氧化物的氧势及其关系式CO的氧势、关系式的氧势、关系式氧位不仅与氧位不仅与氧位不仅与氧位不仅与COCO生成反应的标准吉布斯能生成反应的标准吉布斯能生成反应的标准吉布斯能生成反应的标准吉布斯能有关，还与平衡气相中有关，还与平衡气相中有关，还与平衡气相中有关，还与平衡气相中COCO分压有关。分压有关。分压有关。分压有关。特殊情况：特殊情况：CO2的氧势、关系式的氧势、关系式特殊情况：特殊情况：COCO2 2的氧簇线（的氧簇线（的氧簇线（的氧簇线（与与与与T T、
9、P PCOCO/P/PCO2CO2关系图）关系图）关系图）关系图）当当T=0K，任意，任意PCO/PCO2值下，值下，=-562 kJmol-1，得得得得C C点点点点(0,-562)(0,-562)。CO2氧势线均过氧势线均过C点。点。附：附：附：附：PCO/PCO2=102时时HH2 2OO(g)(g)的氧势、关系式的氧势、关系式的氧势、关系式的氧势、关系式特殊情况：特殊情况：当当当当T=0KT=0K时，任意时，任意时，任意时，任意P PH2OH2O/P/PH2H2值下，值下，值下，值下，=-500=-500，得，得，得，得HH点（点（点（点（0,-500)0,-500)。HH2 2OO所
10、有氧势线均通过。所有氧势线均通过。所有氧势线均通过。所有氧势线均通过。HH2 2OO的氧势线簇的氧势线簇的氧势线簇的氧势线簇(与与与与T T、P PH2H2/P/PH2OH2O关系图）关系图）关系图）关系图）附：附：附：附：P PH2H2/P/PH2OH2O=10=105 5时时时时(2)(2)(2)(2)氧势（氧势（氧势（氧势（氧位氧位）图）图）图）图氧势图：氧势图：氧势图：氧势图：氧化物的氧化物的氧势（氧位）与温氧势（氧位）与温度之间的关系图。度之间的关系图。横坐标、纵坐标；横坐标、纵坐标；氧化物的氧势线簇；氧化物的氧势线簇；三标尺线；三标尺线；H、C、O三点。三点。主要构成：主要构成：主
11、要构成：主要构成：1 1 1 1）坐标介绍）坐标介绍）坐标介绍）坐标介绍氧化物的氧势线由对应的氧化物形氧化物的氧势线由对应的氧化物形氧化物的氧势线由对应的氧化物形氧化物的氧势线由对应的氧化物形成反应（成反应（成反应（成反应（1 1 1 1）的标准吉布斯自由能）的标准吉布斯自由能）的标准吉布斯自由能）的标准吉布斯自由能变化值与温度关系式作出。变化值与温度关系式作出。变化值与温度关系式作出。变化值与温度关系式作出。2 2 2 2）图中氧化物）图中氧化物）图中氧化物）图中氧化物（非气体氧化物）（非气体氧化物）（非气体氧化物）（非气体氧化物）氧势线的制作氧势线的制作氧势线的制作氧势线的制作一定一定一定
12、一定P PO2O2时，体系氧势时，体系氧势时，体系氧势时，体系氧势随温度变化关系式求取：随温度变化关系式求取：随温度变化关系式求取：随温度变化关系式求取：通过通过通过通过O(0O(0，0)0)点与点与点与点与P PO2O2在氧在氧在氧在氧分压标尺上的数值点形分压标尺上的数值点形分压标尺上的数值点形分压标尺上的数值点形成的连线，再求出连线成的连线，再求出连线成的连线，再求出连线成的连线，再求出连线方程即为所求。方程即为所求。方程即为所求。方程即为所求。一定的一定的 时，时，体系氧势随温度变化体系氧势随温度变化的关系求取：通过的关系求取：通过C（0,-561.9）点与）点与 在标尺上读在标尺上读数
13、点连线，再求出连数点连线，再求出连线方程即为所求。线方程即为所求。u标尺用途：标尺用途：一定的一定的 时，时，体系氧势随温度变化体系氧势随温度变化的关系求取：通过的关系求取：通过H(0,-500)点与点与 在标尺上读在标尺上读数点连线，再求出连数点连线，再求出连线方程即为所求。线方程即为所求。u标尺用途：标尺用途：6)6)6)6)氧势线的走向氧势线的走向氧势线的走向氧势线的走向凝聚相态的氧化物氧势基本上向上倾斜。凝聚相态的氧化物氧势基本上向上倾斜。CO氧势线向下倾斜；氧势线向下倾斜；与与原因：原因：氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反应的熵变（应的熵变（-S），
14、而熵变与反应的前后气体体积变），而熵变与反应的前后气体体积变化同号，化同号，2M(S)+O2=2MO(S)反应的气体体积变化小于反应的气体体积变化小于0，则其反应的，则其反应的-S0。2C+O2=2CO反应的气体体积反应的气体体积变化大于变化大于0，则其反应的，则其反应的-S0。因此，凝聚相态的。因此，凝聚相态的氧化物氧势向上倾斜，氧化物氧势向上倾斜，CO氧势线向下倾斜。氧势线向下倾斜。氧势线走向规律：氧势线走向规律：2C+O2C+O2 2=2CO=2CO2 2氧势线呈水平状。氧势线呈水平状。氧势线呈水平状。氧势线呈水平状。氧势线走向规律：氧势线走向规律：氧势线走向规律：氧势线走向规律：原因：
15、原因：原因：原因：氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反应的熵变（应的熵变（应的熵变（应的熵变（-S-S），而熵变与反应的前后气体体），而熵变与反应的前后气体体），而熵变与反应的前后气体体），而熵变与反应的前后气体体积变化莫测同号，积变化莫测同号，积变化莫测同号，积变化莫测同号，2C+O2C+O2 2=2CO=2CO2 2反应前后气体反应前后气体反应前后气体反应前后气体体积变化为体积变化为体积变化为体积变化为0 0，-SS=0=0，因此，因此，因此，因此，2 2C+OC+O2 2=2CO=2CO2
16、 2氧氧氧氧势线呈水平状。势线呈水平状。势线呈水平状。势线呈水平状。一些氧势线发生了转折。一些氧势线发生了转折。一些氧势线发生了转折。一些氧势线发生了转折。氧势线走向规律：氧势线走向规律：氧势线走向规律：氧势线走向规律：原因：原因：原因：原因：氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反应的熵氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反应的熵氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反应的熵氧化物氧势线走向与斜率决定于生成反应的熵变（变（变（变（-S-S），氧化物生成反应中当一些物质发生相变），氧化物生成反应中当一些物质发生相变），氧化物生成反应中当一些物质发生相变），氧化物生成反应中当一些物质发生相变时，反应的熵变随之发
17、生改变。若反应物发生相变时，反应的熵变随之发生改变。若反应物发生相变时，反应的熵变随之发生改变。若反应物发生相变时，反应的熵变随之发生改变。若反应物发生相变（如熔化、蒸发等），反应的总（如熔化、蒸发等），反应的总（如熔化、蒸发等），反应的总（如熔化、蒸发等），反应的总 S S 降低，降低，降低，降低，-S-S 增大，增大，增大，增大，氧化物氧势线斜率增大。若产物发生相变时，反应的氧化物氧势线斜率增大。若产物发生相变时，反应的氧化物氧势线斜率增大。若产物发生相变时，反应的氧化物氧势线斜率增大。若产物发生相变时，反应的总总总总 S S 增大，增大，增大，增大，-S-S 减小，氧化物氧势线的斜率降低
18、。减小，氧化物氧势线的斜率降低。减小，氧化物氧势线的斜率降低。减小，氧化物氧势线的斜率降低。p麦克斯威尔关系式：麦克斯威尔关系式：p氧化物氧势线斜率：氧化物氧势线斜率：一个反应的熵变与对应反应的体积变化同一个反应的熵变与对应反应的体积变化同一个反应的熵变与对应反应的体积变化同一个反应的熵变与对应反应的体积变化同符号符号符号符号。氧化物氧势线走向分析说明：氧化物氧势线走向分析说明：氧化物氧势线走向分析说明：氧化物氧势线走向分析说明：氧化物生成反应发生相变时，氧势线转折分析说明：氧化物生成反应发生相变时，氧势线转折分析说明：氧化物生成反应发生相变时，氧势线转折分析说明：氧化物生成反应发生相变时，氧
19、势线转折分析说明：式中，产物发生相变时取式中，产物发生相变时取式中，产物发生相变时取式中，产物发生相变时取“+”，反应物发生相变时取，反应物发生相变时取，反应物发生相变时取，反应物发生相变时取“-”。式中，式中，式中，式中，分别为反应未发生相变前的分别为反应未发生相变前的分别为反应未发生相变前的分别为反应未发生相变前的标准熵变、反应产物标准熵变、反应产物标准熵变、反应产物标准熵变、反应产物MOMO2 2、反应物、反应物、反应物、反应物MM、OO2 2的标准熵变。的标准熵变。的标准熵变。的标准熵变。相变时的熵变计算公式：相变时的熵变计算公式：相变时的熵变计算公式：相变时的熵变计算公式：MOMO2
20、 2发生相变后，相变点后氧势发生相变后，相变点后氧势发生相变后，相变点后氧势发生相变后，相变点后氧势线斜率减少，可用右图表示。线斜率减少，可用右图表示。线斜率减少，可用右图表示。线斜率减少，可用右图表示。反应产物反应产物MO2发生相变，氧势线走向变化分析：发生相变，氧势线走向变化分析：反应物反应物M发生相变时，氧势线走向的变化发生相变时，氧势线走向的变化 反应物发生相变，相变点后氧反应物发生相变，相变点后氧反应物发生相变，相变点后氧反应物发生相变，相变点后氧化物的氧势斜率增大，见右图。化物的氧势斜率增大，见右图。化物的氧势斜率增大，见右图。化物的氧势斜率增大，见右图。（3 3）氧势图的应用氧势
21、图的应用氧势图的应用氧势图的应用判定一定条件下氧化物的稳定性；判定一定条件下氧化物的稳定性；判定一定条件下氧化物的稳定性；判定一定条件下氧化物的稳定性；判定一定条件下不同氧化物之间的相对稳定性；判定一定条件下不同氧化物之间的相对稳定性；判定一定条件下不同氧化物之间的相对稳定性；判定一定条件下不同氧化物之间的相对稳定性；（、依据：氧化物氧势愈小，稳定性愈好，反之，稳依据：氧化物氧势愈小，稳定性愈好，反之，稳定性愈差）定性愈差）确定还原反应的还原剂；确定还原反应的还原剂；确定还原反应的还原剂；确定还原反应的还原剂；（依据：还原剂的氧化物产（依据：还原剂的氧化物产物氧势小于被还原氧化物氧势，或反应的
22、物氧势小于被还原氧化物氧势，或反应的GT2时时,O(MO)T2时时,MO2比比NO2稳定。稳定。答：答：PO2的氧势线在高于的氧势线在高于T3后，斜率增大，反应物后，斜率增大，反应物P发发生了相变。生了相变。答：答：氧化物氧势愈小愈稳定，分解压也愈小，图中温度氧化物氧势愈小愈稳定，分解压也愈小，图中温度范围内，范围内，PO2氧势最小，因此，分解压最小的为氧势最小，因此，分解压最小的为PO2。p 三标尺其它用途三标尺其它用途三标尺其它用途三标尺其它用途 标尺用途标尺用途标尺用途标尺用途确定一定氧压下体系的氧势；确定一定氧压下体系的氧势；确确确确定一定定一定定一定定一定T T下氧化物的分解压下氧化
23、物的分解压下氧化物的分解压下氧化物的分解压。P P P PCOCOCOCO/标尺其它用途：标尺其它用途：标尺其它用途：标尺其它用途：确定一定温度、一定确定一定温度、一定PCO/比值下，氧化物能否被比值下，氧化物能否被CO还原、氧化物被还原、氧化物被CO还原的温度条件；一定温度还原的温度条件；一定温度下下CO还原氧化物所需的最低还原氧化物所需的最低CO/CO2浓度比，等。浓度比，等。标尺其它用途标尺其它用途标尺其它用途标尺其它用途确定一定温度、一定确定一定温度、一定 比值下，氧化物能否比值下，氧化物能否被被COCO还原、氧化物被还原、氧化物被COCO还原的温度条件；一定温度还原的温度条件；一定温
24、度下下COCO还原氧化物所需的最低还原氧化物所需的最低CO/COCO/CO2 2浓度比，等。浓度比，等。课后作业与思考题：课后作业与思考题：1 1、何谓氧化物的生成反应、分解反应？、何谓氧化物的生成反应、分解反应？2 2、何谓体系的氧势？、何谓体系的氧势？3 3、何谓凝聚相氧化物的氧势？、何谓凝聚相氧化物的氧势？COCO氧势？氧势？4 4、氧势图有何用途？如何使用？、氧势图有何用途？如何使用？谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH