冶金原理习题

第二章 冶金动力学基础

1． 什么叫做化学反应进度，它和化学反应速度有什么区别，如何测定化学反应的速率？

解 对于化学反应 v1B1?v2B2?v3B?3v 4BnBi?n0Bi?nBi有 ?? ?vivi或 d??dnBi vi反应式中，任一反应物或产物的物质的量的变化除以其化学计量数（对反应物取负号，对产物取正号）。其结果称为该反应的进度，用符号?表示。

引入反应进度这个量的最大优点是反应在进行到任何时刻，都可用任一反应物和产物的物质的量的变化来表示反应的程度。当反应物按其反应方程式中的化学计量数进行反应时，即

?nBi时，反应进度?=1mol。 vi?1dnd?Bi?反应速率测定义为??mol，即反应进度对时间的导数，或反应进?dtvidt度随时间的变化率。

当反应中体系的体积V保持不变，则反应速率v定义为

v?1dnBi1dcBi mol·s-1·m-3 ?VvidtVdt或 v??V?vi?1dcBi dt因此，在体系的体积V是常数时，用反应式中任一物质的浓度变化的速率均可同样表示反应的速率，而反应的吉布斯自由能变化?rGm也是指反应进度为1mol的值，J·mol-1。

计算一个化学反应的速率，可由不同时间测定的某反应物（或产物）浓度的值，作cB?t曲线图，曲线上各点的切线斜率就是对应时间的反应速率。

2． 根据熵增原理，孤立体系内只有熵增大了，过程才能自发地进行。但新相形核自发进行却是熵减小的过程，因为体系中的质点是从无序态向有序态自发地转变。这是否违背了熵增原理？

解 新相核自发的形成，并未违背孤立体系内过程进行的熵增原理。因为微小体积内发生地质点浓度的起伏，能使体系由平衡态向非平衡态自发转变。质点的浓度高于饱和浓度，就有新相核形成。同时，过饱和浓度引起吉布斯自由能的负值增大，供给新相核形成所需的能量（新相核的表面能），整个体系的吉布斯

??(?G)?自由能得以下降，推动了形核过程的进行。由?????S可知，整个体系

?T??P的吉布斯自由能下降，也就是体系的熵增加了 。