化合物形成和分解第二部分.pptVIP

化合物形成和分解第二部分*第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.4氧化物形成－分解的热力学原理*第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日●逐级转变原则高价氧化物在温度升高时放出氧，依次突跃地经过体系中所有低价氧化物，直至零价（金属）3.4氧化物形成－分解的热力学原理对于同一金属元素，若其能形成不同价位的氧化物，则其分解过程有如下原则：●稳定性原则温度升高时，结构比较简单的低价(含氧原子数少)的氧化物稳定存在；低温时，则是结构比较复杂的氧化物稳定存在。*第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日高价氧化物的氧势比低价氧化物的氧势高，说明高价氧化物的稳定性比低价氧化物的稳定性小。随着氧势的降低，高价氧化物将逐级分解为低价氧化物，并最终得到金属。3.4氧化物形成－分解的热力学原理*第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日反应能否越级进行？3.4氧化物形成－分解的热力学原理V2O5VO2V2O3VOVV2O5VO2V2O3V?*第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日反应能否越级进行？3.4氧化物形成－分解的热力学原理V2O5VO2V2O3VOV例1400K，在气氛中，用H2还原V2O3，产物是什么？V2O3(s)+H2(g)=2VO(s)+H2O(g)(a)考虑逐级反应V2O3(s)+3H2(g)=2V(s)+3H2O(g)(b)△G0=106300-21.058T考虑越级反应△G0=153600-23.3T*第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日反应能否越级进行？3.4氧化物形成－分解的热力学原理△G=△G0+RTlnK=△G0+RTln(PH2O/PH2)V2O3(s)+3H2(g)=2V(s)+3H2O(g)(b)V2O3(s)+H2(g)=2VO(s)+H2O(g)(a)△G(a)=-57.2KJ△G(b)=-13.0KJVO(s)+H2=V(s)+H2O(g)?(c)△G0=177200-24.2T△Gc=9.314KJ.mol-1逐级还原的趋势大于越级还原的趋势,所以不能越级进行!!最终产物是VO，而不是V*第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.4氧化物形成－分解的热力学原理注意：▲不相邻的氧化物不能平衡共存，稳定性相邻的化合物才能平衡共存!▲逐级转变原则主要针对各级氧化物及金属均为凝聚态纯物质的形成－分解反应！V2O3(s)+3H2(g)=2[V]+3H2O(g)V2O3(s)+H2(g)=2VO(s)+H2O(g)(a)*第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.4氧化物形成－分解的热力学原理843K歧化温度△*第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日●最低价氧化物存在原则最低价氧化物在转变过程中有其出现的最低温度。高于此温度才能出现。而低于此温度在转变过程中不能出现。3.4氧化物形成－分解的热力学原理对于同一金属元素，若其能形成不同价位的氧化物，则其分解过程有如下原则：*第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.4.1分解反应3.4氧化物形成－分解的热力学原理*第11页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.4.2分解特性●逐级转变原则●最低价氧化物有一个存在的最低温度*第12页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.4.3铁氧化物分解的优势区图Fe-O系氧化铁分解的优势区图OlgPO2*第13页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.5铁—氧状态图3.5.1坐标纵坐标—温度，℃横坐标—氧含量，[%O]3.5.2竖直线含氧27.64%—纯Fe3O4含氧30.06%—纯Fe2O3570℃912℃1394℃*第14页，共38页，星期日，2025年，2月5日3.5.3两个固溶体,两个液溶体●FexO—浮士体Fe3O4在FeO晶体中的固溶体●Fe3O4固溶体Fe2O3在Fe3O4中的固溶体●L1：溶解有氧