北京科技大学-809冶金物理化学【2013】考研真题
2023-06-20
999+
282.86KB
7 页
侵权投诉
-1-
北 京 科 技 大 学
2013 年硕士学位研究生入学考试试题
=============================================================================================================
试题编号： 809 试题名称 冶金物理化学 （共 7 页）
适用专业： 冶金工程 、冶金工程（专业学位）
说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
考试用具：无存储功能计算器。
=============================================================================================================
此试卷包含两部分：其中第一部分适用于冶金工程（不含生态学）考
生，第二部分仅适用于生态学考生。
第一部分（适用于冶金工程<不含生态学>考生）
1、简要回答下列问题（第 1-8 小题每题 7 分，第 9 小题 14 分，共 70 分）
1）当铁液中组元 i的浓度趋于零时，试推导以纯物质标准态的活度及活度系数
与以 1%标准态的活度及活度系数的关系。
2）对如下反应
（SiO2）+2[C]=[Si]+2CO (1) △G10=a1-b1T
SiO2，（S）+2[C]=[Si]+2CO (2) △G20=a2-b2T
在T≤1873K 时，讨论△G10与△G20的关系。
3）用热力学原理分析氧势图（Ellingham 图）上，为什么标准状态下低位置的
金属元素可以还原高位置的氧化物？
4）描述二元系规则溶液的活度系数的计算方法，并与 Wagner 模型计算进行对
比。
5）用分子理论模型简要描述如何解决 CaO-FeO-SiO2三元系高碱性炉渣溶液各
组元活度的计算，并写出各组元活度的表达式？
6）试用热力学原理证明，为什么化学反应△G0与温度 T的关系为线性？其意
义如何？
7）试推导多相反应动力学基本方程
)( bsd cckJ
，并解释每项的物理意义。
-2-
8）当用溶质渗透理论处理钢液中的脱碳反应时，假设气泡的半径为 r，气泡在
钢液中上浮速率为 u，写出传质系数
d
k
的表达式。
9）在钢液深度为 1米的耐火材料与钢液接触的位置有一个半径为 0.001mm 的
气隙，试问这个气隙能否成为活性气隙？已知钢液中，气液表面张力
值约为 1.5
N·m-1,
角约为 150。
，钢液密度为 7200 kg·m-3，气隙内气体的密度为 1000 kg·m-3。
如果上述气隙是活性气隙的话，初始形成的气泡的直径为多少？
2、（25 分）对如下相图，F点表示 A-B-C 三元系的熔体成分，其质量为 mF。试
分别回答以下的三个问题。
（1）能获得多少一次结晶的 A？在获得该一次结晶的 A过程中体系的自由度是
多少？
（2）在二次结晶过程，液相组成由 H→L 变化时，达到 L时，体系的组成如何?
自由度是多少？获得多少固相，分别是什么?
（3）三元共晶开始前，尚余多少液相？
3、（25 分）已知炼钢炉渣组成及理论光学碱度如下：
组元
CaO
SiO2
MnO
MgO
FeO
P2O5
W(i)
42.68%
19.34%
8.84%
14.97%
12.03%
2.15%
Λi
1
0.48
0.59
0.78
0.51
0.4
1） 试计算该炉渣的光学碱度；
-3-
绝热
2） 试用完全离子溶液模型计算 1600℃时炉渣中(CaO)、(MnO)、(FeO)的活度及
其活度系数。
3） 在 1600℃下，若此时钢液中 w[O]=0.058%， 试确定此渣的氧化还原性。
4、（30 分）装有 30 t 钢液的电炉, 钢水深度 50cm, 1600°C 在电炉的氧化期用
含有高浓度的 FeO 的氧化性炉渣脱除钢液中的 Mn，假设炉渣的厚度远小于钢液
的深度。已知 Mn 在钢水中的扩散系数为 1.1X10-8 m2/s, 钢渣界面上金属锰含量
为 0.03% (质量分数), 钢液原始[Mn]为 0.3% (质量分数),经过 30 分钟后，钢
液中锰含量降至 0.06% (质量分数)。
1）分析此过程脱除 Mn 反应的机理及对可能的限制环节的确定？
2）求 Mn 在钢液边界层中的传质系数及钢液边界层的厚度。
第二部分(仅适用于生态学考生，其他考生不答此部分)
一、填空题（每空 1分，共 35 分）
1热力学第一定律的数学表达式为:；若规定系统吸热
为正，放热为负，系统得功为正，对环境作功
为负，如右图所示，一绝热、无质量、无摩擦
的活塞将与外界绝热的容器分为体积相等的左
右两室，室中均充有 n、p1、T1的理想气体。
若右室中装有一电热丝，并缓慢通电加热右室
气体，于是活塞逐渐向左移动，此时，如以右
室气体为系统时，此过程的 Q（右） 0，W（右） 0；如以左
室气体为系统时，则此过程的 W（左） 0，Q（左） 0。
2对理想气体的单纯
pVT
变化过程，式
dTnCdH mp,
适用于 过程；
而对于真实气体的单纯
pVT
变化过程，式
dTnCdH mp,
适用于 过
程。
3用一绝热隔板将绝热箱分成两部分，分别装有压力、温度均不相同的两种气体。
当将隔板抽走后，气体便进行混合，若以整个气体为系统，则此混合过程的
Q0， △U0。
电阻丝
标签： #北京科技大学 #809冶金物理化学
摘要：
展开>>
收起<<
-1-北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：809试题名称冶金物理化学（共7页）适用专业：冶金工程、冶金工程（专业学位）说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考试用具：无存储功能计算器。===============================================================================...
声明：研友网所有资料均为用户上传分享，仅供参考学习使用，版权归原作者所有。若侵犯到您的权益，请告知我们处理！任何个人或组织，在未征得本平台同意时，禁止复制、盗用、采集、发布本站内容到任何网站、书籍等各类媒体平台。
