2016929_25_814 冶金原理-2016.zip

1A 卷参考答案及评分标准一、简述题(共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分)1.不是。G反映热力学问题，与动力学无关。2.A以纯液态 A 为标准态，（AB2）以纯固态 AB2为标准态。3.1；1/xC4.碱性减弱顺序：CaO、MgO、FeO、Fe2O3、SiO2；没有5.铁水预处理脱硫，强还原性气氛6.反应物或生成物发生相变，可导致氧势线转折。氧势线斜率等于氧化物形成反应熵变的负值。熵变与形成氧化物时反应前后气体物质的化学计量数变化B同号。对于气态氧化物，B0，故斜率 MnLMnOw)(，进一步简化 MnwkdtMndwMn积分上式：tkMnwMnwMn0ln 即为所求。式中，0Mnw为钢液中 Mn 的初始质量分数。第 1 页 共 3 页姓 名：报 考 专 业：准 考 证 号 码：密封线内不要写题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：冶金原理（A 卷B 卷）科目代码：814考试时间：3 小时 满分 150 分可使用的常用工具：无 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、简述题(共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分)1.某反应的吉布斯能G越负，是否该反应速率越快？简述理由。2.已知：（1）A（l）+2B（g）=AB2（s），G1；（2）A+2B（g）=（AB2），G2。问：什么条件下，G1=G2。3.高炉铁水中溶解碳C达到饱和，其摩尔分数为 xC，如以纯固态碳作为其标准态，C的活度为多少？活度系数为多少？4.熔渣中 5 个组元：CaO、MgO、SiO2、Fe2O3、FeO,请说明酸碱性强弱顺序。其中，光学碱度大于 1 的氧化物有哪些？5.铁水预处理脱硫与转炉炼钢脱硫，哪一种情况下硫更易脱除，为什么？6.氧势图中一些氧化物的氧势线为何转折？2CO22CO 线为何倾斜向下？7.简述熔渣分子理论要点。8.对于“铁液中溶解碳与溶解氧生成 CO 气体的反应”，热力学计算表明该反应可以发生，但为什么在单一的铁液中很难发生？二、（共 12 分）利用下述结构的固体电解质电池测定钢液溶解氧含量：Mo 丝|OFe|ZrO2（CaO）|Mo，MoO2|Mo 丝在温度为 T K 时，测得电池的电动势为 E V。另外，可查到下述反应的基本热力学数据：Mo(s)O2 MoO2(s)，0mfG J/mol；（1）O22O1%，0solG J/mol（O 以质量 1 溶液为标准态）（2）试利用上述数据推导温度为 T K 时钢液中氧的质量分数 wO的计算公式（假设固体电解质为纯氧离子导体，要求推导过程中写出各电极反应、电池反应、相关公第 2 页 共 3 页式，所需其他量请自行定义）。三、（共 26 分）相图分析题：下图为具有一个二元不稳定化合物的三元系相图，看图答问：1.（4 分）在图上标出组元 A、B、C 及化合物D 的初晶区。2.（3 分）图中表明 D 为不稳定化合物的特征？3.（7 分）标出浓度三角形中 Pe4，PE，e3e4 线温度下降方向，写出 Pe4，PE 线上的相变反应式（不含 P、E 点）并注明相变反应名称。4.（3 分）在浓度三角形 BC 边上示意性补画出 BC 二元系相图。5.（6 分）图中物系点 M、N 的初晶物、最终结晶物各是什么？液相各消失于什么位置？6.（3 分）图中物系点 e1 的冷却曲线。四、（共 25 分）分析反应动力学过程：A（s）+B（g）=AB（g）。设 气体 B、AB 的相内本体浓度分别为 cB、cAB；B、AB 的传质系数分别为B、AB；界面反应为一级可逆，且其平衡常数为 K，正反应速率常数为 k+，逆反应速率常数为 k-。1.（6 分）一般用哪种动力学模型处理该过程较为合理？请依据该模型，说明动力学过程的主要组成环节。2.（4 分）如果某一环节单独成为限速环节，该环节所受到的阻力是最大，还是最小？3.（4 分）请推导 K 与 k+及 k-的关系式。4.（8 分）按准稳态原理，推导反应的总速率方程 v 的表达式（由题中已知的参数表示，要求不含 k-。推导过程中允许新引入其它参数符号，但必须标明其含义）。5.（3 分）利用得到的总速率方程式，讨论各环节分别单独成为限制性环节的条件。五、（共 39 分）研究铁液中 Mn 的氧化反应：Mn（FeO）（MnO）Fe。该反应热效应H w(MnO)/LMn，请在上式的基础上推导出锰氧化速率的积分式。