2019年湖北武汉科技大学冶金原理考研真题及答案.doc

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2019 年湖北武汉科技大学冶金原理考研真题及答案一、名词解释(共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分) 1、活度 2、分子扩散 3、二元共晶反应 4、酸性氧化物 5、沉淀脱氧二、简述题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分) 1、钢铁冶金从铁矿石开始到生产出连铸坯的过程主要工序有哪些。 2、请简述热力学第一定律。 3、拉乌尔定律表达式 pB＝pB 4、球团矿的还原反应应该采用什么动力学模型进行描述，此反应由那些环节组成？ 5、熔渣中 4 个组元：CaO、TiO2、K2O、FeO, 请说明酸碱性强弱顺序。其中光学碱度大于 1 的氧化物是哪一个？ 6、如果忽略压力对相平衡体系的影响，相律的表达式为，其中 C和分别 *的含义？ *xB 中 pB f C    1 表示什么？ 7、钢水脱磷反应式为：2[P]＋5（FeO）＝（P2O5）＋5[Fe] ，请改写为离子方程式。 8、氧势图中 2Cu＋O2＝2CuO 线为何倾斜向上？C（石）＋O2＝CO2 线为何近似水平？ 9、简述温度、渣的碱度以及氧化性对炼钢脱磷的影响？ 10、请简述熔渣分子结构理论？三、计算题（共 15 分）700℃时测得 Cd—Sn 合金的镉蒸汽压与镉浓度关系如下： %Cd Pcd(mmHg) 1 5 50 150 100 250 试分别以纯物质和重量 1%溶液为标准态，确定含镉 50%的 Cd—Sn 合金中镉的活度和活度系数。（已知 MCd=112.4，MSn=118.7）四、相图分析题（共 30 分）下图为具有一个二元中间化合物 D 的三元系相图，看图在答题纸上回答问题： 1、（4 分）D 是稳定的中间化合物还是不稳定中间化合物，为什么？ 2、（6 分）分别写出 P、E 点发生的相变反应名称及反应式。 3、（11 分）体系点 O 的质量为 W，纯液态 O 开始冷却，当液相冷却至 S 点时，作图表示出此时固相所处的位置，并用做出的线段表示出此时液相、固相、以及固相中 B、C 的质量为多少？ 4、（4 分）若 S 作为体系点，其结晶终点及结晶产物分别是什么？ 5、（5 分）画出体系点 Q 的冷却曲线。

五、分析题（25 分）分析某高炉利用炉渣去硫，已知渣铁间脱硫反应式为： [S]＋（CaO）＝（CaS）＋[O] 0H =124 kJ/mol 式中，[S]、[O]以质量 1%溶液为标准态，(CaO)、（CaS）以纯物质为标准态。 1、（2 分）将上述反应式改写成离子反应式。 2、（3 分）写出该反应包含有组元浓度的平衡常数 K 的表达式。 3、（3 分）基于 K 的表达式，写出硫在渣－铁间质量分配比 SL =w（s）/w[S]的表达式。 4、（6 分）基于 SL 的表达式，简述促进炉渣脱硫的热力学条件。 5、（8 分）若需分析脱硫反应过程动力学，一般用哪种动力学模型处理该过程较为合理？请描述该过程的组成环节。 6、（3 分）若熔渣碱度一定时，该反应速率在某一温度范围内受温度的影响不大，而增加熔渣的搅拌强度可使反应速率显著增加，但增加铁水的搅拌强度，反应速率无明显增加。则在该温度范围内哪一环节为控速环节？答案一、名词解释(共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分) 1、活度：实际溶液以拉乌尔定律或亨利定律为参考态，对组分 B 的浓度进行修正，引入修正后的浓度值称为活度。 2、分子扩散：分子扩散是体系中物质质点由于热运动而自动迁移、浓度均匀化的过程。 3、二元共晶反应：液态溶液析出两个固相的反应 4、酸性氧化物：熔渣吸收氧离子的氧化物 5、沉淀脱氧：向钢液中加入能与氧形成稳定氧化物的元素，形成的脱氧产物能借助自身浮力或钢液的对流运动排出。二、简述题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分) 1、烧结、高炉炼铁、转炉炼钢、炉外精炼、连铸。

3-）＋5[Fe] *表示纯物质 B 的饱和蒸汽压 2、讨论能量（热和功）的转换及守恒的定律，提出了内能及焓两个函数，利用它们可以计算化学反应及相变热效应（焓变）。 3、pB 4、此反应利用未反应核模型进行分析，反应环节包括外扩散、内扩散以及界面化学反应。 5、碱性由强到弱顺序：K2O ＞CaO＞FeO＞TiO2，其中 K2O 的光学碱度大于 1。 6、C和分别表示体系中的独立组元数和体系中含有的相数。 7、离子方程式：2[P]＋5（Fe 2+）＋8（O2-）＝2（PO4 8、氧势线的斜率为熵变的负值，反应 2Cu＋O2＝2CuO 熵减小，所以斜率为正，反应 C（石）＋ O2＝CO2 的熵变大约为零。 9、温度越低、渣的碱度越高、氧化性越强，越有利于脱磷反应。 10、分子结构理论把熔渣看作由多种分子状质点组成的理想溶液，三、计算题(15 分) aCd(R)=150/250=0.6，rCd＝1.168；aCd(%)=150/5=30，fCd=0.6 四、相图分析题（共 30 分） 1、D 为不稳定的中间二元化合物，因为它不在自己的初晶区内。 2、P 点共晶反应：L=A+C+D E 点包晶反应：L+B=C+D 3、略 4、S 点的结晶产物是 C、D，结晶终点是 E 点。 5、略五、推导题（25 分） 1）（2 分）[S]+（O2-）=（S2-）+[O]。 x f w O O 2- S [ ] 32 f w S [ w f w S O O [ ] f w S [ 2）（3 分）  2- S  na O a a O 2- S a a S O 2-  2- S a O 2- 2- S ] = 。 K   S ] 3）（3 分） L S  w S [ ] w S  32  n K 2  a O w O f [ ] S f S 2  。 O 4）（6 分）高温、高碱度、低氧化性。 5）（8 分）双膜理论。脱硫过程动力学组成环节：反应物分别从渣、铁本体穿过相应边界层达到渣铁界面；渣铁界面反应；产物由渣铁界面穿过相应边界层分别进入渣、铁本体。 6）（3 分）（CaS）或（S2-）的扩散。

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