冶金原理(4)--其中考试答案与详解
粉末冶金考卷及问题详解
专业课原理概述部分一、选择题(每题1分,共5分)1. 下列哪种方法不属于粉末冶金的基本工序?A. 制粉B. 成型C. 焊接D. 烧结A. 物理法B. 化学法C. 机械法D. 生物法A. 粉末颗粒间的粘结B. 孔隙度的降低C. 材料体积的膨胀D. 密度的提高4. 下列哪种粉末冶金产品不适合采用注射成型技术?A. 微型齿轮B. 复杂形状零件C. 大型结构件D. 精密仪器零件A. 蜡B. 纤维素C. 硼酸D. 铝合金二、判断题(每题1分,共5分)1. 粉末冶金工艺可以生产出任意复杂形状的零件。
()2. 粉末冶金过程中,烧结是唯一使材料致密化的步骤。
()3. 粉末冶金制品的力学性能一定低于相同成分的铸件。
()4. 粉末冶金技术在航空航天领域有广泛应用。
()5. 粉末冶金工艺中,制粉是一个步骤。
()三、填空题(每题1分,共5分)1. 粉末冶金的基本工序包括____、____、____。
2. 常用的金属粉末制备方法有____、____、____。
3. 粉末冶金烧结过程中,会发生____、____、____等现象。
4. 粉末冶金成型方法主要有____、____、____等。
5. 粉末冶金制品具有____、____、____等优点。
四、简答题(每题2分,共10分)1. 简述粉末冶金的基本原理。
2. 什么是粉末冶金注射成型?它有哪些优点?3. 粉末冶金烧结过程中,影响材料性能的主要因素有哪些?4. 简述粉末冶金在航空航天领域的应用。
五、应用题(每题2分,共10分)1. 某一粉末冶金制品的原料为铁粉和铜粉,试分析其烧结过程中可能发生的化学反应。
2. 请设计一种粉末冶金工艺流程,用于生产微型齿轮。
3. 某粉末冶金制品在烧结过程中出现开裂现象,请分析可能的原因并给出解决措施。
4. 如何通过粉末冶金工艺提高制品的致密度?5. 论述粉末冶金在新能源汽车领域的应用前景。
六、分析题(每题5分,共10分)1. 分析粉末冶金制品在制备过程中可能出现的缺陷及其产生原因,并提出相应的解决措施。
《冶金原理》课后习题和解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
钢铁冶金原理试题及答案
且反应 级数 与反应物的 计量系数 相等,这样的反应称为基元反应。
7.气体分子在 分子(或范得华)引力 的作用下被吸附到固体或液体的表面上称为物理吸附;在 化学键力 的作用下被吸附到固体或液体的表面上,称为化学吸附。
三、分析题(共2题,每题12分,共24分)1.请写出图1中各条曲线所代表的反应,各区域稳定存在的氧化物,利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。
2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应:344[C](Cr O )3[Cr]4CO +=+,试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件。
图1四、计算题(共3题,每题12分,共36分)1. 测得温度1873K 还原渣及GCrl5钢的表面张力分别为及1-⋅m N ,两者的接触角 38=α。
试求钢--渣的界面张力,并确定此种还原渣能否在钢液中乳化? 解:305.138cos 45.063.1245.063.1cos202222=⨯⨯⨯-+=-+=s m s m ms σσσσσ 铺展系数:125.0305.145.063.1-=--=--=ms s m S σσσ 铺展系数小于0,说明此熔渣不易在钢渣中乳化。
2.在用CO 还原铁矿石的反应中,l173K 的速率常数12110987.2--⨯=s k ,1273K 的速率常数12210623.5--⨯=s k 试求:(1)反应的活化能;(2)1673K 的速率常数k 值;(3)1673K 的可逆反应的速率常数:)11(0Kk ++。
反应为()2CO FeO CO s FeO +=+; T G mr 26.24228000+-=∆ 1-⋅mol J 解:(1)由⎪⎭⎫ ⎝⎛-=RT E k k a exp 0 可得: ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⨯-1173314.8exp 10978.202a E k⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⨯-1273314.8exp 10623.502a E k 先对上两式取对数,而后在相减,可得:⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⨯⨯--1273111731147.1910623.510978.2lg 22a E12278923127311173110623.510978.2lg 147.19---⋅=-⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-=mol J E a(2)1673K 下的k774.01673112731147.197892310623.5lg2-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⨯-k 48.0774.010623.5lg lg 2-=+⨯=-k所以 1331.0-=s k(3)1673K 的可逆反应的速率常数:)11(0K k ++ 331.0==+k k00ln K RT G M r -=∆555.0147.1926.241673147.1922800lg 0-=-⨯=K ,278.00=K所以:1052.1278.011331.0)11(-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+s K k 3.求下列反应的0m r G ∆及温度为1273K 时反应的平衡常数。
冶金原理 课后题答案
第一章 冶金热力学基础1.基本概念:状态函数,标准态,标准生成自由能及生成焓,活度、活度系数和活度相互作用系数,分解压和分解温度,表面活性物质和表面非活性物质,电极电势和电池电动势,超电势和超电压。
2.△H 、△S 和△G 之间有何关系,它们的求算方法有什么共同点和不同点?3.化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途?试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4.化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态?如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响?5.试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同,会影响到哪些热力学函数的取值?哪些不会受到影响?6.如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小?7.试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴(半径分别为r1、r2)的蒸汽压之间的关系。
8.已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1,又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1,求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少?(-3305.36 kJ ·mol -1)9.已知炼钢温度下:(1)Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1(2)[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 (3)Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下,液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
冶金原理试卷与答案
精品文档《冶金原理》试题一 解释下列名词①氧势:体系中氧气的相对化学位,RT ln P O 2 。
②选择性氧化:对于金属熔体,用控制温度及体系压力的方法,控制熔体中元素的氧化,达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的,称为选择性氧化。
二 简答题 (共 30 分)① ( 6 分 ) 炉渣的熔点是如何定义的?炉渣的半球点温度是如何定义的?二者是否一致?为什么?炉渣熔点定义:加热时固态完全转变为均匀液相的温度,也就是炉渣相图的液相线或液相面的温度。
半球点温度:渣柱试样在加热过程中高度降低一半时所对应的温度,实际上此时炉渣未完全熔化,因此不等于理论上定义的炉渣熔点。
② ( 5 分 ) 在进行冶金中的相关反应计算时,对于金属熔体中的组元,一般采用哪种标准态?对于熔渣中的组元,一般采用哪种标准态?在进行冶金中的相关反应计算时,对于金属熔体中的组元,一般采用服从亨利定律,重量 1%浓度溶液为标准态;对于熔渣中的组元,一般采用纯物质为标准态。
③ ( 6 分 ) 写出化学反应速率常数与温度的关系式,说明其中每个符号的意义,讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。
化学反应速率常数与温度的关系式为:Ekz e RT式中: k — 化学反应速率常数; R — 理想气体常数; T -温度E —活化能; z — 频率因子。
在频率因子一定的条件下,活化能 E 越大,则 k 越小。
反之,活化能E 越小,则 k 越大。
因为:ln k Eln zRT 所以:d ln kEdTRT 2E 越大,d ln k值越大,当温度升高时, k 随温度升高而增大得多; E 越小,d ln k值越小,当温度升高dTdT时, k 随温度升高而增大得少。
④ ( 8 分 ) 对于 H 2 还原 FeO 的过程,采用一界面未反应核描述时,其速率的积分式为:0 rR r 0 232R31R 3c 0 c 平36 D eK111R 3当过程处k 1K于动力学范围时,写出相应的速率积分式,计算反应完全所需的时间;内扩散是限制环节时,写出相应的速率积分式,计算反应完全所需的时间。
武汉科技大学2022年《冶金原理》考研真题与答案解析
武汉科技大学2022年《冶金原理》考研真题与答案解析一、名词解释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p B =p B *⋅x B 中p B *的含义?4、球团矿的还原反应应该采用什么动力学模型进行描述,由那些环节组成?5、熔渣中4个组元:CaO 、TiO 2、K 2O 、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和分别表示什么?ϕ7、钢水脱磷反应式为:2[P]+5(FeO )=(P 2O 5)+5[Fe] ,请改写为离子方程式。
8、氧势图中2Cu +O 2=2CuO 线为何倾斜向上?C (石)+O 2=CO 2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?1f C ϕ=-+三、计算题700℃时测得Cd—Sn合金的镉蒸汽压与镉浓度关系如下:%Cd 1 50 100Pc d(mmHg) 5 150 250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M Cd=112.4,M Sn=118.7)四、相图分析题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、D是稳定的中间化合物还是不稳定中间化合物,为什么?2、分别写出P、E点发生的相变反应名称及反应式。
3、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、若S作为体系点,其结晶终点及结晶产物分别是什么?5、画出体系点Q的冷却曲线。
五、分析题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] =124 kJ/molH式中,[S]、[O]以质量1%溶液为标准态,(CaO)、(CaS)以纯物质为标准态。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
冶金原理课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用__物理化学、_____的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关__技术___问题、开拓__新__的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
、2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为__金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为__钢铁____冶金原理及__有色金属___冶金原理。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为____冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣____四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_熔渣____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
5、熔渣是_金属提炼______和_____精炼过程__的重要产物之一。
6、熔渣是指主要由各种_氧化物_____熔合而成的熔体。
7、__富集渣______的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
8、__精炼渣_____的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的粘度、密度、渣-锍界面力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择__熔渣成分______,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
预期方向;限度;转化率。
13大多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物:FeO、CaO、SiO214高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物:CaO、AlO、SiO23215熔盐——盐的熔融态液体,通常指无机盐的熔融体16在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物叫________ 冶金熔体1、应为熔盐有着与水溶液相似的性质,因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的或占主导地位的生产方法。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
冶金原理试卷与答案1
《冶金原理》试题一 解释下列名词①氧势:体系中氧气的相对化学位,2ln O P RT 。
②选择性氧化:对于金属熔体,用控制温度及体系压力的方法,控制熔体中元素的氧化,达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的,称为选择性氧化。
二 简答题(共30分)①(6分)炉渣的熔点是如何定义的?炉渣的半球点温度是如何定义的?二者是否一致?为什么?炉渣熔点定义:加热时固态完全转变为均匀液相的温度,也就是炉渣相图的液相线或液相面的温度。
半球点温度:渣柱试样在加热过程中高度降低一半时所对应的温度,实际上此时炉渣未完全熔化,因此不等于理论上定义的炉渣熔点。
②(5分)在进行冶金中的相关反应计算时,对于金属熔体中的组元,一般采用哪种标准态?对于熔渣中的组元,一般采用哪种标准态?在进行冶金中的相关反应计算时,对于金属熔体中的组元,一般采用服从亨利定律,重量1%浓度溶液为标准态;对于熔渣中的组元,一般采用纯物质为标准态。
③(6分)写出化学反应速率常数与温度的关系式,说明其中每个符号的意义,讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。
化学反应速率常数与温度的关系式为:RTE ez k -⋅=式中:k —化学反应速率常数;R —理想气体常数;T -温度 E —活化能;z —频率因子。
在频率因子一定的条件下,活化能E 越大,则k 越小。
反之,活化能E 越小,则k 越大。
因为: RTE z k -=ln ln 所以:2ln RT EdT k d =E 越大,dT k d ln 值越大,当温度升高时,k 随温度升高而增大得多;E 越小,dTk d ln 值越小,当温度升高时,k 随温度升高而增大得少。
④(8分)对于H 2还原FeO 的过程,采用一界面未反应核描述时,其速率的积分式为:()()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⋅++⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=31320000111132363R K k K R R D r R c c r e βρτ平当过程处于动力学范围时,写出相应的速率积分式,计算反应完全所需的时间;内扩散是限制环节时,写出相应的速率积分式,计算反应完全所需的时间。
冶金概论4-高炉冶炼的基本原理(一)
CO 、H2、N2等。
风口前碳素的燃烧温度一般不低于 1500℃。焦炭中的碳除一部分参加直接还
原和渗入生铁外,约有70%的量在风口前
燃烧生成一氧化碳。
燃烧反应供给了高炉气体还原剂和热
量,并使炉缸下部腾出空间、为高炉炉料
下降创造了条件。
当鼓风以很高的速度(100~200m/s)从风口
鼓入高炉时,具有足够的动能吹动风口前的焦炭 块,形成一个比较疏松的袋形空间。
H2/ % 80
6
400,80
8
1300,50
570,72
40
5
7
1300,0.5 800
0
400
1200
温度/℃
图6 H2还原铁氧化物平衡相图
用H2还原铁氧化物的特点:
1) 得到Fe所需H2浓度高(在高炉内,H2将 铁氧化物还原成Fe很困难)。
2)H2还原铁氧化物主要发生在高炉较高
温区域(高炉中部)。
还原反应通式:MeO十X=Me+XO
常用还原剂:固体碳C、CO、H2
(2)铁氧化物还原顺序(P61)
由高级向低级、逐级还原: <570℃时:Fe2O3→Fe3O4→Fe
>570℃时:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 2.2 铁氧化物的还原过程
(1) 用CO还原铁氧化物
t<570℃时, 3Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2 +Q Fe3O4 + 4CO 3 Fe + 4CO2 + Q t>570℃时, 3Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2 +Q Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 -Q FeO + CO Fe + CO2 +Q (4)
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
钢铁冶金原理试题及答案
2008 /2009 学年第 1 学期《钢铁冶金原理》考试试题A一、简答题 (共5题,每题4分,共20分)1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。
2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物?如何表示炉渣的碱度?3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度?4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自由能?写出形成质量1%标准溶液的标准溶解吉布斯自由能计算式。
5. 何为氧化物的氧势?氧化物的氧势与其稳定性关系如何?二、填空题(共20空,每空1分,共20分)1.在恒温、恒压下,溶液的 热力学性质 对某一组元 摩尔 量的 偏微分 值称为溶液中该组元的偏摩尔量。
2.在任意温度下, 各 组元在 全部 浓度范围内均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。
3.按照熔渣 离子 结构理论,熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组成。
4.熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液(或钢液) 提供 氧 的能力,用熔渣中 FeO 的活度表示。
5.在一定温度下,把熔渣具有 相等 粘度的 组成点 连成线,称为熔渣的等粘度曲线。
6.若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ,且反应 级数 与反应物的 计量系数 相等,这样的反应称为基元反应。
7.气体分子在 分子(或范得华)引力 的作用下被吸附到固体学生班级________________学生学号:□□□□□□□□□□□□学生姓名:________________………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………或液体的表面上称为物理吸附;在 化学键力 的作用下被吸附到固体或液体的表面上,称为化学吸附。
三、分析题(共2题,每题12分,共24分)1.请写出图1中各条曲线所代表的反应,各区域稳定存在的氧化物,利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。
2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应:344[C](Cr O )3[Cr]4CO +=+,试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件。
最新《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学,它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失,要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗,必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程的特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有:1)计算给定条件下的;根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下的平衡常数,确定反应进行的______;3)分析影响反应的和平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。