冶金热力学习题题目
冶金过程热力学与动力学
2008年《冶金过程热力学与动力学》试题1. （5分）利用网络热化学数据库，查询列出FeO 的主要无机热化学性质。
要求提供有查询网页地址及整理的结果。
2. （12分）Fe －Si 溶液与纯固态SiO 2平衡，平衡氧分压＝8.26×102O p -9Pa 。
试求1600℃时[Si]在以下不同标准态时的活度。
（1）纯固态硅；（2）纯液态硅；（3）假想纯物质（或亨利标准态）；（4）＝1％溶液标准态。
][Si w 已知：Si （s ）＋O 2（g ）＝SiO 2（s ） J/molT G f 64.1739020700+−=Δ硅的熔点＝1410℃，标准熔化焓＝50626J/mol ，＝0.00116， f T 0Si fus H Δ0Si γFe 、Si 的摩尔质量分别为：＝55.85×10Fe M -3kg/mol ，＝28.09×10Si M -3kg/mol 。
3. （10分）在500°C 的铅液中加锌提银，其反应为2[Ag]＋3[Zn]＝Ag 2Zn 3（s ）当铅液中Ag 与Zn 均以纯物质为标准态时，500°C 下，上述反应的 kJ/mol 。
1280−=ΔG 已知铅液中锌及银均服从亨利定律，＝11，＝2.3。
加锌后铅中锌含量为w [Zn]＝0.32％。
铅、锌、银的摩尔质量分别为M 0Zn γ0Ag γPb ＝207.2×10-3kg/mol ，M Zn ＝65.38×10-3kg/mol ，M Ag ＝107.87×10-3kg/mol 。
试计算残留在铅中的银含量w [Ag]。
4. （12分）在1400K 时，用H 2还原V 2O 3，若还原过程中，气相中的比值始终保持在1×1022/H O H p p -5水平，问能否得到金属钒？ 已知：31V 2O 3（s ）＋H 2（g ）＝32V （s ）＋H 2O （g ） J/mol T G 30.231536000−=Δ 32V 2O 3（s ）＋32V （s ）＝2VO （s ） J/mol T G 72.1473000+−=ΔVO （s ）＋H 2（g ）＝V （s ）＋H 2O （g ） J/mol T G 20.241772000−=Δ5. （13分）库巴谢夫斯基（O. Kubashewski ）曾测定Fe-Cr 系在1600℃时铬的活度如下表：Cr x 0.04740.0828 0.2955 0.501 0.699 Cr a0.112 0.153 0.402 0.543 0.727（1） 求出值。
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。
冶金炉热工基础期末复习.doc
《冶金炉热工基础》期末复习题一、填空题1.根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和强制对留给热。
2.雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与粘性力之比。
3.若两物理现象相似，则其同名相似准数相等,此即相似第一定理。
4.在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。
5.若A = L 即R + D = 0或对外来的热辐射全部吸收，没有反射和透过的物体称为绝对黑体或黑体。
6.普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。
7.对任意两个表面而言FrQu = FgCPii，此关系称为角系数的互变性。
8.若在两平行表面间平行放置n块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少为原来的1/11+1 Q9.当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产生反如、吸收和透过三种作用。
10.平壁厚度越莲，平壁材料的导热系数越去，则通过平壁的导热量越大。
11 .物体各处温度不随时间变化的传热状态称为争史态昱愁。
12.物体内温度相同的所有点连成的面称为室星鱼。
13.两种或两种以上传热方式同时存在的传热过程，称为综合传热。
14.耐火材料按耐火度的不同可分为普通耐火材料、高级耐火材料和特级耐火材料三种。
15.对流现象只能在气体或液体中出现,它是借温度不同的各部分流体发生扰动和混合而引起的热量转移。
16.传热学的任务，就是研究不同条件下愁星和愁厦的具体内容和数值，从而能计算出传热量大小,并合理地控制和改善传热过程。
17.物体的黑度或称辐射率表示该物体辐射能力接近绝对黑体辐射能力的程度。
18.单位时间的传热量可称为热流,温度差可称为热压。
19 .耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫耐火度o20.重油雾化的主要作用是将重油雾化成很细的油雾，增加与氧气的接触面积。
21 .固体和液体燃料都是由五种元素、灰分、水分组成。
22.煤气的燃烧可分为扩散式燃烧和预混式燃烧两大类。
23.重油牌号的命名是按照该种重油在50°C的屋氏料度来确定的。
冶金热力学及动力学习题和答案1
冶金热力学及动力学第一次作业及答案一、填空题1、黑色金属指______________三种金属。
铁、铬、锰2、钢铁冶金一般分为三个工序，即______、_______和___________。
炼铁、炼钢、二次精炼3、对于任一反应，若∆G<0，则反应能________向进行。
正4、对于任一反应，若∆G>0，则反应________向进行。
逆5、对于任一反应，若∆G=0，则反应达到_____________。
平衡6、对于某化学反应，若v=kC A a C B b，则该反应的总级数为________。
a+b7、边界层理论认为，流体在相界面上流动时，出现______边界层、_______边界层和_______边界层。
速度，温度，扩散8、气体在固体表面的吸附分为_________吸附和_________吸附。
物理，化学9、气体在固体表面吸附时，主要被吸附到固体表面的__________。
活性点10、气-固相间的反应动力学模型有__________模型和____________反应模型。
未反应核，多孔体积11、反应产物在均匀相内形核，称为______形核，在异相界面上形核称为______形核。
均相，异相12、气体在金属中是以___________溶解的。
单原子13、工业纯铁的熔点是_______K，化学纯铁的熔点为_______K。
1803 ，181114、在浓度三角形中，平行于任意一边的平行线上的各物系点，所含对应顶角组分的浓度_____________。
相同15、浓度三角形中有两个物系点M和N组成一个新的物系O，则O点必定落在_____连线上。
MN16、熔渣的离子结构理论认为，熔渣是由________组成的。
离子17、按照氧化物的酸碱性不同，CaO 、FeO 、MgO等属于__________氧化物。
碱性18、按照氧化物的酸碱性不同，SiO2、P2O5 、Fe2O3属于___________氧化物。
（完整版）钢铁冶金学试题库.doc
（完整版）钢铁冶金学试题库.doc试题库一、填空题1.高炉生产的主要原料是___________________ 、_________ 和熔剂。
答案：铁矿石及其代用品；燃料2.炼铁的还原剂主要有三种，即__________ 、_________和_________ 。
答案：碳、一氧化碳、氢3.高炉内CO 不能全部转变成CO2 的原因是因为铁氧化物的____________需要过量的CO 与生成物平衡。
答案：间接还原4.钢、铁都是铁碳合金，一般把碳含量大于 2.00%叫_______________ 。
答案：铁5.硅的氧化反应是________反应，低温有利于硅的氧化。
答：放热6.钢中加入适量的铝，除了脱氧的作用以外，还具有___________ 的作用。
答案：细化晶粒7.在硫的分配系数一定的条件下，钢中含硫量取决于_______中硫含量和渣量。
答案：炉渣8. 要使炉况稳定顺行，操作上必须做到三稳定，即____________ 、____________ 、____________。
答案：炉温、碱度、料批9.钢中有害气体主要是_________ 、 _________。
答案： H； N10.炼钢的基本任务有脱碳、脱硫、脱氧合金化和__________。
答案：去气和去夹杂物11.造渣方法根据铁水成份和温度，冶炼钢种的要求选用_______、双渣法、留渣法。
措施。
答案：单渣12.12.铁矿石还原速度的快慢，主要取决于____________和____________的特性。
答案：煤气流；矿石13.生铁一般分为三大类，即____________ 、____________、____________。
答案：铸造铁、炼钢铁、铁合金14.在钢材中引起热脆的元素是____________ ，引起冷脆的元素是____________ 。
答案： Cu、 S；P、 As15.在Mn 的还原过程中，____________是其还原的首要条件, ____________ 是一个重要条件。
2018 冶金与材料热力学期末试题开卷限时.doc
2018年冶金与材料热力学期末考试试题（1）开卷考试，可以携带所需的参考书，使用计算器等电子工具，要求独立完成所有的试题；（2）答题时间为4小时；（3）每道题的分数都已经标注在题目的前面；（4）答题时各个部分的题目可以在一定的分数范围内有所选择，答题的总分要求达到100分。
第一部分基础理论题（选择做30・35分即可）1简答题（5分）：冶金热力学主要的研究目的和理论基础是什么？也就是说冶金热力学主要是用来解决什么问题的？请举一个实例加以说明。
冶金热力学与冶金动力学的研究内容之间的主要区别在哪里？请举出实例加以说明。
2简答题（5分）：请分別列出两种平衡常数的测定方法和活度的测定方法，并介绍其中的原理。
答：参考课本C3简答题（5分）：冶金热力学数据在冶金热力学分析中具有极为重要的意义，请问（1）符号△ Gf的中文全称是什么？△心―+ BT的由来和意义；（2）获得某一个化学反应的厶「G/的途径有哪些？4简答题（5分）：标准态与平衡态是如何定义的？也就是说它们的基本特点有哪些？冶金热力学中常用的标准态有哪些？以A-B -元溶液为例，介绍一下它们之间的换算关系。
5简答题（5分）：可逆过程在热力学中具有极为重要的意义，请结合一个实例，例如理想气体的可逆膨胀过程，指出可逆过程具有哪些基本特征？并讨论可逆过程在热力学中的意义是什么？可逆过程与爛变的计算有什么关系？6简答题（10分）：请列出等温方程和等压方程，然后在热力学基本关系式的基础上推导出等温方程和等压方程，并讨论等温方程和等压方程的意义。
7简答题（5分）：下图为两种还原剂CO和H?还原铁氧化物的平衡状态图，（1）请简要介绍该图的主要意义，（2）补充ab和cd这两个线段所对应的化学反应方程式，（3）请比较CO和出高于1000°C时的还原能力。
100盖Hr・(OOM8简答题（5分）：氧势图由哪几个部分组成的？利用氧势图主要可以解决哪些冶金热力学中的问题？当两个反应例如2CO + O2 = 2CO2与2Fe + 02 = 2FeO的标准摩尔生成吉布斯自由能直线发生交叉时，这个交点对应的温度有什么意义？当低于这个温度时，在标准态下可以发生什么反应？结合氧势图，请解释一下为什么说碳是万能的还原剂?第二部分计算题（选做45・50分即可）1・（5分）利用固体电解质电池Cr, Cr2O3I ZrO2+CaO I [O]Fc测定1600°C钢液中氧浓度。
冶金试题及答案
冶金试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种金属不属于铁基合金？A. 不锈钢B. 铝C. 铸铁D. 碳钢答案：B2. 钢铁冶炼中，下列哪个过程不是炼钢的主要步骤？A. 熔化B. 氧化C. 还原D. 精炼答案：C3. 金属的塑性变形主要通过哪种方式实现？A. 弹性变形B. 断裂C. 蠕变D. 冷加工答案：D4. 以下哪种方法不是金属的热处理方式？A. 退火B. 淬火C. 焊接D. 正火5. 金属的腐蚀主要是由于哪种原因引起的？A. 机械磨损B. 微生物作用C. 电化学作用D. 热膨胀答案：C6. 以下哪种合金元素常用于提高钢的强度？A. 镍B. 铜C. 铝D. 硅答案：C7. 金属的疲劳破坏通常发生在哪个阶段？A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 蠕变阶段答案：A8. 金属的冷加工硬化是由于什么原因？A. 晶体缺陷的增加B. 晶体缺陷的减少C. 晶体结构的改变D. 晶体尺寸的减小答案：A9. 以下哪种金属不是贵金属？B. 银C. 铜D. 铂答案：C10. 金属的焊接通常需要使用哪种设备？A. 电焊机B. 车床C. 铣床D. 钻床答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素会影响金属的焊接质量？A. 焊接电流B. 焊接速度C. 焊接材料D. 焊接环境答案：ABCD2. 金属的热处理可以改变金属的哪些性能？A. 硬度B. 韧性C. 强度D. 导电性答案：ABC3. 以下哪些是金属腐蚀的类型？A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 生物腐蚀答案：ABD4. 金属的塑性变形可以通过哪些方式实现？A. 冷加工B. 热加工C. 机械加工D. 化学加工答案：AB5. 以下哪些合金元素可以提高钢的耐腐蚀性？A. 铬B. 镍C. 碳D. 锰答案：AB三、判断题（每题2分，共10分）1. 金属的硬度可以通过热处理来提高。
（对）2. 金属的疲劳破坏通常发生在塑性阶段。
冶金专业考试题及答案
冶金专业考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 冶金工业中，以下哪种气体是主要的还原剂？A. 氧气B. 氮气C. 一氧化碳D. 二氧化碳2. 铁矿石中的铁主要以什么形式存在？A. 氧化铁B. 硫化铁C. 碳化铁D. 金属铁3. 以下哪个不是炼铁过程中的副产品？A. 铁渣B. 铁水C. 煤气D. 钢渣4. 炼钢过程中，脱碳是主要的工艺之一，脱碳的主要目的是？A. 提高钢的硬度B. 降低钢的韧性C. 增加钢的塑性D. 提高钢的纯净度5. 以下哪种方法不是钢铁的热处理方法？A. 退火B. 正火C. 淬火D. 焊接二、填空题（每空2分，共20分）6. 冶金工业中常见的炉型包括______、______和______。
7. 钢铁材料的热处理过程包括加热、保温和______三个阶段。
8. 钢铁材料的微观组织主要包括铁素体、______和碳化物。
9. 在炼铁过程中，铁矿石的还原反应主要发生在______区域。
10. 钢铁材料的腐蚀可以通过______和______两种方法来预防。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述炼钢过程中的脱碳过程及其对钢性能的影响。
12. 描述钢铁材料的热处理工艺对材料性能的改善作用。
13. 阐述钢铁材料的腐蚀机理及其预防措施。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 某炼铁厂生产铁水，已知铁矿石含铁量为60%，铁矿石的消耗量为100吨，求该厂一天生产的铁水量。
15. 某钢铁厂进行热处理，已知钢的初始温度为20℃，加热到850℃，求加热过程中钢的温度变化量。
答案：一、选择题1. C2. A3. D4. D5. D二、填空题6. 高炉、转炉、电炉7. 冷却8. 珠光体9. 高温还原10. 电镀、涂漆三、简答题11. 脱碳过程是炼钢过程中降低钢中碳含量的工艺，通过控制碳含量，可以提高钢的硬度和强度，同时减少钢的脆性，改善其加工性能。
12. 热处理工艺包括退火、正火、淬火等，通过改变材料的微观组织结构，可以提高材料的硬度、韧性和塑性，从而改善其整体性能。
冶金工程函授班《冶金原理》大型作业
冶金工程函授班《冶金原理》大型作业姓名一.判断题( ) 1、热力学第一定律用于研究宏观体系变化中的能量传化问题.。
( ) 2、内能是体系的性质，是状态函数。
( ) 3、在氧化物的ΔGº-T关系图上，氧化物的氧势线越高，氧化物越稳定。
( ) 4、金属熔体对夹杂物的润湿性较好，将有利于夹杂物的上浮去除。
( ) 5、在冷却过程中，液相组成随温度变化而变化，但其方向总是背向析出组元的方向。
这就是所谓的背向规则。
( ) 6、对复杂反应不能直接应用质量作用定律。
( ) 7、冶金反应多是在高温下进行的多相反应，反应过程成为控制冶金反应速率的限制性环节。
( ) 8 、主要由冶金原料中的氧化物或冶金过程中生成的氧化物组成的熔体。
( ) 9、脱硫反应为吸热反应，降低温度有利于脱硫反应。
比CO还原能力强。
（） 10、温度高于1083K时，H2( ) 11、标准状态下，固态的元素，ΔHº298=1000。
( ) 12、热容和比热与物质的性质、状态、数量单位、温度、加热条件等有关。
( ) 13、在标准状态下，氧势线在上的氧化物的对应元素可以还原氧势线位置在下的氧化物。
( ) 14、金属熔体对耐火材料的润湿较好时，将有利于耐火材料的保护。
( ) 15、相律只适合平衡过程。
( ) 16、化合物发生相变时，生成的异相成份与原成份不同，则这种化合物为同分熔点化合物。
( ) 17、限制环节不是一成不变的，当外界条件改变时，限制环节可能发生相应变化。
( ) 18 、有色冶金中，一般说来，酸度小于或等于1的渣属于酸性渣。
( ) 19、碳的完全燃烧和不完全燃烧的△G0在任何情况下都是负值，因而这两个反应在高温下不能完全反应。
（） 20、炉渣碱度越高；熔池的温度越高，回锰的程度也越低。
二、填空1、热力学研究的内容为化学变化的和问题。
2、热力学第一定律的数学表述为 。
3、说明在等温、等压且不涉及 的条件下，过程自发地向亥姆霍次自由能 的方向进行4、研究冶金反应动力学主要是确定 。
（完整版）钢铁冶金学试题.docx
（完整版）钢铁冶⾦学试题.docx钢铁冶⾦学（炼铁学部分）试卷（A）院 (系)班级学号姓名试卷卷⾯成绩占课程平时课程考考核成成绩核成绩题号⼀⼆三四五六七⼋九⼗⼩计绩 %占 %得分8020（注：答题需在答题纸上进⾏，请不要在试卷上答题，否则将被扣分。
）得分⼀、名词解释题（每题 3 分，共 18 分）1. ⾼炉有效容积利⽤系数2. SFCA3. 煤⽓ CO 利⽤率4. ⾼炉的管道⾏程5. ⾼炉的碱负荷6. COREX炼铁⼯艺得分⼆、判断题(每题 1.5分，共30分)（对：√，错：×。
）1.磁铁矿的理论含铁量为 70％，⿊⾊条痕，疏松结构，较易还原。
2.焦炭的主要质量要求是：含碳量⾼，反应性⾼，反应后强度⾼。
3.⾼炉炼铁要求喷吹⽤煤粉的爆炸性弱，可磨性指数⼤，燃烧性⾼。
4.⾼风温热风炉的炉顶耐⽕材料⼀般使⽤⾼铝砖或碳砖。
5. 为确保烧结矿固结强度，⼀般要求烧结最⾼温度为1350～1380℃。
6.烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。
7.厚料层烧结⼯艺的主要⽬的是为了提⾼烧结矿⽣产能⼒。
8.酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠 FeO 与 SiO2形成的低熔点化合物粘结。
9.原燃料中的 P2O5在⾼炉中不能被还原⽽全部进⼊⽣铁。
10.耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。
11.阻⽌⾼炉内 K 、Na 循环富集的对策之⼀是降低炉渣⼆元碱度。
12.⾼炉风⼝燃烧带出来的煤⽓中既有 CO ⼜有 CO2，但前者含量更⾼。
13.增⼤⾼炉⿎风动能的措施之⼀，是扩⼤⾼炉风⼝直径。
14.提⾼风⼝理论燃烧温度，有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。
15.抑制“液泛现象”，有利于改善⾼炉下部的透⽓性、透液性。
16.矿⽯的软熔性能影响⾼炉软熔带的位置，但不影响其厚度。
17.加⼤矿⽯批重将有助于抑制⾼炉内的中⼼煤⽓流。
18.与加湿⿎风不同，脱湿⿎风的主要作⽤在于提⾼⾼炉产量。
19.富氧⿎风不仅可以给⾼炉带⼊热量，⽽且可以增加⾼炉产量。
冶金炉热工基础试题
冶金炉热工基础一、填空题1、燃料根据其形态，可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。
2、气体燃料的可燃成分为CO、H2、CH4和C m H n；不可燃成分为CO2、H2O、N2和O2。
3、固、液体燃料的有机成分为C、H、O、N。
4、液体燃料的燃烧过程分为雾化、蒸发、热解和裂化、混合、着火与燃烧；雾化过程为关键。
5、气体燃料的燃烧方法可分为有焰燃烧、无焰燃烧。
6、气体燃料的燃烧过程可分为煤气与空气的混合、煤气与空气混合物的着火、完成燃烧反应，在整个燃烧过程中起最直接影响的是煤气与空气的混合过程。
7、耐火制品的气孔可分为开口气孔、闭口气孔、连通气孔。
8、耐火材料的物理性能包括体积密度、真比重、气孔率、热导率、热膨胀性；工作性能包括耐火度、荷重软化温度、抗渣性、耐急冷急热性、高温体积稳定性。
9、传热过程的基本方式为传导导热、对流换热、辐射传热；太阳照到万物是辐射传热方式；加热炉主要能量传播方式为热辐射。
二、选择题1、固、液体燃料中最主要的热能来源为____ b ______。
a、氢b、碳c、氧2、固、液体燃料的有机成分为_____ c _____。
a、C、N、O、Sb、C、O、N、Sc、C、H、O、N3、有焰燃烧的主要特点是煤气与空气的____ b ______。
a、先混合后燃烧b、边混合边燃烧c、先燃烧后混合4、无焰燃烧的主要特点是煤气与空气的____ a ______。
a、先混合后燃烧b、边混合边燃烧c、先燃烧后混合5、液体燃料燃烧过程关键是____ b _______。
a、混合b、雾化c、燃烧6、耐火制品单位体积的重量（不包括气孔体积），称____ c ______。
a、容积比b、体积密度c、真比重7、耐火材料抵抗温度剧变而不破裂或剥落的性能称为____ b ______。
a、高温体积稳定性b、耐急冷急热性c、荷重软化温度8、耐火材料是指耐火度大于____ c ______的材料。
a、1680℃b、1480℃c、1580℃9、流体流过另一物体表面时所发生的热交换称为____ a ______。
贵金属冶炼过程中的热力学分析考核试卷
D.金属的化学性质
6.贵金属冶炼过程中，以下哪些方法可以用于精炼金属？（）
A.熔炼法
B.电解法
C.沉淀法
D.吸附法
7.以下哪些条件有利于电解法提取贵金属？（）
A.低温
B.高电流密度
C.低浓度
D.适当的电解质
8.热力学势在贵金属冶炼中的应用包括哪些？（）
A.判断反应的自发性
B.计算反应的平衡常数
A.温度波动
B.压力变化
C.溶液搅拌
D.离子迁移
12.下列哪个参数与金属的活度有关？（）
A.摩尔分数
B.质量分数
C.分子量
D.摩擦系数
13.贵金属冶炼过程中，以下哪个因素可能导致热力学势降低？（）
A.温度升高
B.压力降低
C.溶液浓度降低
D.活度系数增大
14.下列哪种金属在热力学上具有最高的稳定性？（）
11.（）12.（）13.（）14.（）15.（）
16.（）17.（）18.（）19.（）20.（）
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.在热力学中，系统的能量守恒定律可以用__________定律来描述。
2.贵金属冶炼过程中，金属的活度与__________和__________密切相关。
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. A
3. A
4. C
5. A
6. A
7. B
8. B
9. C
10. A
11. A
12. A
13. D
14. A
15. A
16. D
17. D
18. C
锡冶炼工艺中的热力学分析考核试卷
A.炉渣中的锡含量过高
B.精炼过程中锡的氧化
C.熔炼过程中的喷溅
D.设备的腐蚀
11.以下哪些热力学原理与锡冶炼过程中的相变有关？（）
A.热力学第一定律
B.热力学第二定律
C.相律
D.热力学零定律
12.锡冶炼过程中，以下哪些操作可以减少环境污染？（）
锡冶炼工艺中的热力学分析考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.锡冶炼过程中，下列哪种物质通常作为炼锡的原料？（）
7.在锡冶炼过程中，下列哪个因素会影响热力学分析结果？（）
A.温度
B.压力
C.溶液浓度
D.所有上述因素
8.下列哪个热力学参数表示反应的自发进行方向？（）
A. ΔH
B. ΔS
C. ΔG
D. ΔV
9.锡冶炼过程中，下列哪种物质可以作为氧化剂？（）
A.硫
B.碳
C.氧气
D.氢气
10.在锡冶炼热力学分析中，下列哪个方程式表示锡的熔化反应？（）
4.锡冶炼过程中，以下哪些条件会影响热力学平衡？（）
A.温度
B.压力
C.溶液pH值
D.精炼剂的种类
5.以下哪些物质可以用于锡冶炼中的精炼过程？（）
A.硫酸
B.氯化钠
C.硅酸钠
D.硫磺
6.锡冶炼过程中的热力学分析包括以下哪些方面的考虑？（）
A.物质的相态变化
B.化学反应平衡
C.能量转换
稀土金属冶炼中的热力学分析考核试卷
()
4.以下哪些是稀土金属冶炼过程中常用的热力学参数？
A.焓变（ΔH）
B.熵变（ΔS）
C.自由能变化（ΔG）
D.电化学势
()
5.下列哪些因素会影响稀土金属电解过程中的电解质选择？
A.电解质的导电性
B.电解质的稳定性
C.电解质与金属的分离性
D.电解质的成本
()
6.稀土金属冶炼中，以下哪些方法可以用于提高金属的纯度？
8.稀土金属冶炼过程中，提高反应温度总是有利于金属的提取。（）
9.在热力学分析中，焓变（ΔH）与反应物和产物之间的能量差有关。（）
10.稀土金属冶炼的技术经济性分析只需考虑原料成本和产品市场价值。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述稀土金属冶炼过程中热力学平衡的基本原理，并举例说明如何通过改变条件来促进金属提取反应的进行。
A.萃取法
B.离子交换法
C.电渗析法
D.熔盐电解法
()
7.以下哪些条件会影响稀土金属冶炼过程中的热力学平衡？
A.反应温度
B.反应时间
C.反应物的初始浓度
D.溶剂的活性
()
8.在稀土金属的热力学分析中，以下哪些情况下反应更倾向于自发进行？
A. ΔG°为负值
B. ΔH°为负值
C. ΔS°为正值
D. ΔH°为正值且ΔS°为负值
3.稀土金属冶炼中，湿法冶炼通常比火法冶炼具有更高的能量消耗。（）
4.稀土金属的电解过程中，电流密度越高，金属的提取效率越高。（）
5.在稀土金属的热力学分析中，自由能变化（ΔG）是判断反应是否自发进行的关键参数。（）
6.稀土金属冶炼中的所有过程都不需要外部能量的输入。（）
2012冶金热力学复习
1D2D1P2PCAB2e3e1E2E P1ea ∙冶金热力学复习一、简答题。
1.试述在炼钢过程中，什么是熔渣的氧化性及还原性？为什么要用FeO 的活度来表征熔渣的氧化能力？2. 什么是衡量化合物稳定性的标准？3、简述分子理论的假设条件。
二、图解题。
1.如图所示的三元系相图，1D 、2D 两个二元化合物，试回答下列问题：（1）指出物质A 、B 、C 、1D 和2D 各自的初晶区；（3分） （2）指出点1P 、P 、1E 的性质及线P P 1的相平衡关系；（6分）（3）指出21D AD ∆及21D CD ∆内任意一物系点冷却过程的终点分别在何处？并分析物系点a 完全凝固时的冷却过程（用步冷曲线表示）。
（7分） (辅助线请用虚线画出)2.用Cu －H 2O 系电位－pH 图，分析铜中氧化物Cu 2O 、CuO 浸出可能的方法、条件及浸出离子反应式。
三、计算题。
1.含钒生铁的成分为：%0.4][=C w 、%4.0][=V w 、%25.0][=Si w 、%03.0][=P w 、%08.0][=S w 。
利用雾化提钒处理提取钒渣及半钢，试求‘去钒保碳’的温度条-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.811.21.402468101214pH电位/VCuCu 2OCu 2+CuOCuO 22-件。
钒渣的71032-=O V γ，112.0)(32=O V x ，θP P CO =。
已知：()][31][3232C O V CO V +⇔+ T G m r 22.135218013+-=∆θ1-⋅mol J铁液中元素的活度相互作用系数分别为：14.0=C C e 、080.0=Si C e 、077.0-=V C e 、051.0=P C e 、046.0=SC e ； 34.0-=C V e 、042.0=Si V e 、015.0=V V e 、041.0-=P V e 、028.0-=S V e ；2．某溶液中含活度为1的+2Zn 和+2Fe ，已知氢在铁上的超电势为V 4.0。
冶金原理热力学基础练习题
第一章 热力学基础一、名词解释：（溶液的）活度，溶液的标准态，j i e （活度的相互作用系数），（元素的）标准溶解吉布斯自由能，理想溶液，化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能。
二、其它1、在热力学计算中常涉及到实际溶液中某组分的蒸汽压问题。
当以纯物质为标准态时，组分的蒸汽压可表示为＿＿＿＿＿＿；当以质量1%溶液为标准态时，组分的蒸汽压可表示为＿＿＿＿＿＿；前两种标准态组分的活度之比为＿＿＿＿。
2、反应MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，G θ∆=268650-158.4T 1J mol -⋅，在标准状态下能进行的最低温度为＿＿＿＿＿＿K 。
该反应为（填“吸或放”）＿＿＿＿＿＿热反应。
当T=991K ，总压为101325Pa 时，该反应＿＿＿＿＿＿(填“能或否”)向正方向进行；在991K 时，若要该反应达到化学平衡的状态，其气相总压应为＿＿＿＿＿＿Pa ；若气相的CO 分压为Pa 5102⨯，则开始还原温度为＿＿＿＿＿＿。
反应MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，14.158268650-⋅-=∆mol TJ G θ,在标准状态下能进行的最低温度为＿＿＿＿＿＿。
3、理想溶液是具有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿性质的溶液；理想溶液形成时，体积变化为＿＿＿＿，焓变化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实际溶液与理想溶液的偏差可用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿参数来衡量。
4．判断冶金生产中的化学反应能否向预想的方向进行，在等温、等压下用＿＿＿＿热力学函数的变化值；若该反应在绝热过程中进行，则应该用＿＿＿＿函数的变化值来判断反应进行的方向。
5．冶金生产中计算合金熔体中杂质元素的活度常选的标准态是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
对高炉铁液中[C]，当选纯物质为标准态时，其活度为＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
6．物质溶解的标准吉布斯自由能是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；纯物质为标准态时，标准溶解吉布斯自由能为＿＿。
冶金在化学中的应用题库
1．冶金热力学研究冶金反应在一定条件下进行的（可能性）、（方向）及（进行的限度），进而能够控制或创造一定条件，使之达到人们所要求的方向及其进行的程度。
2．由反应的标准焓变量ΔH m的特性可确定温度对反应限度的影响：( 提高温度)平衡都向吸热方面移动。
3．生产实践中采用炉渣中主要的碱性氧化物的质量分数对酸性氧化物的质量分数之比定义为（碱度）。
4．利用和氧亲和力强的金属去还原和氧亲和力弱的金属的氧化物，制取不含C 的纯金属或合金，称为（金属热还原）。
5、硫酸化焙烧的条件是：（控制较高的lgP SO2）或（较低的温度）。
6、影响粘度的主要因素有（熔渣的成分）、（温度）。
7、我国常见的有色金属是：（Cu ）、（Al ）、（Zn ）、（W ）、（Sn ）等。
8．化学反应的吉布斯自由能的变化ΔG是判断反应在（不做非体积功，定温定压）下能否自发进行的依据。
9．在溶液的整个浓度范围内，服从拉乌尔定律的称为（理想溶液），溶质的蒸气压服从亨利定律的溶液称为（稀溶液）。
10．溶液的吉布斯自由能是溶液最重要的热力学函数，它由溶液形成时的焓变量及熵变量两项组成，ΔH m决定于溶液中原子间的交互作用能，而ΔS m则决定于各原子间（聚集状态）。
11、影响金属熔体沉降速度的主要因素有（密度差）、（熔渣粘度）等。
12、在氧化物的碳还原中，复杂氧化物总是比简单化合物（难）还原，随着浮氏体中氧含量的降低，其越来越（难）还原，而直接制取合金比制取单质（容易）。
13、熔锍是指：（多种金属硫化物的共熔体，工业上称作冰铜）。
1. 什么是冶金熔体？简述熔渣成分的主要来源及冶炼渣和精炼渣的主要作用。
答：冶金熔体：在火法冶金过程中处于熔融状态的反应介质和反应产物。
熔渣：它由矿物原料的脉石成分及伴生的杂质金属则与溶剂一起融合成一种主要成分为氧化物的熔体。
冶炼渣的作用：汇集炉料中的全部脉石成份，灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物分离。
精炼渣的作用：捕集粗金属中的氧化产物，使之与主金属分离。
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第一章1. 在1873K 将1mol 固体Cr 加入到x Fe = 0.8 的大量Fe-Cr 熔体中，若熔体为理想溶液，试计算因Cr 的加入引起的焓和熵的变化。
设Cr 的固体与液体热容之差可以忽略，已知Cr 的熔点为2173K ，熔化热为21000J ·mol -1。
2. 在603K 液体Sn-Bi 合金的全摩尔混合热可表示为-1Bi Sn m mix mol J 397⋅=x x H ∆，试导出Sn mix H ∆和Bi mix H ∆与组成的关系式，并计算当x Bi = 0.4时的Sn mix H ∆和Bi mix H ∆的值。
a ）求各浓度溶液的m mix S ∆；b ）作m mix H ∆，m mix G ∆和m mix S ∆对Pb x 图；c ）由图求Pb x =0.4和0.7时的Pb mix S ∆和Cd mix S ∆值。
4. 1500K 时Au-Cu 熔体的Em G 与组成的关系为：试计算：（a ）3.0Cu =x 时溶液的E Au G 、ECu G 和m mix G ∆； （b ）3.0Cu =x 时1500K 溶液Au 和Cu 的平衡分压。
已知液体纯金属的饱和蒸气压（Pa ）：41.33ln 01.144400ln *Au +--=T T p （1336 — T b ） 32.35ln 21.140350ln *Cu+--=T Tp （1336 — T b ）5. 可逆电池Cd(纯)| LiCl-KCl-CdCl 2(熔体)|Cd(Cd-Sb 合金) 在773K ，Cd-Sb 合金中602.0Cd =x 时，实验测得电动势E = 0.02848V ，电动势温度系数1-4K V 103363.0⋅⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-p T E ，试计算以纯镉为参考态时合金中镉的Cd a 、Cd mix S ∆和Cd mix H ∆。
6. Mg-Zn 合金中锌的活度系数表示式： ()667.0667.1831.01750lg 1.5Zn 2.5Zn Zn +-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=x x T γ 试计算1000K ，x Mg = 0.32时，Mg-Zn 合金中镁的活度系数和活度。
7. 1423K 时液体Ag-Cu 合金的过剩热力学性质：-1C u A g A g C u E m mol J )1630023000(⋅+=x x x x H ， -1-1C u A g A g C u E m mol K J )351.1983.5(⋅⋅+=x x x x S求ECu H 和ECu S 与组成的关系式，并计算x Cu = 0.5时Cu 的活度。
8. 在1600℃与纯固体TiO 2和H 2O- H 2混合气平衡的Fe-Ti 熔体中以1wt .% Ti 为参考态的活度1%Ti=a，3H O H 1056.522-⨯=p p ，求Ti 在铁液中的%Ti γ。
9. 固体纯钒为参考态转换为Fe 液中1wt %为参考态的自由能变化为：T G t 61.4515480%w R (s)--=∆Θ→ 试计算1600℃时Fe 液中的 V γ；如果液体Fe-V 溶液与固体纯VO 和11O 1045.6/2-Θ⨯=pp 的气相平衡，试计算在选择不同参考态时V 在Fe 液中的活度： a ） 以纯固体V 为参考态； b ） 以纯液体V 为参考态；c ） 以亨利定律为基准纯固体V 为参考态；d ） 以Fe 液中1wt %V 为参考态。
10. 溶解有氧和铝的铁液盛于Al 2O 3坩埚中，在1600℃和12O 103/2-Θ⨯=pp 下处于平衡。
若欲使铁尖晶石（FeO ·Al 2O 3）与铁液和固体Al 2O 3出现平衡，2O p 必须达到何值？在上述平衡出现时，以1wt % Al 为参考态铁液中Al 的活度为多少？在1600℃，该平衡的自由度为多少？已知：0.5 O 2（g ）==== O （1wt %，铁液中）J 87.5111070TG --=∆ΘAl （l ）==== Al （1wt %，铁液中） J 26.3243100T G --=∆ΘFeO ·Al 2O 3（s ）==== Fe （l ）+ O （1wt %，铁液中）+ Al 2O 3（s ）J 35.54146230TG -=∆Θ11. 混合气体H 2- H 2O ，固体纯SiO 2与液体Fe -Si 合金的反应Si （wt %）+ 2H 2O （g ）===== SiO 2（s ）+ 2H 2（g ）平衡常数测得如下数据：T / K 1700 1800 1900 lg K （wt %） 4.3612 3.8602 3.3097已知：H 2（g ）+ 0.5O 2（g ）==== H 2O （g ）的1-2m r mol J 80.57251188]O(g)H [⋅+-=∆ΘT G Si （l ，纯）+ O 2（g ）==== SiO 2（s ）的1-2m r mol J 882.197946772](s)SiO [⋅+-=∆ΘT G 两式的适用范围是1700~1900 K 。
（a ） 求Si （l ，纯）==== Si （l ，wt %）参考态转换的自由能变化Θ→∆%R wt G 与温度的关系；（b ） 1600℃时Fe 液中的Si 以拉乌尔定律为基准纯Si 为参考态，其活度系数0014.0Si =γ，溶液中含Si 量为1%（mol ），试计算该溶液以1wt %为参考态时Si 的活度系数。
12. 对于参考态转换 Ti （s ，纯）—→ Ti （Fe 液中，wt %）的J 769.4454810%w R T G t --=∆Θ→a ） 计算在1600℃ Fe – Ti 溶液中，以纯液体Ti 为参考态亨利定律为基准的活度系数；b ） 若液体Fe –Ti 溶液与纯固体TiO 2及15O 106.1/2-Θ⨯=pp 的气相平衡，试计算1600℃时溶液中Ti 的活度。
参考态分别取①固体纯Ti ；②液体纯Ti ；③以亨利定律为基准纯液体；④1 wt %Ti 。
已知：Ti 的熔点1667℃，熔化焓18828J ·mol -1。
13. 温度为T 时组元1的活度系数符合关系式：)(ln 2221x x βαγ+=，试导出2ln γ和m mix G ∆与x 2 的关系式。
14. 在473℃，液体Pb -Sn 合金符合正规溶液，Pb 的活度系数与x Pb 的关系为：2Pb Pb )1(32.0lg x --=γ，求473℃时Sn 的活度系数与x Pb 的关系。
如果在473℃，x Pb = 0.5的大量液体合金中加入1mol ，25℃的Pb ，试计算：a ） 从恒温器传递到合金的热量；b ） 该过程环境的熵变；c ） 在746K 和1000K 时，x Pb = 0.5的合金中Pb 的活度。
15. 在1069 — 1303K 的温度范围内，液体Cu -Zn 合金中Zn 的活度系数符合2CuZn 31630ln x RT -=γ的关系。
试导出1300K 时Cu 的活度系数与组成的关系式，并计算1300K ，x Zn = 0.4溶液中Zn 的分压。
已知纯Zn 的饱和蒸气压与温度的关系为：22.15lg 255.16620lg *Zn +--=ΘT T pp16. 已知二元溶液中组元2的活度)1(222cx bx a +=，其中b 和c 是只与温度有关的常数，写出组元1的活度表示式。
17. 蒸气压法求得1550℃时Cu-Fe 溶液的活度系数如下：Cu x1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.10 0.00 Cu γ1.001.101.402.003.507.5010.00利用吉布斯-杜亥姆方程计算Fe 在上列浓度溶液中的活度系数18. 已知二元溶液中n x a )1(ln 11-=γ，求Em G 。
19. 温度600℃时液体Pb -Au 合金中Pb 的活度数据如下：Pb x 0.9665 0.9345 0.9008 0.8025 0.7393 0.67150.6311 0.6054 0.5935 Pb a 0.9623 0.9294 0.8932 0.7911 0.6866 0.6056 0.54380.51180.5030Pb x 0.5687 0.5078 0.4247 0.3697 0.3336 0.3031 0.2702 0.2502 0.2135 Pb a 0.4661 0.3927 0.2959 0.2431 0.2015 0.1771 0.1389 0.1254 0.0885试用α函数法求600℃时该合金的oAu γ。
20. 温度1000℃时液体Ag -Pb 合金中Pb 的活度数据如下：Pb x 0.096 0.143 0.182 0.261 0.293 0.322 0.361 0.403 0.445 0.478 Pb a 0.169 0.254 0.337 0.473 0.508 0.551 0.589 0.604 0.648 0.685 Pb x 0.5220.5900.6430.6820.7420.7970.8530.8910.956Pb a 0.6910.730 0.747 0.768 0.811 0.829 0.884 0.924 0.983画出Pb a 、Pb ln γ和Pb α对Pb x 图，用吉布斯-杜亥姆方程图解积分法计算并画出Ag a 、A g ln γ对Pb x 图。
21. 623K 下，Pb -Sn 溶液的Sn mix H ∆和m mix H ∆如下：Sn x0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 -1Sn mix mol J /⋅∆H 46863494 2594 1883 1339 879 502 251 63 -1m mix mol J /⋅∆H 54492111721339138112971151879502这些溶液的混合熵与理想溶液相同，计算各溶液的E Sn G ，EPb G ，Sn a 和Pb a ，并将这些结果与假设Pb -Sn 符合理想溶液时的数值相比较。
22. 液体Ag -Cu 合金具有理想溶液的混合熵，利用下列Cu mix H ∆数据：Cu x0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 -1Cu mix mol J /⋅∆H 14560 958066504855345023451360607167判断该溶液是否严格符合正规溶液，如果符合的话，试求出相互作用参数Ω，并计算该溶液1400K 时Ag 和Cu 的活度。
23. 800K 用电动势法测得Zn -Cd 溶液中Cd 的活度系数如下：Cd x0.2 0.3 0.4 0.5 Cd γ2.1531.8171.5441.352a ） 验证该Zn -Cd 溶液符合理想溶液；b ） 计算800K ，x Zn = 0.5时溶液的Em G ，m mix G ∆和m mix S ∆。