《冶金原理》课程试题(B卷)答案
《冶金原理》课后习题及解答
《冶金原理》课后习题及解答第一章1 冶金原理研究得主要内容包括________、________与________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态得金属、合金。
1、冶金原理就是提取冶金得主要基础科学,它主要就是应用_______得理论与方法研究提取冶金过程,为解决有关_____问题、开拓____得冶金工艺、推进冶金技术得发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体得主要成分得不同,一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫、3、冶金原理按具体得冶金对象分为______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得作用得不同,熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择_____,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣、熔渣。
5、熔渣就是_______与_______得重要产物之一、金属提炼、精炼过程。
6、熔渣就是指主要由各种______熔合而成得熔体。
氧化物。
7、________得作用在于使原料中得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、_______得作用就是捕集粗金属中杂质元素得氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍得液滴在熔渣中更好得沉降、降低主金属在渣中得损失,要求熔渣具有较低得______、______与_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属得回收率、降低冶炼过程得能耗,必须使锍具有合适得______、物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择________,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质、熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决得问题有:1)计算给定条件下得;根据得正负判断该条件下反应能否自发地向________进行:2)计算给定条件下得平衡常数,确定反应进行得______;3)分析影响反应得与平衡常数,为进一步提高________指明努力方向。
《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。
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。
2014年武汉科技大学考研试题813冶金传输原理(B卷)和标准答案
姓名: 报考专业: 准考证号码:密封线内不要写题年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称:冶金传输原理(□A 卷 B 卷)科目代码:考试时间:3小时 满分 150 分计算器 □直尺 □圆规(请在使用工具前打√)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。
10 小题,每小题 3 分,共 30 分1atm 压缩到5atm ,温度由20℃升高到C. 0.25; D. 0.86(工程大气压)= mmH 2O; C. 10000 ; D. 800传输原理B 卷标答一、选择题(30分)1、B ;2、A ;3、C ;4、B ;5、A ;6、C ;7、A ;8、A ;9、B ;10、B二、判断题:(对的在括号内打√、错的打×) (30分)1、√2、×3、×4、×5、√6、×7、√8、×9、× 10、×二、简答题:(30分)1、答:在作相对运动的两流体层的接触面上,存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动,流体的这种性质叫做流体的粘性,由粘性产生的作用力叫做粘性力或内摩擦力。
(4分)2、答:附壁效应又称柯安达效应,是流体在射流中发生的一种贴壁现象,对于贴壁射流而言,自由湍流层的情况与自由射流相同,但贴近壁面的区域,由于壁面的限制,周围的介质不能被卷吸进来,使得贴近壁面的区域的速度梯度很大,动能的增加和摩擦力的作用,使静压下降,射流的上、下两侧的压力失去了平衡,在压差的作用下,使射流弯曲并贴向壁面。
此即为贴壁效应。
(4分)3、答:无论是对过渡区还是湍流区,边界层最靠近壁面的一薄层始终作层流流动,这一薄层称为层流底层,这主要是因为在最靠近壁面处,壁面的作用使该层流体所受的粘性力永远大于惯性力所致。
(4分)4、答:从形式上看,Nu 数(λhlN u =)与Bi 数(λhl B i =)完全相同,但二者物理意义却不同。
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。
冶金原理课后答案
冶金原理课后答案冶金原理是冶金工程专业的重要课程,它是学生们打好冶金基础知识的关键。
在学习过程中,课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要方式。
下面是冶金原理课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是冶金原理?冶金原理是指通过对金属物理、化学性质和金属材料的制备、加工等方面的研究,来揭示金属材料的内在规律和特性的科学原理。
冶金原理是冶金工程专业的基础课程,它的学习对于后续的专业课程学习具有重要的指导作用。
2. 冶金原理的研究对象有哪些?冶金原理的研究对象主要包括金属的结构、性能、制备工艺、加工工艺等方面。
通过对金属的晶体结构、相变规律、热处理工艺等进行研究,可以揭示金属材料的内在规律和特性,为金属材料的应用提供理论基础。
3. 冶金原理课程的学习意义是什么?冶金原理课程的学习可以帮助学生建立对金属材料的基本认识,理解金属材料的物理、化学性质和加工工艺,为后续的专业课程学习奠定良好的基础。
同时,通过学习冶金原理,可以培养学生的分析和解决问题的能力,提高他们的科学素养和创新能力。
4. 冶金原理课后习题答案。
(1)问,什么是金属的晶体结构?它对金属材料的性能有什么影响?答,金属的晶体结构是指金属原子在空间中的排列方式,主要有面心立方、体心立方和密堆积等结构。
晶体结构对金属材料的性能有重要影响,它决定了金属的硬度、塑性、导电性、热导性等性能。
(2)问,金属的相变规律是什么?举例说明。
答,金属的相变规律是指金属在不同温度下发生晶体结构或组织形态的变化规律。
例如,铁在950°C以下为α铁,950°C以上为γ铁,这是铁的相变规律之一。
(3)问,金属材料的热处理工艺有哪些?它们的作用是什么?答,金属材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
它们的作用是通过控制金属材料的加热、保温和冷却过程,改变金属的组织结构和性能,以达到提高金属材料的硬度、强度和韧性的目的。
5. 总结。
通过对冶金原理课后习题的答案解析,我们可以更好地理解冶金原理课程的重要性和学习意义,掌握金属材料的基本知识和相关原理。
武汉科技大学814冶金原理2011--2020(都有答案)考研真题
二O 一一年招收硕士研究生入学考试试题考试科目及代码:冶金原理 808 适用专业: 冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金可使用的常用工具:直尺,计算器,铅笔,橡皮答题内容写在答题纸上,写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。
考试时间3小时,总分值 150 分。
姓名: 报考学科、专业: 准考证号码:密封线内不要写题可能用到的基本数据:元素原子量M Si =28,M Mn =55,M Fe =56,M O =16。
CaO (s )+CO 2=CaCO 3(s ) ∆G 0=-170577+144.19T J/mol 。
一、 简答题(4⨯4+6⨯6=52分)1. 氧化物MO 的溶解反应MO (s )→(MO ),其中(MO )的活度标准态分别选纯固态MO (s )与纯液态MO (l ),(MO )的活度值是否相等?在什么条件下能相等? 2. 如何定义铁液中活度的相互作用系数e B K ?若e B K < 0, 表示第3组元K 对组元B 在铁液中的溶解度有何影响? 3. 已知基元反应AB 的速率微分式为A AkC dtdC =-,问该反应为几级反应?设反应物的初始浓度为C 0,请写出该反应速率积分式的表达式。
4. 熔渣中氧化物CaO 、SiO 2、Fe 2O 3、FeO 酸碱性高低顺序是什么? 5. 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| [O]Fe | ZrO 2(MgO )| Mo (s )+MoO 2(s ) | Mo 丝请写出电极反应、电池反应。
6. 请用公式表出化学反应的速率常数k 与温度T 的关系,并注明公式中其他量的物理意义。
7. 简述熔渣的完全离子溶液模型。
请评价该模型在熔渣理论中的地位。
8. 在氧势图(Ellingham 图)中, 2C+O 2=2CO 的氧势线倾斜向上,还是倾斜向下?为什么?其在冶金中的意义如何? 9. 请在你所学知识中,列举至少3个衡量氧化物稳定性大小的方法。
《冶金原理》1
√1、炉渣的氧化性:炉渣氧化性是指炉渣向与之接触的金属液供氧的能力。
√2、MeO分解压:MeO分解压是指一定条件下,分解反应2MeO(S)=2Me(S)+O2达到平衡时,产生的O2的压力。
3、氧化熔炼:氧化熔炼是指利用还原剂从矿石中除去氧获得的粗金属,在氧化剂作用下,使粗金属中的过多的元素及杂质通过氧化作用分离除去的过程。
√4、MS的硫势:MS的硫势是指2x/y M(S)+S2=2/y M x S y(S)达到平衡时,平衡气相中的S2压力P S2的RTlnP S2。
√什么是火法冶金、提取冶金:火法冶金是在高温下,从原料中(主要为矿石)提取有用金属或化合物的过程;提取冶金又叫化学冶金,是利用电能从矿石中提取有用金属或化合物的过程。
√冶金原理主要研究的内容是:1冶金过程热力学(反应进行的可能性、反应限度、各因素对反应的影响);冶金过程动力学(反应进行的机理、反应速率限制环节、各种参数对反应速率的影响);冶金溶液,分为冶金熔体和水溶液(溶液的结构、物理化学性质、相平衡条件)√活度(或称有效浓度):使实际溶液中组分蒸气压服从拉乌尔或亨利定律校正的浓度。
浓度校正的系数称为活度系数。
√纯物质标准态:以拉乌尔定律为基础,纯物质状态的标准状态。
√假想纯物质标准:指溶液中的分蒸汽压服从亨利定律的假想纯物质状态的标准状态。
√假想1%标准状态:以溶液中的组分质量百分浓度为1%,蒸汽压服从亨利定律的假想状态的标准状态。
以碳完全燃烧为例,说明多相反应的组成环节:○1氧气扩散通过气象边界层进入固体产物层○2氧气与未反应的碳表面发生反应○3二氧化碳经气体边界层扩散出来。
温度对反应速率常数的影响公式(阿仑乌斯公式):温度升高,反应速率增大;活化能大的反应,温度提高,反应增加显著;阿仑尼乌斯公式: 活化能小的反应,温度提高,反应增加缓慢。
RTEAek/a-=√双膜理论内容:在物性不同或流速有差别的两个不同液相中,相界面的两侧存在着表征传质阻力的边界层。
武汉科技大学814冶金原理2011--2017(都有答案)考研真题+答案
二O 一一年招收硕士研究生入学考试试题考试科目及代码: 冶金原理 808 适用专业: 冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金可使用的常用工具:直尺,计算器,铅笔,橡皮答题内容写在答题纸上,写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。
考试时间3小时,总分值 150 分。
姓名: 报考学科、专业: 准考证号码:密封线内不要写题B分)上图中实线为实际溶液中某组分B的蒸气压p与其在溶液中浓度(摩尔分数参考答案及评分参考六、简答题(4⨯4+6⨯6=52分)11.一般不相等。
熔化焓近似等于0或在熔点温度时。
12.%100][lg →∂∂=A w B K B K w f e ;溶解度增加。
13. 由于反应物浓度随时间的变化率与反应物浓度的一次方成正比,该反应为1级反应。
速率积分式:ln C A =-kt + ln C 0 14. 碱性减弱方向:CaO ,FeO ,Fe 2O 3,SiO 2。
15. 正极(右极):MoO 2(s )+4e =Mo (s )+2O 2- ;负极(左极):2O 2- =2[O]+4e电池反应:MoO 2(s )=Mo (s )+2[O] 16.)/(0RT E a e k k -=;a E :化学反应活化能,它是完成一化学反应进度,使物质变为活化分子所需的平均能量,J/mol ;0k :指前系数或频率因子,是T →0时的k ;R :气体常数,8.314J/(mol ⋅K)。
17. 由正、负离子分别组成的两个理想溶液的混合溶液是完全离子溶液。
虽在应用上受到一定限制,但它在熔渣理论上起了犹如理想溶液对实际溶液标准态的作用,可衡量某实际溶液对此的偏差;另外,导出的活度公式是其它离子溶液模型计算活度的基本公式。
18. 倾斜向下;该反应熵变大于0,而斜率为熵变的负值,因此斜率为负,倾斜向下;由于绝大多数氧化物氧势线倾斜向上,均能与2C+O 2=2CO 的氧势线相交,因此碳可以是万能还原剂。
冶金考试题及答案
冶金考试题及答案****一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 冶金工业中,下列哪种金属的冶炼属于湿法冶金?A. 铁B. 铜C. 铝D. 锌答案:B2. 以下哪种炉型不属于高炉?A. 炼铁高炉B. 炼钢电炉C. 炼铜闪速炉D. 炼铝电解槽答案:B3. 钢铁冶炼中,下列哪种元素是钢中的主要合金元素?A. 碳B. 硅C. 锰D. 所有选项答案:D4. 以下哪种方法不适用于铁矿石的还原?A. 高炉还原B. 直接还原C. 熔融还原D. 氧化还原答案:D5. 铝的电解过程中,使用的电解质是?A. 氧化铝B. 氟化铝C. 冰晶石D. 氯化铝答案:C6. 以下哪种金属的冶炼过程中不会产生有害气体?A. 铜B. 铅C. 锌D. 所有选项答案:A7. 钢铁材料中,下列哪种元素的加入可以提高钢的强度?A. 碳B. 硫C. 磷D. 硅答案:A8. 以下哪种炉型主要用于有色金属的冶炼?A. 高炉B. 平炉C. 转炉D. 反射炉答案:D9. 钢铁冶炼中,下列哪种元素的加入可以提高钢的韧性?A. 碳C. 硅D. 磷答案:B10. 以下哪种金属的冶炼过程中需要使用还原剂?A. 铁B. 铜C. 铝D. 所有选项答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 钢铁冶炼中,下列哪些元素的加入可以提高钢的硬度?A. 碳C. 硅D. 磷答案:A, B, D2. 以下哪些因素会影响铁矿石的还原性?A. 矿石的粒度B. 矿石的品位C. 还原剂的种类D. 炉料的湿度答案:A, B, C, D3. 钢铁材料中,下列哪些元素的加入可以提高钢的耐腐蚀性?A. 铬B. 镍C. 铜答案:A, B, D4. 以下哪些是湿法冶金中常用的浸出剂?A. 硫酸B. 盐酸C. 氢氧化钠D. 硝酸答案:A, B, C, D5. 以下哪些是铝电解过程中常用的电解质?A. 氧化铝B. 氟化铝C. 冰晶石D. 氯化铝答案:C三、判断题(每题2分,共20分)1. 钢铁材料中,碳含量越高,钢的硬度越大。
冶金原理试卷与答案知识分享
冶金原理试卷与答案2003级《冶金原理》试题B 卷答案一 解释下列名词(共10分,每题5分)①理想溶液:在一定温度下,溶液中所有组元都服从拉乌尔定律,称为理想溶液。
②二元碱度:渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。
二 简答题(共35分)①(6分)写出脱氧化脱磷反应的分子反应式及离子反应式,分析有利于脱磷反应进行的热力学条件。
][5)4()(4)(5][252Fe O P CaO CaO FeO P +⋅=++][5)(2)(8)(5][23422Fe PO O Fe P +=++--+ 有利条件:中温,高碱度,高氧化亚铁。
②(6分)什么是金属热还原?常用的金属热还原方法有哪些?写出反应通式。
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,制取不含碳的纯金属或合金的方法,称为金属热还原。
常用的金属热还原法有:硅热法、铝热法。
反应通式为:M y x O Al Al O M y y x +=+3231311 222SiO M y x Si O M y y x +=+③(6分)写出扩散系数与温度的关系式,说明其中每个符号的意义,讨论活化能的大小对扩散系数随温度变化的影响关系。
温度对于扩散系数影响的关系式就是阿累尼乌斯关系式,即:) RT E De A D -⋅=式中:D −扩散系数; D E −扩散活化能;A −频率因子;T −温度;R −理想气体常数。
当频率因子一定的条件下,D E 愈大,则D 愈小,反之D E 愈小,则D 愈大。
由于: RT E A D D -=ln ln 所以:2ln RT E dT D d D = D E 越大,dT D d ln 值越大,当温度升高时,D 随温度升高而增大得多;D E 越小,dT D d ln 值越小,当温度升高时,D 随温度升高而增大得少。
④(7分)H 2还原FeO 的过程包括哪几个环节?限制性环节一般是什么?包括五个环节:H 2的外扩散,H 2的内扩散,界面化学反应,H 2O 的内扩散,H 2O 的外扩散。
武汉科技大学《814冶金原理》考研专业课真题试卷【含参考答案】
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。
改写成离子反应式。
2. (5 分)在分子反应式中,[Mn]与(MnO)的活度标准态一般如何选取?
据此活度标准态写出该反应包含组元[Mn]与(MnO)浓度的平衡常数 K 的
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表达式。
3. ( 3 分 ) 基 于 K 的 表 达 式 , 写 出 Mn 在 渣 - 铁 间 平 衡 分 配 比
L’Mn=x(MnO)/w[Mn]的表达式。
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
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。
可以发生,但为什么在单一的铁液中很难发生?
报考专业:
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| [O]Fe| 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), f Gm0 J/mol;
4. (9 分)基于 L’Mn 的表达式,说明采取哪些措施可有利于 Mn 的氧化。 5. (8 分)一般用哪种动力学模型处理该动力学过程较为合理?根据该模型,
冶金原理 答案
冶金原理引言冶金原理是研究金属和非金属材料在高温下的熔炼与制备过程的科学。
它涉及材料的矿石开采、选矿、冶炼、铸造、金属加工等方面,是现代工程技术的基础。
冶金原理的研究对于提高金属材料的性能、开发新型材料以及推动工业发展具有重要意义。
本文将介绍冶金原理的基本概念、矿石的提取和选矿技术、冶炼过程以及铸造和金属加工等方面的知识。
基本概念1. 冶金的定义冶金是一门科学,研究金属与非金属材料在高温下的熔炼、制备、加工和性能控制等方面的基本理论和技术。
冶金包括矿石开采、选矿、冶炼、铸造和金属加工等多个环节。
2. 冶金的分类根据材料的性质和用途,冶金可以分为金属冶金和非金属冶金两大类。
金属冶金是研究金属及其合金的制备与加工,如铁、铜、铝等金属材料;非金属冶金是研究非金属材料的熔炼和制备技术,如陶瓷材料、玻璃材料等。
3. 冶金的主要过程冶金主要包括以下几个过程:矿石开采和选矿、冶炼、铸造和金属加工。
其中,矿石开采和选矿是获取矿石原料和分离有用成分的过程;冶炼是将矿石中的金属提取和纯化的过程;铸造是将熔融金属倒入铸型中制作成型的过程;金属加工是指对金属材料进行切削、焊接、锻造等加工工艺的过程。
矿石的提取和选矿技术矿石的提取和选矿是冶金过程的第一步,它们决定了后续冶炼过程的质量和效益。
1. 矿石的提取矿石的提取包括采矿和矿产地的选择。
采矿是指从地壳中将矿石开采出来的过程,通常使用爆破、钻探和采矿机械等工具和设备。
矿产地的选择考虑了矿石的数量、质量以及开采的成本和环境影响等因素。
2. 矿石的选矿技术矿石的选矿是指将原矿经过物理、化学和冶金等方法,将有用成分从矿石中分离出来的过程。
常用的选矿方法包括重选、浮选、磁选等。
重选是利用矿石中成分的密度差异进行分离;浮选是利用矿石中成分的相对密度差异和液体介质的浮力进行分离;磁选是利用矿石中成分的磁性差异进行分离。
冶炼过程冶炼是将矿石中的有用成分提取和纯化的过程,是冶金过程中最核心的环节。
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。
钢铁冶金概论考题及答案(B)
钢铁冶金概论考题及答案(B)钢铁冶金概论考题(B)一、选择题(15分)1.高炉生产的主要设备为高炉本体,其辅助系统包括:A)渣铁处理系统B)原料系统C)煤气处理系统D)送风系统E)装料系统2.高炉湿式除尘的方法有:A)文氏管B)布袋除尘C)电除尘D)洗涤塔3.高炉内发生间接还原反应的区域主要在:A)块状带B)滴落带C)软熔带D)风口回旋区4.炼钢过程前期的主要反应是:A)碳的氧化B)硅的氧化C)锰的氧化D)磷的氧化5.顶底复吹炼钢法中,可以用作底吹气体的有:A)O2B)H2C)Ar D)N26.在钢水成分达到要求后,炼钢终点控制主要控制:A)钢水成分B)钢水温度C)冶炼时间D)终渣量7.顶底复吹炼钢法中,常用作底吹气体供气的元件类型有:A)喷嘴型B)砖型C)细金属管多孔塞式D)环型供气元件8.Q-BOP法氧枪的冷却保护介质为:A)水B)气态碳氢化合物C)燃料油D)植物油9.采用顶吹氧底吹非氧化性气体复合吹炼时,关键是控制:A)顶吹和底吹的流量比B)顶枪枪位C)底气量D)供氧强度10.连铸钢坯激冷层的结构特点:A)窄B)厚C)晶粒粗大D)晶粒细小二、填空题(25分)1、冶金学按研究的领域分为提取冶金学(化学冶金学)和_____;非高炉炼铁主要包括______和______两种方法。
2、水当量即_____。
3、某大型高炉有效容积4000m3,年(365天)产370万吨炼钢生铁,消耗105万吨焦炭,每吨生铁喷吹煤粉200kg,此高炉有效容积利用系数为_ _,燃料比为_____。
4、生产烧结矿时先经过______、______、______、_____等工序,然后对烧结矿进行破碎、筛分、冷却及整粒处理。
5、高炉炼铁时热风是由热风炉产生的,目前用得最多的热风炉是____。
6、顶底复吹转炉炼钢工艺包括______、_____、_____、_____、_____、_____等内容。
7、传统电炉炼钢过程中,主要的金属料为____,造渣剂主要有_____、萤石及火砖块等。
冶金培训考试题目及答案
冶金培训考试题目及答案一、单选题(每题2分,共10分)1. 冶金过程中,下列哪种元素是铁矿石中的主要杂质?A. 硅B. 铝C. 钙D. 镁答案:A2. 钢铁冶炼中,转炉炼钢法的主要优点是什么?A. 能耗低B. 效率高C. 污染小D. 原料要求低答案:B3. 钢铁材料中,哪种元素的加入可以显著提高钢的强度?A. 碳B. 锰C. 镍D. 铬答案:A4. 在冶金过程中,下列哪种设备用于熔化铁矿石?A. 电炉B. 高炉C. 转炉D. 精炼炉答案:B5. 冶金工业中,下列哪种气体是主要的温室气体?A. 二氧化碳B. 甲烷C. 氮氧化物D. 硫化氢答案:A二、多选题(每题3分,共15分)6. 钢铁冶炼过程中,下列哪些因素会影响钢铁的质量?A. 原料的质量B. 冶炼的温度C. 冶炼的时间D. 操作人员的技术水平答案:A、B、C、D7. 冶金工业中,下列哪些措施可以减少环境污染?A. 使用清洁能源B. 废气处理C. 废水循环利用D. 固体废物回收答案:A、B、C、D8. 钢铁材料的热处理过程中,下列哪些是常见的热处理方法?A. 退火B. 正火C. 淬火D. 回火答案:A、B、C、D9. 冶金过程中,下列哪些元素是铁矿石中常见的有益元素?A. 硅B. 锰C. 磷D. 硫答案:B10. 钢铁材料的腐蚀类型包括哪些?A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 应力腐蚀D. 磨损腐蚀答案:A、B、C、D三、判断题(每题1分,共10分)11. 钢铁材料的强度随着碳含量的增加而增加。
答案:正确12. 冶金过程中,高炉煤气是清洁能源。
答案:错误13. 钢铁材料的韧性随着锰含量的增加而降低。
答案:错误14. 钢铁冶炼中,转炉炼钢法比电炉炼钢法能耗高。
答案:正确15. 钢铁材料的硬度随着碳含量的增加而降低。
答案:错误16. 冶金工业中,废水处理是减少环境污染的重要措施之一。
答案:正确17. 钢铁材料的焊接性能随着碳含量的增加而提高。
答案:错误18. 钢铁材料的抗腐蚀性能随着铬含量的增加而提高。
钢铁冶金学试题(B)及答案
钢铁冶金学试卷(B )院(系) 班级 学号 姓名(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。
)一、名词解释题(每题3分,共18分)1. 高炉冶炼强度2. HPS3. 高炉渣熔化性温度4. 高炉的悬料5. 高炉的硫负荷6. FINEX 炼铁工艺二、判断题 ( 每题 1.5分 ,共 30 分 ) (对:√,错:×。
)1. “假象”赤铁矿的结晶结构未变,而化学成分已变为Fe 2O 3。
2. 一般要求焦炭的反应性高,而煤粉的反应性则要低。
3. 高炉风口喷吹的煤粉,有少量是与煤气中的CO 2反应而气化的。
4. 高炉炉身上部炉墙的耐火材料一般选择使用碳砖。
5. 烧结料层的自动蓄热现象,主要是由于燃料在料层中的偏析所致。
6. 提高烧结矿碱度有助于增加烧结矿中铁酸钙矿物的含量。
7. 实现厚料层烧结工艺的重要技术措施是烧结偏析布料。
8. 对酸性氧化球团矿的焙烧效果而言,赤铁矿优于磁铁矿。
9. 原燃料中的Al 2O 3在高炉内可被少量还原而进入生铁。
10.炉内渣铁反应的最终结果由耦合反应的平衡常数所决定。
11.炉炉渣的表面张力过小时,易造成渣中带铁,渣铁分离困难。
12.致高炉上部悬料的主要原因之一是“液泛现象”。
13.炉风口前碳的燃烧反应的最终产物是CO2。
14.炉实施高压操作后,鼓风动能有增大的趋势。
15.炉脱湿鼓风,有提高风口理论燃烧温度的作用。
16.炉内进入间接还原区的煤气体积小于炉缸产生的煤气体积。
17.有倒V型软熔带的高炉,其中心煤气流比边缘煤气流发达。
18.了抑制边缘煤气流,可采取“高料线”或“倒装”的装料制度。
19.炉富氧鼓风,有助于提高喷吹煤粉的置换比。
20.前最成熟的直接还原炼铁工艺是煤基直接还原炼铁法。
三、简答题(每题8分,共24分)1. 简述酸性氧化球团矿生产工艺,说明该类球团矿的焙烧固结机理。
2. 简述风口喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响,并说明其原因。
3. 画出高炉理想操作线,并说明A 、B 、C 、D 、E 、P 、W 点的意义。
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《冶金原理》试题B 卷答案
一 解释下列名词(共10分,每题5分)
①理想溶液:在一定温度下,溶液中所有组元都服从拉乌尔定律,称为理想溶液。
②二元碱度:渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。
二 简答题(共35分)
①(6分)写出脱氧化脱磷反应的分子反应式及离子反应式,分析有利于脱磷反应进行的热力学条件。
][5)4()(4)(5][252Fe O P CaO CaO FeO P +⋅=++
][5)(2)(8)(5][23422Fe PO O Fe P +=++--+
有利条件:中温,高碱度,高氧化亚铁。
②(6分)什么是金属热还原?常用的金属热还原方法有哪些?写出反应通式。
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,制取不含碳的纯金属或合金的方法,称为金属热还原。
常用的金属热还原法有:硅热法、铝热法。
反应通式为:
M y x O Al Al O M y y x +=+3231311 222SiO M y x Si O M y y x +=+
③(6分)写出扩散系数与温度的关系式,说明其中每个符号的意义,讨论活化能的大小对扩散系数随温度变化的影响关系。
温度对于扩散系数影响的关系式就是阿累尼乌斯关系式,即:)
RT E D
e A D -⋅=
式中:D −扩散系数; D E −扩散活化能;A −频率因子;T −温度;R −理想气体常数。
当频率因子一定的条件下,D E 愈大,则D 愈小,反之D E 愈小,则D 愈大。
由于: RT E A D D -=ln ln 所以:2ln RT
E dT D d D
= D E 越大,
dT D d ln 值越大,当温度升高时,D 随温度升高而增大得多;D E 越小,dT
D d ln 值越小,当温度升高时,D 随温度升高而增大得少。
④(7分)H 2还原FeO 的过程包括哪几个环节?限制性环节一般是什么?
包括五个环节:H 2的外扩散,H 2的内扩散,界面化学反应,H 2O 的内扩散,H 2O 的外扩散。
限制性环节一般是:H 2的内扩散和界面化学反应。
⑤(6分) 什么是反应度?对于球形反应物,推导反应度R 与半径r 的关系(初始半径为r 0);对于立方体反应物,推导反应度R 与边长a 的关系(初始边长为a 0)。
已反应了的物质重量占原始重量的百分数,称为反应度,一般用R 表示。
0W W W R -= 设密度为ρ。
对于球形反应物: ρπρπ33003434r W r W ==
; 30
3
30r r r R -= 3/10)1(R r r -= 对于立方体反应物:
ρρ3300a W a W ==;
30
3
30a a a R -= 3/10)1(R a a -=
⑥(4分)冰铜、铅冰铜、镍冰铜、钴冰铜的主要成分是什么?
冰铜的主体为Cu 2S ,其余为FeS 及其它MeS ;铅冰铜主体为PbS ,还含有Cu 2S 、FeS 及其它MeS ;镍冰铜(冰镍)为Ni 3S 2﹒FeS ;钴冰铜为CoS ﹒FeS 等。
三 作图题(共18分)
下图是具有一个不稳定二元化合物的三元系相图,回答下列问题:
①(6分)P 点是什么点?写出P 点发生的反应。
E 点是什么点?写出E 点发生的反应。
②(6分)分析图中m 点在温度降低过程中液相及固相的变化,
并在图中标出结晶路线。
③(6分)分析图中O 点在温度降低过程中液相及固相的变化,
并在图中标出结晶路线。
①P 点是包晶点,D C A L P +=+
E 点是共晶点,D C B L E ++=
②对于m 点
③对于O 点
()
O
O C D C A L P O O P C A L C L −→−−→−+=+−−−→−−−→−+→→21液相变化:液相变化:
四 计算题(共37分)
1(共10分)1540℃,CO -CO 2混合气体与钢液的平衡反应为:
[C] + CO 2 = 2CO , Fe-C 系中,与2.10% C 平衡的混合气体分压比为2
2CO CO P P = 1510 ,维持C 含量不变,加入2%Si ,与Fe-C-Si 三元系平衡的气相分压比为2
2CO CO P P = 2260,计算Si 对C 的相互作用系数Si C e 。
解:[C] + CO 2 = 2CO ]
[212C CO CO a P P K ⋅= 钢液中的C 以1%溶液为标准态。
对于Fe-C 二元系: ][%1)(221''⋅'=C f P P K C
CO CO )('='C C C f f 对于Fe-C-Si 三元系:]
[%1222C f P P K C CO CO ⋅= Si C C C C f f f = ][%][%C C =' 所以,][%lg )lg(C e f f C C C C C C ==' C C
C C f f =')( 温度一定时,K 一定,即21K K =,即: ][%1)(22'⋅'C f P P C C CO CO =]
[%122C f f P P Si C C CO CO ⋅ ∴=Si C f 22CO CO P P /)(22'CO CO P P =1.4967 ∵][%lg Si e f Si C Si C = ∴0876.0]/[%lg ==Si f e Si
C Si C
2(10分)计算高炉中炉气的CO 2为16%的区域内,总压为126656.25Pa 时,石灰石分解的开始温度和沸腾温度。
已知: 2)()(3CO CaO CaCO s s += T G 19.144170577-=∆ο
J
解: atm Pa P 25.125.126656== a t m
P CO 2.0%1625.12=⨯= 2)()(3CO CaO CaCO s s += T G 19.144170577-=∆ο J
()实际2
CO P J = 等温方程为: J RT G J RT G G ln ln 0+∆=+∆=∆ο
当()atm P J CO 2.02==实际、0=∆G 时,对应的温度为开始分解温度。
02.0ln 19.144170577ln =+-=+∆=∆RT T J RT G G ο
C K T 08101083==开始
当()atm P J CO 25.12==实际、0=∆G 时,对应的温度为沸腾温度。
025.1ln 19.144170577ln =+-=+∆=∆RT T J RT G G ο
C K T 09251198==开始
3(10分)在真空中向含Cr18%、Ni 9%的不锈钢吹氧,使含碳量降低到0.02%,而钢液的温度不高于1630℃。
计算所需要的真空度(即P CO )。
已知: 解:CO Cr O Cr C S 4][3][4)(43+=+ T G 22.617934706-=∆ο
当K T 19032731630=+=时
239804190322.617934706-=⨯-=∆οG
又:K RT G ln -=∆ο
所以:6
10824.3⨯=K (1)
4][43][C CO Cr a P a K =
41
3][4][⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=Cr C CO a Ka P (2) ][%][Cr f a Cr Cr = (3)
0059
9.0][%lg -==∑j e f j Cr Cr 9863.0=Cr f (4) ][%][C f a C C = (5)
3212.0][%lg -==∑j e f j C C 4773
.0=C f (6)
联立式(1)~式(6)得到: Pa atm P CO 49450488.0==
4(7分)在均相形核过程中,假设形成的半径为r 的球体,形成单位体积晶核的吉布斯自由能为V G ∆,
单位表面吉布斯自由能为σ。
计算:①半径*
r ;②形成临界晶核所需能量*∆V G 。
形成球体晶核时,吉布斯能变化为:
σππ2
3434r G r G V +∆=∆
式中,V G ∆-单位体积晶核的吉布斯能变化;
σ-单位表面的表面吉布斯能。
令: 0=∆dr G
d V
G r ∆-=*σ
2
V
G G ∆=∆*3163
πσ。