北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案

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北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案

北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）试题编号：809 试题名称：冶金物理化学一．简答题（每题7分，共70分）1.试用热力学原理简述氧势图中各直线位置的意义。

2.简述规则溶液的定义。

3.简述熔渣分子结构理论的假设条件。

4.已知金属氧化反应方程式（1）、（2）、（3），判断三个方程式中，哪个M是固相，液相，气相？确定之后，计算M的熔点和沸点。

已知（1）2M+O2 = 2MO（s）ΔG1θ= -1215000 + 192.88T（2）2M+O2 = 2MO（s）ΔG2θ = -1500800 + 429.28T（3）2M+O2 = 2MO（s）ΔG3θ = -1248500 + 231.8T5. 简述三元系相图的重心规则。

6. 试推导当O2在气相中的分压小于0.1Pa时硫容量的一种表达式。

7. 试写出熔渣CaO-SiO2的光学碱度的表达式。

8. 推导在铁液深度为H的耐火材料器壁上活性空隙的最大半径表达式。

9. 简述双膜传质理论。

10. 试推气固相反应的未反应核模型在界面化学反应为限制环节时的速率方程。

二．计算题（30分）在600℃下用碳还原FeO制取铁，求反应体系中允许的最大压力。

已知：FeO（s） = Fe（s）+ 1/2 O2(g) Δr Gθ= 259600 –62.55T ，J/molC(s) + O2 = CO2(g) Δr Gθ= -394100 + 0.84T，J/mol2C(s) + O2(g) = 2CO(g) Δr Gθ= -223400 - 175.30T ，J/mol 三．相图题（25分）1）标明各相区的组织。

2）分析x点的冷却过程，画出冷却曲线，并用有关相图的理论解释。

四．对渣-钢反应 [A] +(B2+) = (A2+) + [B] （25分）(1)分析该反应有几个步骤组成。

冶金物理化学学习指导及习题解答

冶金物理化学学习指导及习题解答1．冶金热力学辅导热力学内容下四个部分1）冶金热力学基础2）冶金熔体（铁溶液、渣溶液）3）热力学状态图（Ellingham图，相图）注：把各个知识点划分成三个等级；最重要的等级―――“重点掌握”第二等级―――“掌握”，第三等级―――“了解”，这便于学习者在自学或复习内容时参考。

也便于在学习时能抓住重点，更快更好地掌握冶金物理化学这门重要基础学科。

1．1 冶金热力学基础共7个知识点1）重点掌握体系中组元i 的自由能表述方法；（包括理想气体、液体、固体）理想气体的吉布斯自由能封闭的多元理想气体组成的气相体系中，任一组元i 的吉布斯自由能为ln i i i G G RT P ∅=+i P '－i 组分气体的实际压强，Pa ；P ∅－标准压强，Pa ，也即Pa 51001325.1⨯。

应该注意的是，高温冶金过程中的气体由于压强比较低，都可以近似看作理想气体。

液相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元液相体系中，任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+其中，i a ----组元的活度，其标准态的一般确定原则是：若i 在铁液中，选1%溶液为标准态，其中的浓度为质量百分数，[%i]；若i 在熔渣中，选纯物质为标准态，其中的浓度为摩尔分数，i X ；若i 是铁溶液中的组元铁，在其他组元浓度很小时，组元铁的活度定义为1。

固相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元固相体系中，其中任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+i a 确定原则是：若体系是固溶体，则i 在固溶体中的活度选纯物质为标准态，其浓度为摩尔分数，i X ；若体系是共晶体，则i 在共晶体中的活度定义为1；若体系是纯固体i ，则其活度定义为1。

2）重点掌握化学反应等温方程式ln G G RT Q ∅∆=∆+G ∆有三种情况 1）0>∆G ，以上反应不可以自动进行；2） 0<∆G ，以上反应可以自动进行； 3） 0=∆G ，以上反应达到平衡，此时G RTLnK ∅∅∆=-注：（1）G ∆是反应产物与反应物的自由能的差，表示反应的方向（反应能否发生的判据）；表示任意时刻(不平衡状态)的压强商或活度商。

北京科技大学冶金物理化学2009真题解析

2.3 热力学计算题
10
解析;此题难度不大，主要是搞清楚如果要反应朝着特定方向进行，有几个典型方法，考虑压强、考虑温度这两个方面即可。参考答案：
令 r G 0 ,得到 T=2470K。
考虑到镁熔点 648.9℃，镁沸点 1090℃，在 1473K 时，镁呈现气态，因此可以创造真空条件，还可以加入添加剂 CaO ，借以降低 SiO2 的含量，进而促进反应的进行。综合考虑，采取创造真空条件来实现温度的降低。（标准态压强记熟，为
4
解析：熔渣结构理论中的分子理论模型及活度计算是重点内容。参考答案：分子结构理论假设： ① ② ③ 炉渣是由简单氧化物分子及其相互作用形成的复杂氧化物分子所组成；炉渣中只有简单氧化物才能参与金属液间的反应；由酸性氧化物及碱性氧化物复合成复杂氧化物的过程存在着动态平衡。
自由氧化物的浓度（活度）等于由化学分析所测定的氧化物的总浓度与该氧化物的结合浓度之差，即 n B (自） n B（总）- n B (结），组分B的活度为 a B nB（自）/ n ，其中， n B（自）、n B 结）、 n 分别指组分B的自由氧化物、复合氧化物、自由氧化物及复合氧化物的物质量的总和。
解析：有效边界层的定义已经多次强调，注意有效边界层概念实际上是将边界层中的湍流传质和分子扩散等效地处理为厚度为 c 的边界层的分子扩散。参考答案为：
'
5
解析：实质上是考查双模理论，双模理论为液液相传质理论模型，界面两侧各存在一个边界层，过程的总阻力包括两个边界层的传质阻力和界面化学反应的化学阻力，相关机理也很简单，参考答案：（1）钢种 Mn 原子向钢渣界面迁移；（2）渣中 SiO4 离子向钢渣界面迁移（3）钢渣界面发生化学反应

北京科技大学冶金物理化学2007-2008学年期末试卷and答案

C Si lg f C = eC ⋅ w[C ]% + eC w[ Si ]% = 0.14 × 4.5 + 0.08 × 0.6 = 0.678
所以
Δ r G CO = −281160 − 84.18 × 1573 − 38.29 × 1573 × (0.678 + lg 4.5) = −493754.29(J/mol)
p O2 = p CO = 101325 Pa ，所以
Δ r G CO = −281160 − 84.18T + RT ln
1 2 f w[C ]%
2 C
= −281160 − 84.18T − 38.29T lg f C w[C ]% = −281160 − 84.18T − 38.29T (lg f C + lg w[C ]% )
1 = Δ r G θ − 2.303RT lg aSi aSi
= −816130 + 214.1T − 2.303RT (lg f Si + lg w[ Si]% )
Si C lg f Si = e Si ⋅ w[ Si ]% + e Si w[C ] % = 0.11 × 0.6 + 0.18 × 4.5 = 0.876
相应的反应为上式等号右边括弧内一项称为炉渣的硫化物容量用符号表示即的铁水兑入转炉中在1300下吹氧炼钢假定气体压力为10132510pa生成的为纯物质
一、简答（每小题 4 分，共 40 分）（1）用热力学原理简述氧势图中各直线位置的意义。（2）试写出多元系铁溶液中组元的相互作用系数 eij 的表达式。（3）简述熔渣分子结构理论的假设条件。（4）简述正规溶液的定义。（5）试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？（6）简述三元系的重心规则。（7）多相反应与均相反应的差异？在处理动力学问题上有什么不同？（8）简述双膜理论。（9）写出活性孔隙半径表达式。（10）−

冶金物理化学答案

冶金物理化学答案一、解释下列概念（每题5分，共20分）1.扩散脱氧：在炼钢过程中，根据分布规律，钢液中的[O]扩散到渣中，与加入渣相的脱氧元素发生的脱氧反应称为扩散脱氧。

2、炉渣：炉渣是火法冶金中以氧化物为主要成分形成的多组分熔体，是金属提炼和精炼过程中除金属熔体以外的另一产物。

3.硫容量：炉渣含有或溶解硫的容量，即CS？（%s）？（po2/ps2）1/24、偏摩尔量：在恒温、恒压及其他组分的物质的量保持不变的条件下，溶液的广度性质x（x代表u、h、v、s、g）对其组分摩尔量的偏微商值。

二、简短回答问题（共60分）1、简述热力学计算中活度标准态之间的转换关系。

答：（1）纯物质标准态活度与假想纯物质标准态活度的换算：ab[r]ab[h]?pb/pbpb/kh(x)*?kh(x)p*b?rb0故ab[r]?rbab[h]0（2）纯物质的标准态活度与1%质量溶液的标准态活度之间的换算：ab[r]ab[%]?pb/pbpb/kh(%)*?kh(%)pb*?mab100m?kh(x)pb*?mab100m?rb0（3）假设纯物质的标准态活度与1%质量溶液的标准态活度之间的换算：ab[h]ab[%]?pb/kh(x)pb/kh(%)?kh(%)kh(x)?mab100m2.简述了炉渣氧化脱磷的热力学条件。

答：根据炉渣的脱磷反应：lp?(%p2o5)[%p]2?kp(to)(êo)f542p?feo??cao?cap2o954根据上述公式，为了使脱磷反应完全，必要的热力学条件是：（1）炉渣碱度高；（2）氧化铁含量高；（3）较低的浴温；大渣量。

3.一氧化碳还原氧化铁的顺序是什么？写出反应方程式（天平）。

答：氧化铁被co还原在570℃以上及其下有不同的转变顺序，因此氧化铁还原是逐级的，反应如下：T570co3fe2o3（s）？有限公司？2fe3o4（s）？cofe3o4（s）？有限公司？3feo （s）？科菲欧（s）？有限公司？fe（s）？co2222t?570co3fe2o3(s)?co?2fe3o4(s)?co14fe3o5(s)?co?34fe(s)?co24.正常溶液的定义和热力学特征。

北京科技大学炼钢考试资料

1、工业中常用的铁水脱硫剂有哪些？〔答错1个扣1分〕答：CaC2，Mg，CaO，Na2O2、有利于脱磷反响的工艺条件？〔答错1个扣1分〕答：有利于脱磷反响的工艺条件主要为：1)进步炉渣碱度，2)增加炉渣氧化铁含量，3)增加渣量，4) 降低冶炼温度。

3、常用的脱氧方法有哪些？答：沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧〔1×3分〕4、电炉炼钢为什么要造泡沫渣，如何造好泡沫渣？×3点＝1.5分，答3个算对〕1. 采用长弧泡沫渣操作可以增加电炉输入功率，进步功率因数及热效率；2. 降低电炉冶炼电耗，缩短了冶炼时间；3. 减少了电弧热辐射对炉壁及炉盖的热损失；4. 泡沫渣有利于炉内化学反响，特别有利于脱P、C及去气〔N、H〕×3点＝1.5分，答3个算对〕1)适宜〔加大〕吹氧量。

2)保证熔池有一定含碳量。

有一定的粘度、外表张力。

3) 适宜的FeO、碱度。

4) 适宜熔池温度及适宜的渣量。

5、铁水“三脱〞预处理工艺？〔1×3分〕铁水“三脱〞预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进展的处理。

普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷。

6、钢中非金属夹杂物的主要危害？答：铸坯缺陷：外表夹渣；裂纹；〔1分〕钢材缺陷：热轧钢板(夹渣、翘皮、分层、超声波检查不合等〕；冷轧钢板(裂纹、灰白线带、起皮、鼓包等〕；〔1分〕钢材性能：加工性能(冲压、拉丝、各向异性等〕；机械性能(延性、韧性、抗疲劳破坏性能等〕；耐腐蚀性能、焊接性能、抗HIC性能等。

〔1分〕7、炼钢炉渣有哪些主要作用？〔1×3分〕答：炼钢炉渣的主要作用包括：〔1〕脱除磷、硫，〔2〕向金属熔池传氧，〔3〕减少炉衬侵蚀等。

8、什么是转炉的静态模型控制？〔答3个算全对，1×3〕〔1〕静态控制是动态控制的根底，依靠物料平衡和热量平衡；〔2〕先确定出终点的目的成份和温度及出钢量，并选择适当的操作条件，进展装入量的计算；〔3〕确定物料收支和热收支的关系输入计算机；〔4〕可计算需要的氧气量，从所需的氧量可计算出所需要的冶炼时间。

(NEW)北京科技大学809冶金物理化学历年考研真题汇编(含部分答案)

2014年北京科技大学809冶金物理化学考研真题（回忆版）
2013年北京科技大学809冶金物理化学考研真题
2012年北京科技大学809冶金物理化学考研真题
2011年北京科技大学809冶金物理化学考研真题
2010年北京科技大学809冶金物理化学考研真题及详解
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2006年北京科技大学409冶金物理化学考研真题

硕士研究生入学考试北科大冶物化试题

北京科技大学2001年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

考生自带计算器。

一、简要回答下列问题（每题5分，共50分）1.北京科技大学2002年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、有色金属冶金说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

考生自带计算器。

一、简要回答下列问题（每题5分，共50分）1.北京科技大学2003年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号：409 试题名称：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学说明：①自带计算器。

②总分150分，四道题，单考生与统考生三、四题不同。

一、简要回答下列问题（70分，每题7分）1.北京科技大学2004年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：409 试题名称：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、工业生态、有色金属冶金、冶金物理化学说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

考生自带计算器。

一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）1.北京科技大学2005年硕士学位研究生入学考试试题试题编号： 409 试题名称：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学、工业生态说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

考生自带计算器。

一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）1.对稀溶液的溶质i ，试推导以纯物质为标准态的活度系数i γ与1%标准态的活度系数i f 之间的关系。

2.简述规则溶液的定义？3. 对铁溶液中的组元i ，溶解反应i=[i]%，试证明标准溶解自由能φφγi ii sol Ar RT G 10085.55ln=∆。

4.简述扩散脱氧的热力学原理？5.在氧势图（Ellingham 图）上，为什么CO O C 222=+的φG ∆与T 的关系曲线的斜率为负值？其意义如何？6.写出边界层理论的传质通量的表达式，并解释每项的物理意义？7.简述未反应核模型？8.对串联反应A →B →C ，写出反应达到准稳态的条件？9.对基元反应A →P ，写出其动力学微分式、积分式及半衰期的表达式？10.试用双膜理论简要描述钢液中元素氧化反应][)()(][Fe MO FeO M +=+的动力学机理？二、（25试用完全离子理论计算1600℃时，炉渣中的CaO 的活度。

北京科技大学冶金物理化学2009-2010学年期末试题(B)试卷and答案

装订线内不得答题自觉遵守考试规则，诚信考试，绝不作弊3、完全离子溶液形成时其混合焓为零。

阳离子与阳离子、阴离子与阴离子分别形成理想溶液；4、碱性氧化物以简单阳离子存在，酸性氧化物以复杂阴离子存在。

故，完全离子溶液＝理想阳离子溶液+理想阴离子溶液，且++=22M M x a ，++=22O O x a4.试写出正规溶液定义。

解：正规溶液定义：过剩混合热不为零（Δmix H m E ≠0），过剩混合熵为零的溶液(Δmix S m E＝0）叫做正规溶液。

5.试写出硫容量的一种表达式。

解：当气相分压小于0.1Pa 时，硫以硫化物的形式存在。

硫化物容量表示为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=--∑2222)32()(2/1%S O S O S a n K p p S w C γθ 当体系的气相分压大于0.1Pa 时，渣中硫以硫酸盐形式存在，定义硫酸盐的容量为：2/12/3%22)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=θθp p p p S w C S O S6.简述有效边界层的定义。

答：当流体速度为u b 的粘性流体绕固体表面流动时，由于表面的摩擦作用在固体表面附近会形成具有很大速度梯度的区域。

在固体表面上流体速度u x 为零，而在距固体表面一小距离处，流体速度就等于99%的流体本体速度u b 。

这个区域叫速度边界层，距固体表面这一距离称为速度边界层厚度δu 。

当含某一组元A 浓度为C b 的流体绕固体表面流动时，如果由于流体与固体表面含组元A 的浓度不同，则会在固体垂直方向建立起浓度梯度。

在固体表面上组元A的浓度为C s ，而在距固体表面一小距离处，组元A 的浓度就降到99%的流体本体浓度C b 。

这个区域叫浓度边界层，距固体表面这一距离称为浓度边界层厚度δc 。

为了数学上的处理方便，将分子扩散（D ）和湍流传质（ED ）折算成稳态的分子扩散，为此由浓度为C s 的固体表面点作浓度曲线的切线，使之与本体浓度C b 的延长线相交于一点，过这点作一平行于固体表面的平面，该平面与固体表面之间的区域称为有效边界层，其厚度用δc ′表示。

冶物化课后习题答案

冶金物化（第二版） p431. 在不同温度测得反应FeO (s)十CO ＝Fe 十CO 2的平衡常数值如表1—19，请用作图法及回归分析法求上反应的平衡常数及0G ∆的温度关系式。

表1-19 反应平衡常数的测定值温度，℃ 1038 1092 1177 1224 1303 K 0.377 0.357 0.331 0.315 0.297解：811lg 1.041k T=-分析作图结果：811ln 19.147( 1.041)1552819.93G RT k T T T∆==--=-+2. 略。

3. 在682℃测得Cd-Sn 合金的镉在不同浓度的蒸气压如表1—20。

试以(1)纯物质，(2)假想纯物质，（3）重量1%浓度溶液为标准态计算镉的活度及活度系数。

Cd P ，Pa Cd P ，Pa 1 27.8910⨯ 60 43.0310⨯ 20 31.1510⨯ 80 43.2210⨯ 40 32.3710⨯10043.2910⨯解：（1）以纯物质为标准态：CdCd Cd a f x =CdCdCd P a P *=CdCd Cd a r x =%%%CdCd Cd CdSnCdSnm x M M =+%Cd120 40 60 80 100 Cd x 0.0106 0.2088 0.4132 0.6130 0.8086 1.000 Cd a0.024 0.441 0.720 0.921 0.979 1.000 Cd r2.2642.1121.7421.5021.2111.000（2）以假想纯物质为标准态：247.89107.443100.0106H R Pa ⨯==⨯ CdCd H P a R =CdCdCd a f x =%Cd120 40 60 80 100 Cd x0.0105 0.2088 0.4132 0.6130 0.8086 1.000Cd a Cd f1.0000.9330.7700.6640.5350.44227.89101%i i DK Pa ==⨯ %%Cd Cda f =%Cd120 40 60 80 100 Cd a1.000 18.38 30.04 38.40 40.81 41.70 %f1.0000.9170.7510.6400.5700.4174. A-B 系合金在1000K 时组分A 的蒸气压如表1-21。

《冶金物理化学》答案解析

∆H θ 298( Al O3 ) = −1673600 J / mol
= S θ 298( Al O3 ) 51.04 J / ( K • mol ) = S θ 298( Al ) 28.33 J / ( K • mol ) = S θ 298(O2 ) 205.13 J / ( K • mol ) c p , Al3O2 ( s )= (114.77 + 12.80 ×10−3 T ) J / ( K • mol ) c p , Al ( s ) = (20.67 + 12.39 ×10−3 T ) J / ( K • mol ) c p ,O2 ( s )= (29.96 + 4.19 ×10−3 T ) J / ( K • mol )
3 2 Al(l ) + O2 = Al2O3( S ) 2
∆ f Gθ = ( −1687200 + 326.8T ) J / mol
θ
试计算（1）FeAl2O4 的标准生成吉布斯自由能 ∆ f G 与 T 的关系式（2）在 1600K 时上述电池的电动势为多少？解：（1） Fes +
1 O2( g ) + Al2O3 = FeO • Al2O3 (s) 2
1 PO2
∆ r Gθ = RT ln PO2 = − RT ln PO2 / Pa 1.0315 ×105
= RT ln
= RT × 2.3lg( PO2 / Pa ) − RT ln1.0315 ×105
= −29.91×104 + 75.3T
由
1 Fe( s ) + O2( g ) + Al2O3 = FeO • Al2O3( S ) 2 3 2 Al( s ) + O2( g ) = Al2O3( S ) 2

北京科技大学物理化学B历年考研试题共3套(可编辑修改word版)

3么7-/北京科技大学2005年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：诚题名称：(共5頁)适用专北：应用化学___________________________________________________________________________ 说明：1.所有答案必须茗在答题紙上.做在试题或草«纸上无效.2.符号S在右上角表示标准态，例如/表承一个标准大气压101325Pa. f5表示标准电动势等.—、填空题(共21题50分)1-(6 分)某电池在/时电动势与温度的关系为公mV = -68.00 - 0.312 (77K- 298).298 K时电池的电动势E = __________ ,当瑜出2 mol电子电ft时，电池反应的 : 45ra= •当输出丨mol电子电最时，电池的____________ 电动势£- :电池反应的 : 45-=•2-(5 分)NH4HS(S)放入抽空的瓶内发生分解：NH,HS(s) = NHj(g) * H2S(g), 则分解反应达到平衡时该体系的独立组分数为 ,相数为 , 自由度数为 :在25X?时测得体系达到平衡时的压力为66.66 kPa.若此湿度时NH｝的分S为13.33 kPa；要使NH,和H2S的混合气体体系中不形成NH.HS固体.则应将H：S的分压控制在(填入大.小，等)于kPa.3.(4 分＞298 K 时，已知^(Cu^lCul^.SS? V, ^(Zn^lZn^ - 0.7628 V.则电池Zn(s)|Zn2，(a|-l)||Cu2，(a2-l)|Cu(s)的£-,电池反应的平衡常数 ,当电能耗尽时，两离子的活度比卬/＜12- •4.(2 分)电池放电时.随电流密度増加阳极电位变.阴极电位变, 正极变■负极变•5.P 分＞K化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行，系统的温度由K升髙至则此过程的焓变零；如果这一反应在恒恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其熗变零.(填入大于，等于，小于)6.(2 分)计算下列各ffi俎过S7- (2 分)液态汞的表面张力r = 0.4636N • m-' + 8.32X10-3N • m.1• K.1• T-3.13X 10.7N • m.1• K2• T2 在400 K时，汞的⑽dA、T.V B_____________________________________________________ .8.(2 分)有理想气体反应达化学平衡A(g) + B(g) = 3C(g).在等滋下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡移动：若将气体®于钢简内加入惰性气体后平衡移动•9.(2 分)己知0.536 V，/(Bri/Br)= 1.065 V. «»$(Clz/CI? 1.360V.溶液中各卤索离子浓度相笏• 在不考®超电势的情况f, Cl2, Br：, h析出的先后顺序是•10.(2 分)对于任何宏现物质.其焓//一定内能t/(填上>、<，=)•因为____ :对于等沮理想气体反应，分子数埔多的AW—定A(/,因为______________________ •11.(2 分)300 K时，将2molZn片溶于过量的蚝昧酸中，若反应在敞口容器中进行时放热込，在封闭刚性容器中进行时放热则Qv-Q^ _____________________ J-12.(2 分)若298 K 时，反应2NOj(g) = N?O4(g)的K\■ 8.834 .则当p(NO2)=l kPa,p(N204)-IO kPa 时，反应将.(A)向生成N2O«方向进行(B)向生成NOj方向进行(C)反应恰好达到平衡(D)不能判断K进行的方向13.(2 分)在恒墒恒容只做体枳功的封闭体系甩,当热力学函数到达坫ffi时，体系处于平衡状态•14.(2 分)卡诺热机的效率只与葙关.而与关争15.(2 分)对一射闭体系.ir f=o时，下列过程中体系的AR AS. AG何界必为零？(1)绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 :(2)某物璜的恒溢恒压可逆相变过程 !(3)某物庾经一棚环恢复®状态____________ •16.(2 分)选择">”，“<”、•* = ■•中的一个填入下列空格：实际气体绝热自由膨胀，0. AS0.17.(2 分｝1 mol 原子分子理想气体•从p>=202 650 Pa. T|=-273K在p/r=常数的条件不加热，使压力增加到灼=405 300 Pa,則体系做的体积功W=J.18. (2 分＞选择“＞ ”、“＜”、“=”中的一个填入下列空格：100-C, 1.5/的水蒸气变成1WC ，1.0/的液体水.AS _________________ 0, AG _________ 0. 19. (2 分＞在2000 K 时,理想气体反应CO(g) + (l/2)O2(g) = CO 2(g)的平衡常数K p =0.640 (kPa)'则该反应的 J mor 1 . 20.(2 分)在封闭体系中，只做体积功•在恒温•恒压条件下某化学反应的＜dG/d^)rfi = 0.农示该反应己达平衡，即反应体系的熵到达最大值•此说法珐否正确， 21.(I 分＞可以通过实验碥定胶粒带电符号•二、计算题(共9题70分＞ 22. (10 分)水和溴苯酊形成完全不互溶的体系.该体系在外压为101.325 kPa 时，«沸点为95.4 °C ，此溢® 下溴苯的饱和蒸气压为15.700 kPa.计算：(1〉在95.4 °C 时，对溴苯进行水蒸气蒸馏的馏出物中，溴苯的质量分数w(C t H,Br)； (2)蒸出10kg 浹苯时，需消耗水蒸气多少公斤？己知泱苯的分子量为 157.01.水的分子量为18.02. 23. 10 分反应B.正逆反应均为一级己知:IgAi/s 1 - -2000/7+ 4.0,1队(平衡常数)=2000/T- 4,0.反应开始时.(Afc- 0.5 mol • dm 人(B]o=0.05 mol - dm 3.试计算:(1)逆反应的活化能£.! ? (2)400K 下，反应平衡时A 和B 的浓度• 24. (15 分)苻一固定的导热良好的瞞板(aa’＞将一个带对无庠擦的绝热活寒的绝热气缸分为左右两室•左室中充入I mol 坩子分子理想气体(C..-1.5R).右宽中充入2 mol 双垛子分子理想气体(C,.. -2.5R) (始态如下图所示〉•若将绝热活戏上的钔钉拔掉.求达到平衡时体系终态的温度7；及过程的IK.Al/.AW.aS.己知外压p n -10l.325 kPa.25.(10 分)液体A 和B 玎形成理想溶液，己知某溶液含有25%(摩尔分数)的A,在298 K 时与溶液平衡的热气含有 50%的 A,又知 A 的 ■=20.9kg mor 1,B 的 =29.26 kg-mof'.求：(1)298 K 时纯A 蒸气伍与纯B 热气压之比： (2) 373 K 时两者蒸气压比值(可只列方程^-101 325 kPaPJ Q:四、证明题（10分）34.（5 分）证明：Q-Cr= •曲_ 綱!啪T-V\35.（5 分）总反应的表现速率W数*,若与各元反应的逨率常数*.宵如下之关系: *= n*7则请证明农观活化能E.与元反应活化能E，之关系必为E a第S»汝：^7-/北京科技大学2007年硕士学位研究生入学考试试题相編号：«7 _________________ 试题名称：物g化学B ________________________ (共4 K)遂用专i: 分析化学.无权化荦，有学.物理化李 ________________________________________________ 说明：1.所有答案必須骂在答题纸上，做在试題或草稿纸上无效.2.#兮$在右上角表示标准态，例如表示一个标准大气及101325P*. f5表示标准屯劝势等.送择E (AlO£ 20分) ，1.2分关于》摩尔最，下面的fi述中不正SI的是：< )(A)»摩尔》的数ffi可以ft正數.负数和零(B)溶液中种广度性«»赉曲摩尔量，而不等于M庫尔景(o味曲摩尔自由K外.其惟《摩尔量籌不等于化学》(D)番液中各组分的番犀尔•之M符合W4BM-杜亥》关系式2.2分在環想气体的5-riH上，任_条《««与任一条rani找的斜帛之比，在怕《时所代农的含义a:()(A)(aswv(咖(B)(aw7M«叫載~(Q (aSWM3SWX>=</Cr(D)3.2分以下送因1(中，<B—个®索是乳状液8油/水水/油®的主费因累？( )(A)乳化H的tt廉(B)两I♦濱镎的互溶S曲(C)液律的相对体枳(D) 助4.2分下E为某气体的W中为W溢可逆变化•对外做功为^A-C为绝热可逆变化，对外做功为JK AC;A-D为多方不町逆交化力外傲功为»T KD. BJJ.C «的体》相匁• W下述关系，个ff«?( )(A) W^W M：(B) W汐W比(C)IFkPir*© (D) WaWto5. 2分在电泳实驺中.现察到分效相向阳极移动.农明: (A) 胶粒帝正电 (B) 胶粒?B 负屯(C) 电动电位相对于溶液本体为E (D) Stera 面处电位相对溶液本体为正理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态.该过0中体系的規变AS-及环境的《变为：() (A) AS«>0， AS<<0 (B)厶S»<0, AS»>0 (C) ASipO. AS»-0 (D) AS»-O. A5»-0 . 995Pa,则该地区水的沸点为： • (〉(A) 358.2 K (B) 8S.2K (0 358.2 Z (D) 373 K8. 2分有一容S 四逝泞热，上®有一可移动的《塞，在该容器中W 时放入锌块和站®.发生化学反应活》将上移一定距离，若以碎和挂酸为体系则： ()(A) Q<0, ^-0, A.l/<0 . (B) Q^O, W>0, A,t/<0 (C) g<0, W>0, 6,U=0 (D) g<0, W>Q. A r U<0 一饵乐反应体系，若产物与反应物的AC 戶0,M 此反敁 (A)吸热 (B)放热 (C)无热效应 (D)吸放热不能W 定H 想气体从相问始态分别经绝热可逆和绝热不对逆膨胀H 达相网的压力，则其终态的坦议、体积和44系的焓变必定是： (二、填空题(共4g 20分) . n. 6分在w 溫怛乐s 有北体积功&在的w 况r,则可用 _____________ *判别过s 超否ws ，即在不可逆t«况下，外界对体系所做的 _______ 子体系 ____________________ 的增毋.12. 4 分对于下面的及应2NO 2(g)^2NO(g) + O,(g)如果对体系坩加还力.则反应向 _______ 移动.如®对体系如入悄性气体，«反极向 ________ 移动.(填左成右> 13. 5 分-绝热容S 分成两ffi 分，分别2组3、压力相P )的ZmolO,. 3D10JN,(均为gw 气体〉，抽去臟，使两气体捉合达平衡，《计算体系*的变化= __________ .N»: ^7-2-在OX ：到lOOT?的范IB 内.液态水的达气压P 与r 的关系为Jg(p/Pa):-2265/7*U.101 , 地区的气压只有5910. 2 分>么H 相< A//«» < △ //« >中各气体的物®的置分数t 压在310 K 时为729.54 栳匁浓沿的《供浓度应该为多少？质ft 为 0.174 kg mor 1,%®報液$«为 KPkg tn’.•olNaCl ffi 液中的溶解度3.95X 10" dn^NaCI 的T1C1饱和洛液屮离子平均活度系数. 相平衡时，体系的自珀度. B 由度数目井不矛盾.因为，乙烯反应iCH^g) — CH J =CH ：(B )+H 2(g)51-988 kPa 压力下，标准平衡常数AT* =0.898.反应开始前钵系中只有2 mol 乙饶，11CI 在W 水屮的娜勤 1.607X IO'2 mol -dm 3,在 0.100 S 是2.022X 10'试求在不含NaCl 和含夼0.100 mol ScChtt 焦耳-汤姆孙系数W .T "l.07X10i KkPa l ,CO 2的 =301 J K lmol 1,求在 298 K 时ISSOgCO,由 !5 kPa 答fflffi 缩到 1013.25 kPa 时的 A H. CO ；的茚尔分7® 为 44g/mol.i 分解反应，CICOOCCIXg) - 2COCWg) &-级反E, —定景CICOOCCIj 迅速51入一个说® ，.经454$ ,测树压力2.475 kPa,经过极长时岡后压力为4.000 kPa.此实«在578 K 时祇复后.»得压力2.83SfcPa ■求此分解反应活化能E ，.B 两个组分在定圧T 形成的二元相阁如下阁所示.求液柱上升2 cm 的毛细管®大半径ft 多少？第3Jfrr>(共8E 80分)•但ft,此时物系A 都可以变化，而不至于导®新相产生和旧相消失,Ni:甲W松氮反应如下：CHjOH(g) ■ HCHO (g) ♦ H2(g).试求此反应在700t时的K* •己知各物现的热容表达式为: {20.42 + 103.68X10°TK + 24.64X lO^TVK/jJ.K-' mor'C*J：甲{18.83 ♦ 58.S8X !04TK -15^1 X !04(7yK),}J K , n>ol' C *^(H,) - {29.0S - 0.837 X10J PK ♦ 101X IO*(77K),}J K4 moJ-' A <(298 KyUmol' ^^[,(299 KyUoor'¥S -115.90 -110.04VBI-201.17 -161.88四、问答K (共3E 15分)23. 5 分当光攻射入分B体系时会发生什么情》?24. 5 分B钵*•力学的不松定律系.《它R在相当长的MfflStt史存4•试解鞾»因、25 5分元索x存在有丨，n.m三矜品喟，在其三相点o附近，摩尔熵的关系为么(11>>么(11])>5_(1),摩尔体积的关系为r^iu)>F；a)>^ii),a用p-rm函出H相的三条两相平衡曲线(要求各曲城的方本正确)，)t 标出三个区域.五.(共2S 15 分〉26. 10 分的反庆物，常遇»—迕乎行的一《反应充争发生.ra为从ft力学上番来.很多神产物曲珐可ft产生的•试于£应》即僅*1和*1的位不同，B和C的半衰期M表观为相柯的、27. $ 分祖合物，试证明：(a)(a6_G/a7)r<0o»)«a(A^;^Dydn,-oN E : —/第1页北京科技大学2008年硕士学位研究生入学考试试题试题编号: 627试题名称:物理化学B(共3页)适用专业:分折化学、无机化学、有机化学、物理化学说明：1.所有答案必须写在答题纸上，做在试题或萇稿纸上无效。

北京科技大学冶金物理化学2006-2007学年期末试题

北京科技大学 2006—2007学年第一学期冶金物理化学标准答案一、简答（每小题5分，共50分）1. 试用相图的基本规则说明以下相图的错误所在？答：违背了相图的构筑规则“在二元系中，单相区与两相区邻接的界线延长线必须进入两相区，不能进入单相区”2. 在Ellingham 图上，为什么形成CO 的曲线的斜率为负值，而一般的斜率为正值？答：CO O C 222=+ΘΘΘΘ−−=ΔC O CO S S S S 2202f ΘΘ−≈S S CO 0p ΘΔ−∴S ；∴ΘΔG ~T 曲线的斜率小于零。

同理可以证明一般反应的~T 曲线的斜率大于零。

ΘΔG 3. 简述分子理论的假设条件。

答：1）熔渣是由各种电中性的简单氧化物分子、CaO 、MgO 、、、及它们之间形成的复杂氧化物分子FeO 32O Al 2SiO 52O P 2SiO CaO •、22SiO CaO •、、等组成的理想溶液。

22SiO FeO •52O P CaO •2）简单氧化物分子于复杂氧化物分子之间存在着化学平衡，平衡时的简单氧化物的摩尔分数叫该氧化物的活度。

以简单氧化物存在的氧化物叫自由氧化物；以复杂氧化物存在的氧化物叫结合氧化物。

如：（）=2（）+（） 22SiO CaO •CaO 2SiO 2222SiO CaO SiO CaO D x x x K •=由K D 计算的x CaO 及x SiO2叫及的活度。

CaO 2SiO 4. 试解释正规溶液定义。

答：过剩混合热（其实为混合热）不为零，混合熵与理想溶液的混合熵相同的溶液叫正规溶液。

5. 试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？答：定义∑FeO 0表示渣的氧化性。

决定炉渣向钢液传氧的反应是（）=FeO [][]Fe O +[]FeOa O K00=Θ或[]FeOa O L 000=令[]FeOa O L00'0=----代表实际熔渣中的值。

当时，'oL f 0L f 0'0'00ln ln ln L L RT L RT L RT G =+−=Δ0，反应逆向进行，钢液中的氧向熔渣传递；当时，='oL p 0L G Δ0'0ln L L RT 0p ，反应正向进行，熔渣中的氧向钢液传递。

北科大冶金工程有色冶金历年考试题库（无答案）

1.铝土矿的类型以及我国铝土矿的特点？2.判断铝土矿质量高低的指标是什么？该指标的定义？3. 铝土矿的主要杂质？4. 碱法生产氧化铝有哪些方法？5. 决定碱法生产氧化铝方法的主要因素是什么？请具体指出。

6. 比较分析拜尔法和烧结法的优缺点。

7. 铝酸钠溶液性质及拜尔循坏？什么叫苛性比？8. 拜尔法的工艺步骤以及各步骤的作用？9. 指出杂质硅在拜尔法中的危害？（解释为什么硅是最有害的杂质）10. 拜尔法氧化铝的理论浸出率？11. 拜尔法中加入氧化钙的作用？12. 烧结后的熟料组成？13. 烧结法中加入CaO的作用？14. 烧结法中怎样减少或控制二次反应的发生？15. 铝酸钠溶液脱硅的方法？16. 混联法原理及优缺点比较二、铝电解复习1. 现代铝工业有哪些主要生产环节? 铝电解的原材料有哪些？2. 指出铝电解质的主要成分。

3. 指出铝电解质对铝电解工艺过程及生产指标的影响。

4. 指出铝电解质添加剂的工艺作用。

5. 现代工业铝电解质的分类及其特征？什么是电解质分子比（摩尔比）？指出酸性、碱性电解质与分子比的关系。

6. 铝电解质的物理化学性质包括那些指标？7. 分别指出电解质熔点、密度、粘度和导电率对铝电解工艺的影响。

8. 写出铝熔盐电解的阴、阳极反应和总反应。

9. 什么是阳极效应？对铝电解过程有何影响？10. 指出影响阳极过电压的因素。

11．什么是铝的二次反应损失？12. 什么是铝电解的电流效率？怎样计算？指出影响电流效率的工艺因素。

13 现代铝工业电解槽发展趋势如何？14 铝电解中每吨铝所需电能量的计算方法？降低电耗有哪些方法？15．铝电解炭阳极的消耗、碳耗指标是什么？16．按照纯度不同铝分几类？三、镁冶金1 硅热还原法的工艺应用有几种？2 *根据CaO·MgO 被Si 还原的热化学原理，还原过程为什么要在真空下进行？3 皮江法的生产流程及主要工艺参数？4 为什么使用75%硅铁作热法炼镁的还原剂？5 分别说明采用菱镁矿或白云石做炼镁原料的工艺差别有哪些？6 比较镁电解槽与铝电解槽的异同点？7 由氧化镁制取氯化镁的过程中，为什么要加碳？8菱镁矿与白云石哪个做炼镁原料更好？为什么？9 炼镁原料有哪些？四、铜冶金1 铜矿物分几个类型?2 火法炼铜的主要原料是什么?生产的主要步骤有哪些?火法炼铜的主要优点是什么?3 分别写出火法和湿法炼铜的原则流程?4 何谓造锍熔炼? 造锍熔炼的目的是什么?5 造锍熔炼过程中物料的主要物理化学变化?6 冰铜的概念? 氧在冰铜中是以什么形态存在?7 冰铜中铜的品位与氧含量有什么关系? 为什么冰铜品位越高渣含铜越高？8 造锍熔炼过程对炉渣的基本要求如何?9 渣含氧化硅对锍与炉渣平衡有何影响？10 何谓熔池熔炼？分几类？11 何谓漂浮状态熔炼？分几类？12 闪速熔炼分几类？闪速熔炼的原理是什么？13 冰铜吹炼的目的是什么?锍吹炼分两个阶段的依据是什么?14 粗铜精炼过程包括哪些?15 *粗铜火法精炼的基本原理是什么?16 *电解精炼的作用和意义是什么?17 铜冶金各阶段的主要产品中铜的品位如何变化?五、钛冶金1 目前生产金属钛的主要矿物类型？2 从钛铁矿到冶炼出海绵钛的主要过程？3 钛铁矿精矿的还原熔炼的原理是什么？4 粗四氯化钛生产的基本反应？5 钛渣氯化的方法有几种？6 粗四氯化钛中杂质的种类？除钒方法？7 镁还原生产海绵钛的基本原理和工艺流程图？8 在金属钛的生产过程中，什么是镁循环？9 钛的精炼方法及基本原理？六、贵金属冶金1. 贵金属包含哪些金属元素？2. 指出金、银在自然界的主要存在形式。

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。

北京科技大学冶金物理化学第三章作业3

钢液中[O]=0.058%。

试确定计算FeO 的活度的正确性。

解：1)分子理论取100g 渣，计算其中各简单氧化物分子的物质的量12.020.16772FeO n mol ==；14.970.37440MgO n mol ==；8.840.14171MnO n mol ==；219.340.37460SiO n mol ==；42.680.76256CaO n mol ==；25 2.150.015142P O n mol ==; 设熔渣中存在的复杂氧化物;在分子理论的假设下，熔渣的结构有4种组元：简单氧化物FeO;RO(CaO,MnO,MgO 三物之和);复杂氧化物2252,4CaO SiO CaO PO . 其中，酸性氧化物全部与碱性氧化物形成复杂氧化物。

2220.374RO SiO SiO n n mol ∙== ; 252540.015RO P O P O n n mol ∙== ; 0.167FeO n mol =过剩碱22524()24 0.7620.1250.37420.33240.0150.537CaO MnO MgO CaO SiO CaO P O RO n n n n n n mol∙∙=++--=++-⨯-⨯=剩余22524()0.1670.5370.3220.015 1.041i FeO CaO SiO CaO P O RO n n n n n mol∙∙=+++=+++=∑剩余;a a a a 0.7620.732,11.041C OC O C O C O in a x n γ=====∑;n n n n 0.1250.120,11.041M O M O M O M O in a x n γ=====∑;0.1670.160,11.041FeOFeO FeO FeO in a x n γ=====∑2)完全离子理论0.079FeO a =,修正后0.166FeO a = 3)由反应()[][]FeO O Fe =+得[%O]O FeOL a =,在1873K 时实验得到0.23O L =,所以 [%O]0.0580.2520.23FeO O a L ===55试用完全离子溶液模型计算1600℃时炉渣中(CaO)、(MnO)、(FeO)的活度及活度系数。

2013-2014年北京科技大学809冶金物理化学考研真题试题试卷汇编

目录2013年北京科技大学809冶金物理化学考研真题试题试卷 (2)2014年北京科技大学809冶金物理化学考研真题试题试卷 (9)北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：809试题名称冶金物理化学（共7页）适用专业：冶金工程、冶金工程（专业学位）说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

考试用具：无存储功能计算器。

=============================================================================================================此试卷包含两部分：其中第一部分适用于冶金工程（不含生态学）考生，第二部分仅适用于生态学考生。

第一部分（适用于冶金工程<不含生态学>考生）1、简要回答下列问题（第1-8小题每题7分，第9小题14分，共70分）1）当铁液中组元i 的浓度趋于零时，试推导以纯物质标准态的活度及活度系数与以1%标准态的活度及活度系数的关系。

2）对如下反应（SiO 2）+2[C]=[Si]+2CO(1)△G 10=a 1-b 1T SiO 2，（S ）+2[C]=[Si]+2CO (2)△G 20=a 2-b 2T在T ≤1873K 时，讨论△G 10与△G 20的关系。

3）用热力学原理分析氧势图（Ellingham 图）上，为什么标准状态下低位置的金属元素可以还原高位置的氧化物？4）描述二元系规则溶液的活度系数的计算方法，并与Wagner 模型计算进行对比。

5）用分子理论模型简要描述如何解决CaO-FeO-SiO 2三元系高碱性炉渣溶液各组元活度的计算，并写出各组元活度的表达式？6）试用热力学原理证明，为什么化学反应△G 0与温度T 的关系为线性？其意义如何？7）试推导多相反应动力学基本方程)(b s d c c k J -=，并解释每项的物理意义。

北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案