冶金物理化学课后习题解答
《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。
冶金物理化学课后习题解答PPT学习教案
2）在金属液或气泡表面上发生界面化学反应，生成气体分子；
3）气体分子通过气体边界层扩散进入气相，或被气泡带入气相，并被真空
泵抽出。
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1）固体反应物B是致密的或者无孔隙的；
2）反应发生在气-固相的界面上，即具有界面化学反应特征。
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7-3 由外扩散、界面化学反应、内扩散控制的气-固反应
各有什么动力学特点？
外扩散控速：若界面化学反应不可逆，由于外扩散是限制环节，可认为通过产物的反应物气
体物质扩散到未反应核界面上应立即和固体反应，可以认为 = 0。
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界面之间的区域叫做有效边界层，用’ 来表示。
( )=0 =
−
’
’ =
−
(
)=0
第100页/共134页Hale Waihona Puke 推导菲克第二定律（一维扩散）
菲克第二定律：在物质的浓度随时间变化的体系中，即
≠ 0,体系中发生的是非稳态扩散。
在一维体系中，单位体积单位时间浓度的变化等于在该方向上通量（单位时间通过单位面积的物质的量）
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冶金物理化学答案
冶金物理化学答案冶金物理化学是研究金属和合金在制备、加工、合成和结构过程中物理和化学变化的科学。
它涵盖了从矿石到最终产品的整个过程，包括提取、分离、合成和加工。
冶金物理化学在工业和科学研究中扮演着重要角色，对于理解金属和合金的性质以及优化其制备过程至关重要。
在冶金物理化学的研究中，人们通常的是金属和合金的物理和化学变化，包括相变、扩散、还原和氧化等。
这些变化受到温度、压力、浓度和时间等因素的影响。
通过对这些变化的深入研究，人们可以更好地理解金属和合金的结构和性质，并优化其制备过程。
在工业生产中，冶金物理化学的应用广泛且重要。
例如，在钢铁工业中，冶金物理化学可以帮助人们理解钢铁的相变和结构，从而优化其制备和处理过程。
在铝工业中，冶金物理化学可以帮助人们理解铝的熔炼和铸造过程，从而提高铝的质量和性能。
除了在工业生产中的应用，冶金物理化学还在材料科学和工程领域发挥了重要作用。
通过对金属和合金的深入研究，人们可以开发出具有优异性能的新材料，例如高强度钢、轻质铝合金和高导电铜合金等。
冶金物理化学是理解和优化金属和合金制备和处理过程的关键。
通过深入研究和应用冶金物理化学，我们可以提高工业生产的效率和质量，同时推动新材料的发展和进步。
冶金物理化学是一门研究金属和合金的冶炼、分离、精炼和提纯的学科。
它主要涉及金属和合金的物理和化学性质，以及这些性质在冶炼、分离、精炼和提纯过程中的变化。
冶金物理化学的研究范围广泛，包括金属和合金的相图、热力学性质、动力学性质、电化学性质以及表面化学性质等。
它可以帮助我们了解金属和合金在不同条件下的物理和化学行为，从而指导冶炼、分离、精炼和提纯的过程。
在冶炼过程中，冶金物理化学可以用来确定最佳的冶炼方法和工艺参数。
例如，通过研究铁、锰、铬等金属的氧化还原反应，我们可以了解它们在不同温度和压力下的行为，从而优化它们的冶炼过程。
在分离过程中，冶金物理化学可以用来研究不同金属之间的相互作用，以及它们与分离剂之间的相互作用。
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。
冶金物理化学习题解
θ
3 O2= Mn2O3 2 1mol O2 条件下：
2Mn+
⇒
4 3 Mn+ O2= Mn2O3 3 2
2 2 ∆Gθ Mn2O3 = ∆ f Gθ Mn2O3 = × (969640 + 254.18T ) J / mol 3 3
代入 T=1000K
3 MnO2 ○
则有
∆GMn2O 3 θ = −47.7 KJ / mol
M= ln 0 T 298 298 + −= 1 ln T − 4.7 + 298 T T
(T − 298) 2 T 1 M1 = = − 298 + 44402 × 2T 2 T
代入上式可得：
∆Gθ T = −1673600 + 313.315T − T × [28.49 × ln T + T 1 −18.265 ×10−3 × ( − 298 + 44402 × )] 2 T
J/mol J/mol J/mol J/mol J/mol
2Mn+O2=2 MnO 1mol O2 条件下： ∆GMnOθ =2∆ f GMnOθ =−2 × (−38490 + 76.36T )
代入 T=1000K
2 Mn2O3 ○
则有 ∆GMnO = −617.140 J / mol = 61.7 KJ / mol
⇒ ∆H 0 =1681280
3 ∆S θ = S θ 298( Al2O3 ) − 2 S θ 298( Al ) − S θ 298(O2 ) 298 2 = 51.04 − 28.33 × 2 − 105.13 × 1.5
=-313.315
∆Gθ 298 = ∆H θ 298 − T ∆S θ 298
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。
冶金物理化学标准答案
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。
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。
冶金物理化学
v
B
C p ,m ( B)dT
——基希霍夫公式
习 题
已知CH3COOH(g), CH4(g), CO2 (g),的平均定压热容 C p,m分 别为52.3J· –1· –1, 37.7J· –1· –1，31.4J· –1· –1 。试由 mol K mol K mol K 附录中的各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列反应的 rHɵm。 CH3COOH(g)＝CH4(g)＋CO2 (g) 解： 1000K CH3COOH(g) rHɵm(1000K) 1000K CH4(g) H2
标准态：任意温度T，标准压力pɵ=100 kPa下的纯物质。
§ 2.8 标准摩尔生成焓的计算
标准摩尔反应焓— 在某温度下，各自处在标准态下的反应物
，反应生成同样温度下各自处于标准态下的产物，该过程的
摩尔反应焓即为标准摩尔反应焓。 用公式表示：
r H m νB H m (B)
B
在实际上，通过物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓 来计算标准摩尔反应焓。
热力学第一定律即能量转化与守恒定律，利用它可解决过
程的能量衡算问题。 封闭体系热力学第一定律：
U Q W
在本章中，U、H、Q、W 等物理量被引入，其中U 和H 为状态函数， Q和W为途径函数，它们均具有能量单位。 为了计算过程的Q、U及H 等，本章重点介绍了三类基 础热数据： 摩尔定容（压）热容 摩尔相变焓
1. 标准摩尔生成焓
定义：物质B在某温度的标准摩尔生成焓是，在一定温度T ， 由热力学稳定相态单质生成化合物B，而且B的化学计量数 νB=1的反应的标准摩尔反应焓，记为 f H m 。
几点说明：
1）所谓“一定温度”，一般指 25 °C。 2）所谓“稳定相态单质”：碳指 C(石墨)；硫指 S(正交) ；磷 ，过去指白磷，近年有些文献指红磷；溴指Br2(l)；汞指Hg(l) ；稀有气体指单原子气体；氢、氟、氧、氮等指双原子气体 3） 显然，稳定相态单质本身的标准摩尔生成焓为零。
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。
冶物化课后习题答案
P1881.试计算高炉中炉气的CO 2为16%的区域内。
总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。
CaO 3 =CaO CO 2. ：G ° =1 7 0 5 77 1 4T4. 1 98908 lg P CO 2 = 7.53- P CS 20265 ° - P CO 2 =— = ------------- =0.22P- 101325T =1082.5KT =1198.4K2.根据氧势图， 求Fe 2O 3分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与 Fe 2O 3分解压的热力学计算值进行比较。
P)2'也=苛=0.21 % =0.21 101325Pa连接 “O” 与 P 2=10皿87 点，T=1380 C沸腾 P O =1=10° T=1460 C 计算：6Fe 2O 3 =4Fe 3O 4 0200= 58 67 70 3 4T0. 2 0开始分解：T 开=1338 C沸腾：T 沸=1451 C 3.把5X10~kg 的碳酸钙放在体积为1.5乂10誓m 3真空容器内，加热到800C ，问有多少kg 的 碳酸钙未能分解而残留下来。
CaO 3 =CaO CO 2G 0 =1 7 0 577 1 4T4. 19①开始分解P'CO 2 =P 总、勺6%= 126656.2 0.16 =20265Pa ②沸腾时：P CO 2=P 总、P C O 2普=1.25IgP o^ =30645.517.77_。
8908T=800C ( 1073K) Ig F CO 2 = —+7.53F C O 2 =0.169.F C O =0.169 101.325Pa =17124Pa 按理想气体处理，分解的CO 2量则分解的CaO 3摩尔数为n = 0.00288molm = 100g / mol 0.00288mol = 0.288g：m =0.5 103 -0.288 10^ =0.212 10°kg5.用空气/水汽=3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。
冶金物理化学 (张家芸 宋波 郭兴敏) 课后答案[1-7章].khdaw
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
冶金物理化学 2
-1 θ ∆H 298 =-943.5(kJ·mol )
L 转变=3680 J·mol
-1
Ti(α ) Ti( β )
O2(g) TiO2(s)
C p =22+10.04×10-3T (J·K-1·mol-1) C p =28.90 (J·K-1·mol-1) C p =29.96+4.18×10-3T-1.67×105 T-2(J·K-1·mol-1) C p =75.19+1.17×10-3T-18.20×105 T-2(J·K-1·mol-1)
6．试求熔化 298K 下的 lkg 的 Pb 需多少热量。 已知：Pb(s)
C p =23.56+9.75×10-3T (J·K-1·mol-1)
T 熔点=600K，Mpb=207
7．已知： Ti(α ) + O2 ( s ) = TiO2 ( s )
K Ti(α ) 1155 → Ti( β )
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转化 已知：1033K α Fe(强磁) 磁性 → α Fe（顺磁)，△H 磁化=2760 J·mol
-1
→ γ Fe， ∆H ′ =920 J·mol 1183K α Fe(顺磁)
FeO Fe O2 FeO
例题
[例题 1]：电炉炼钢还原期，加入渣面上的碳粉能与渣中 CaO 作用生成 CaC2
（CaO）+ 3C（s）= （CaC2）+ CO（g） 试计算在高炉中能否发生上述反应生成 CaC2？已知高炉炉缸温度为 1523℃，高 炉渣中 （CaO） 活度 （以纯 CaO 为标准态） 为 0.01， 炉缸中 CO 分压为 1.5×105Pa。 假设高炉渣中 （CaC2） 服从拉乌尔定律， 渣中 CaC2 的摩尔分数 xCaC 2 达到 1.0×10-4 时即可认为有 CaC2 生成。已知下列热力学数据： Ca（l）+2C（s）= CaC2（s） Ca（l）= Ca（g） C（s）+
冶金物理化学3
(3) γ MnO = 1.2， γ SiO 2 = 1.4 (4) M Al 2O3 = 102kg⋅mol-1， M SiO 2 = 60 kg⋅mol-1， M MnO = 71 kg⋅mol-1 （答案：(1)不能，(2)能） 7. 根据铝在铁、银间的分配平衡实验，得到 Fe-Al 合金（0< xAl <0.25）中铝的活度系数在 1600℃时为 ln γ Al = 1.20 xAl －0.65。求 铁的摩尔分数 xFe =0.85 的合金中在 1600℃时铁的活 度。 （答案：0.83） *8. 将含 w[C] =3.8%、w[Si] =1.0% 的铁水兑入转炉中，在 1250℃下吹氧炼钢，假定气体 压力为 100kPa，生成的 SiO2 为纯物质，试问当铁水中[C]与[Si]均以纯物质为标准态以及均 以 1%溶液为标准态时，铁水中哪个元素先氧化? 已知：
习题
*1. 实验测得 Fe—C 熔体中碳的活度 a C （以纯石墨为标准态）与温度 T 及浓度 x C 的关系 如下 lg a C =lg (
xC x ) + 1180 －0.87+（0.72+ 3400 ） ( C ) T T 1 − 2 xC 1 − xC
(1) 求 lg γ C 与温度 T 及浓度 x C 的关系式；
*2.
Fe—Si 溶液与纯固态 SiO2 平衡，平衡氧分压 PO 2 =8.26×10-9Pa。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)亨利标准态 (4) w[Si] =1%溶 液标准态，已知 Si(s)+O2(g)= SiO2(s) ∆fGθ=（－902070+173.64T） Jžmol-1
冶金物理化学试题及答案
冶金物理化学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 冶金过程中的氧化还原反应主要发生在哪个区域？A. 熔融区B. 固相区C. 液相区D. 气相区答案：A2. 金属的熔点和沸点之间有什么关系？A. 熔点高于沸点B. 熔点低于沸点C. 熔点等于沸点D. 熔点与沸点无关答案：B3. 以下哪种物质不属于冶金原料？A. 铁矿石B. 焦炭C. 石灰石D. 塑料答案：D4. 冶金过程中，哪种气体是主要的还原剂？A. 氧气B. 氮气C. 氢气D. 二氧化碳答案：C5. 金属的腐蚀主要发生在哪个阶段？A. 熔炼阶段B. 精炼阶段C. 铸造阶段D. 材料使用阶段答案：D6. 冶金过程中，哪种物质可以作为脱硫剂？A. 石灰石B. 石英C. 铁矿石D. 焦炭答案：A7. 以下哪种金属属于有色金属？A. 铁B. 铜C. 铝D. 锌答案：B8. 冶金过程中，哪种物质可以作为脱氧剂？A. 氧气B. 氮气C. 氢气D. 二氧化碳答案：A9. 金属的塑性变形主要发生在哪个温度区间？A. 室温以下B. 室温至再结晶温度C. 再结晶温度以上D. 熔点附近答案：B10. 冶金过程中，哪种物质可以作为造渣剂？A. 石灰石B. 石英C. 铁矿石D. 焦炭答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 冶金过程中，以下哪些因素会影响金属的还原？A. 温度B. 压力C. 气体成分D. 金属的化学性质答案：A, B, C, D12. 以下哪些物质可以作为冶金过程中的燃料？A. 焦炭B. 煤C. 天然气D. 石油答案：A, B, C, D13. 以下哪些因素会影响金属的熔点？A. 晶体结构B. 原子半径C. 电子结构D. 化学键强度答案：A, B, C, D14. 以下哪些物质可以作为冶金过程中的助熔剂？A. 石灰石B. 石英C. 铁矿石D. 焦炭答案：A, B15. 以下哪些因素会影响金属的腐蚀速率？A. 环境温度B. 金属纯度C. 表面状态D. 应力状态答案：A, B, C, D三、判断题（每题2分，共20分）16. 冶金过程中，金属的还原反应总是伴随着氧化反应。
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。
冶金物理化学试题及答案
冶金物理化学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 冶金过程中，下列哪个因素是影响金属熔点的主要因素？A. 金属的晶体结构B. 金属的电子结构C. 金属的原子半径D. 金属的化学性质答案：B2. 在冶金过程中，下列哪种反应类型是吸热反应？A. 氧化反应B. 还原反应C. 蒸发反应D. 凝结反应答案：C3. 冶金过程中，下列哪种物质是常用的还原剂？A. 氧气B. 二氧化碳C. 氢气D. 水答案：C4. 在冶金过程中，下列哪种物质是常用的溶剂？A. 氮气B. 氩气C. 氯化钠D. 硫化钠答案：C5. 冶金过程中，下列哪种物质是常用的助熔剂？A. 氧化铝B. 氧化铁C. 氧化钙D. 氧化镁答案：C6. 在冶金过程中，下列哪种物质是常用的精炼剂？A. 氟化氢B. 氯化氢C. 硫化氢D. 氢气答案：D7. 冶金过程中，下列哪种物质是常用的脱氧剂？A. 氧化钙C. 氧化铝D. 氧化铁答案：B8. 在冶金过程中，下列哪种物质是常用的脱硫剂？A. 氧化钙B. 氧化镁C. 氧化铝D. 氧化铁答案：A9. 冶金过程中，下列哪种物质是常用的脱磷剂？A. 氧化钙B. 氧化镁C. 氧化铝答案：C10. 在冶金过程中，下列哪种物质是常用的脱碳剂？A. 氧化钙B. 氧化镁C. 氧化铝D. 氧化铁答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 冶金过程中，影响金属熔点的因素包括哪些？A. 金属的晶体结构B. 金属的电子结构C. 金属的原子半径D. 金属的化学性质答案：ABC12. 在冶金过程中，常见的吸热反应包括哪些？A. 氧化反应B. 还原反应C. 蒸发反应D. 凝结反应答案：BC13. 冶金过程中，常用的还原剂包括哪些？A. 氧气B. 二氧化碳C. 氢气D. 水答案：CD14. 在冶金过程中，常用的溶剂包括哪些？A. 氮气B. 氩气C. 氯化钠D. 硫化钠答案：CD15. 冶金过程中，常用的助熔剂包括哪些？A. 氧化铝B. 氧化铁C. 氧化钙D. 氧化镁答案：CD三、填空题（每空1分，共20分）16. 冶金物理化学是研究冶金过程中的________、________和________的科学。
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重心规则 平行线
思考5-1 什么是稳态和准稳态？说明它们的主要特征。
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思考5-2 是说明阿累尼乌斯公式中指前因子与活化能的物理意义。
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思考6-5 是说明有效边界层理论的要点。
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推导菲克第二定律（一维扩散）
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7-1 稳态法如何处理气-固反应动力学问题的？ 使各步骤的速率相等，且等于总的反应速率。 此时，各步骤的阻力都要考虑。
7-2 未反应核模型有哪些基本假设？
1）固体反应物B是致密的或者无孔隙的； 2）反应发生在气-固相的界面上，即具有界面化学反应特征。
7-3 由外扩散、界面化学反应、内扩散控制的气-固反应 各有什么动力学特点？
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7-4 高温冶金气-液反应有什么共同的动力学特征？
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7-5 试说明气泡冶金去除钢液中气体及非金属夹杂物的原理。
1）溶解于金属液中的气体原子通过对流和扩散迁移到金属液面或气泡表面； 2）在金属液或气泡表面上发生界面化学反应，生成气体分子； 3）气体分子通过气体边界层扩散进入气相，或被气泡带入气相，并被真空 泵抽出。
相区邻接规则的三个推论： 1）两个单相区相毗邻只能是一个点，且为极 点； 2）两个两相区不能直接毗邻，或被单相区隔 开或被零变线隔开；
1) L1+L2=β 2) L=β+γ 3) L+β=α 4) α1+α2=S1 5) α=1’+S1 6) α=S1+β
说明：物质1共有三种 晶型转变，虚线为1 和1’的晶型转变线。
习题课
蔡泽云 2014.10.14相图正误的判定相界线构筑规则： 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。或 者说，单相区两条边界线的交角小于180°。