钢铁冶金原理试题及答案

1、 名姓生学:号学生学二一二一二一二一二二级班生学线订装线订装-1线订装师教考监交并一纸题答与须卷试线订装线订装线订装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

2、元摩尔量的偏微分值称为溶液中该组兀的偏摩尔量。2.在任意温度下，各组元在服从拉乌尔3.按照熔渣离子离子、成。全部浓度范围内均定律的溶液称为理想溶液。.结构理论，熔渣由简单的离子和复合4.熔渣的氧化性表示熔渣向金属液（或钢液）的能力，用熔渣中FeO5.在一定温度下，把熔渣具有连成线，称为熔渣的等粘度曲线。离子团所组提供一氧的活度表示。相等粘度的组成点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

3、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：4C（63O4）3Cr4CO，试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件。(oiMFOu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Nm1，两者的接触角38。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：2/2msms2msCOS1.6320.45221.630.45cos3801.305铺展系数：Smsms1.630.451.3050.125铺展

4、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，I173K的速率常数k12.987102s1，1273K的速率常数k25.623102s1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：k(1。K0反应为解：(1)由kFeOsCOFeOCO2；rGm2280024.26TJmol1可得：2.9785.623koexp102k0exp102k0exp“8.3141173Ea&3141273先对上两式取对数，而后在相减，可得:lg2.97810215.62310219度文库-让每个人平等地提升自我(1

5、) Ea2.97810219.147lg25.6231021117312731673K下的2lg5623107892378923Jmol0.77419gkIg5.6231020.7740.48所以k0.331s11(3)1673K的可逆反应的速率常数：k(1亠)K0kk0.331rGMRTlnK000.555,K0.27819.147TOC o 1-5 h z022800lgK19.147167311所以：k(10)0.33111.52sK00.278Fe2SiO4s2C石2FesSiO2s2CO已知：FeOsC石FesCO；rGm158970160.25TJ3.求下

6、列反应的rGm及温度为1273K时反应的平衡常数2FeOsSiO2sFe2SiO2s；rGm3620021.09T解：反应的线形组合关系为：2FeOsSiO2sFe2SiO2s；rGm3620021.09TmolJmol百度文库-让每个人平等地提升自我 FeOsC石FesCO;窩158970160.25T(2)Fe2SiO4s2C石2FesSiO2s2CO盘(3)通过比较可知：G12rGm2354140314.59TJmol1由GmRTlnK0可以得至U：igK0354140314.59,1.90119.147127319.1470K79.624.在1773K时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量

7、分数为%在相同温度下与成分为w(CaO)=%w(MgO)=%w(MnO)=%w(SiO2)=%,w(FeO)=%勺熔渣平衡的铁液的氧的质量分数为%试计算熔渣中FeO的活度。、简答题(共5题，每题4分，共20分)3.何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？分解压：化合物分解反应达平衡时，气体的平衡分压；(2分)开始分解温度：当化合物的分解压等于环境中相应气体的分压时的温度；(1分)沸腾分解温度：当化合物的分解压等于环境中气体的总压时的温度。(1分)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淋准溶液的标准溶解吉布斯自由能计算式。标准溶解吉布斯自由能：某纯组分溶解于熔剂中，形成标

8、准溶液时吉布斯自由能的变化值；(2分)形成质量1%标准溶液的标准溶解吉布斯自由能计算式：0iRTIn（2分）5何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？氧化物的氧势：在一定温度下氧化物分解反应达平衡时，反应的RTInPo2（平）；（2分） 氧化物的氧势与其稳定性关系：氧化物的氧势值越大，其稳定性越差。（2分）四、计算题（共3题，每题12分，共36分）2.在1873K时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量分数为%与成分为w（CaO）=%w（MgO）=%w（MnO）=%w（SiO2）=%,w（FeO）=%勺熔渣平衡的铁液的氧的质量分数为%试计算熔渣中FeO的活度与活度系数。解：Fe（OFe1O

9、（1分）Lo%O0.2110.211（2分）aFeO1%O0.052aFeO0.246（1分）Lo0.211aFeO0.246FeO（2分）XFeOXFeO36.4nCaO560.65（分）32nMgO400.08（分）36.6nSiO20.61（分）6020.2nFeO720.28（分）3.6nMnO710.05（分）n1.67（分）XFeOnFeo0.280.1681.670.246FeO0.1681.46(2(1分)3.用不锈钢返回料吹氧熔炼不锈钢时，采用氧压为1.5104Pa的真空度，钢液中碳含量wC。铬的活度acr10.85及碳的活度系数fc0.74，试求吹炼温度为2023K时钢液的已知：反应4C(Cr3O4)3Cr4CO的G0934706617.22T(Jmol1)0解：4C(Cr3O4)3Cr4COigKaCrpCo4ac3lgacr(34lgPco4lgaclgKG0RT934706617.2220238.10(3分)19.147202