北科冶金物化研究生入学考试试题doc.doc

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1、北京科技大学2011年硕士学位研究生入学考试试卷=============================================================================================================试卷编号：809试卷名称：冶金物理化学（共2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，做在试卷或草稿纸上无效。===========================================================================================

2、==================一、简答题（每小题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）简述熔渣分子结构理论的假设条件。3）某溶液中组元B的规范态改变时（其它条件不变），下列热力学参数哪些会随之改变，哪些不变？(a)组元B的活度aB；(b)组元B的化学势mB；(c)有组元B参与的化学反应的平衡常数K；(d)有组元B参与的化学反应的规范吉布斯自由能变化DrGÆ；(e)有组元B参与的化学反应的吉布斯自由能变化DrG。4）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。5）试写出多元系铁溶液中组元i的相互作用系数的表达式。6）简述正规溶液的定义

3、？7)试讨论如何由有效边界层得到多相反应动力学基本方程？8）简述表面更新理论如何在溶质渗透理论的基础上建立起来的？9）试描述多相反应动力学基本方程中的传质系数Kd的可能的形式？10）推导在铁液深度为H的耐火材料的器壁上活性气隙的最大半径的表达式？二、（25分）若铁钒溶液与固态VO平衡，其平衡氧分压为6.7×10-6Pa，在1873K下，试分别以纯固态钒和钒在铁液中为1%的浓度（质量）为规范态计算铁液中钒的活度。已知V(s)=[V]DsolGv(s)θ=（－15480－45.6T）J×mol-12V(s)+O2(g)=2VO(s)DrGθ=（－861490+150.2T）J7/7三、（2

4、5分）对于如下三元系相图，成分为M1点的液相，用相图的相关原理分析其冷却过程，并划出冷却曲线。四、（30分）直径为1.2cm的FeO球团，在800℃、0.1MPa的CO气流内进行还原，还原产物是多孔结构铁。已知还原反应属于CO气体在产物层内扩散控速，球团密度4.8×103kg/m3，MFeO=72×10-3kg/mol，产物层内CO有效扩散系数2×10-4m2/s，还原反应：假设还原前后球团直径不变，试推导并计算完全还原所需要的时间。7/7北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考试试卷==================================================

5、===========================================================试卷编号：809试卷名称：冶金物理化学（共2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，做在试卷或草稿纸上无效。=============================================================================================================一、简答题（每小题7分，共70分）1）试用热力学原理简述碳氧反应可能的产物及得到这些产物的条件？2）简述熔渣完全

6、离子结构理论模型的假设条件。3）描述溶液中活度的三种规范态的热力学特征？4）试简单推导当O2的气相分压大于10-5MPa时硫容量的表达式。5）试推导：在铁液中（等温、等压下），除铁元素之外的其他组元的浓度都趋于零时，组元以1%为规范态的活度系数的表达式（即Wagner模型）。6）试推导正规溶液的过剩摩尔自由能、过剩摩尔熵和过剩摩尔焓。7)试讨论：为什么由有效边界层的概念得到的多相反应动力学基本方程总是而不是？8）在真空下吹氩脱碳是冶炼超低碳钢的主要方法，用冶金动力学原理简述真空中钢包底吹氩过程钢液中溶解的碳和氧反应机理？对钢液中碳的浓度很低时，讨论可能的限制环节是哪一步？9）试讨论溶质

7、渗透理论和表面更新理论的传质系数Kd的形式，哪一个更准确？10）推导在铁液深度为H的耐火材料的器壁上，所有可能的活性气隙的孔径上能产生的最大气泡体积（刚要脱离活性气隙的哪一刻）是多少？二、（25分）将含的铁水兑入转炉中，在1300℃下吹氧炼钢，假定气体压力为，钢液表面的渣中（以纯物质为规范态）7/7的活度为0.2。试问：1）此时铁水中的碳和硅哪个先氧化？2）如果是碳和硅其中的一个先氧化，氧化到什么程度另一个开始氧化？（注：只写出条件，不须计算碳