冶金原理课后题答案.docx

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1、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

2、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AlF3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AlF3(S)+3NaF(S)=Na3AlF6(S)的标准焓变为ΔH°298K=-95.06kJ·mol-1，求Na3AlF6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36kJ·mol-1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti(S)

3、+O2=TiO2(S)ΔH1=-943.5kJ·mol-1（2）[Ti]+O2=TiO2(S)ΔH2=-922.1kJ·mol-1（3）Ti(S)=Ti(l)ΔH3=-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。(-40.2kJ·mol-1)10．ZrN是很好的高温材料，通氮气于灼热的ZrI2可得到ZrN，反应式为：ZrI2(S)+1/2N2(g)=ZrN(S)+I2(g)已知：CP,I2=37.40+0.569×10-3T,J·K-1·g-1CP,N2=27.87+4.27×10-3T,J·K-1·g-1CP,ZrI2=91.97+

4、7.774×10-3T,J·K-1·g-1CP,ZrN=58.58+7.029×10-3T,J·K-1·g-1试用基尔霍夫公式计算该反应的ΔH°-T关系式。11．25℃，以空气助燃，查找相关数据，求CO燃烧后火焰的理论温度（物质的CP=f（T）可取二项式）（2626K）12．1kg的铁水在Pa和熔点1536℃下凝结成固态铁，试求此过程的W、Q、ΔH、ΔG、ΔS。已知铁水的凝固热为274J·g-1。（0kJ，-274kJ，-274kJ·kg-1,-151.46kJ·kg-1）13．Si、Ti、V、Cr等金属被合金化到不锈钢中，试问下不锈钢中有哪些碳化物存在？为什么（设过程处于标

5、准状态下）？已知：3Cr+2C=Cr3C2ΔG1°=-87030-16.74T,J·mol-1Si+C=SiCΔG2°=-54430+6.95T,J·mol-1V+C=VCΔG3°=-83680+6.69T,J·mol-1Ti+C=TiCΔG4°=-+11.72T,J·mol-114．求反应[Si]+2[O]+2CaO（S）=Ca2SiO4（S）的ΔG°-T关系。15．试查找相关热力学数据，判断CuO、Cu2O、FeO和CuS的相对稳定性。第二章相图基础1．基本概念：相，组元，独立组元，自由度，物系点，液相线，液相面，固相线，共晶线，共晶点，包晶点，开始凝固和凝固终了温度，固

6、熔点，同分熔熔点化合物，异分熔融化合物，等温线，等温截面。2．试述等含量规则、等比例规则和背向规则。3．在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。X：A10%，B70%，C20%；Y：A10%，B20%，C70%；Z：A70%，B20%，C10%；若将3kgX熔体与2kgY熔体和5kgZ熔体混合，试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。4．利用CaO—SiO2系相图(图3-7)，叙述SiO2为10%，30%的体系，在冷却过程中相成分的变化。5．说明图中1、2、3点的冷却过程。6．冶炼温度为1550℃，要求炉渣的熔点要低于1400℃，如果选择的

7、炉渣体系为CaO-SiO2-Al2O3，试画出可选的炉渣成分范围。7．炉渣碱度为％CaO／％SiO2=2，在1600℃下，当渣中含58%FeO时，炉渣是否全部处于液态？如果炉渣碱度不变，因脱碳反应使渣中FeO含量降至20％时，在此温度下炉渣是否有固相析出？固相组成和含量是多少?8．下图为Zn-Pb相图，试回答：（1）如何处理含Pb2%的粗锌，以除去其中的杂质铅？理论上温度最低可降低到多少度？除Pb最低可达到什么限度？（2）将熔体缓慢冷却，使其中杂质析出的方法叫熔析精炼，含2%Pb的粗锌1000kg在43