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1、精品文档线订装-线订装-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- :名姓生学 内蒙古科技大学2008 /2009学年第1学期钢铁考试方式：闭卷任课教师：备 注：、简答题（共5题，每题4分，共20 分）二、填空题（共20空，每空1分，共20分）3.按照熔渣 结构理论，熔渣由简单的离子、阴离子和复合阴离子团所组4.熔渣的氧化性表示熔渣向金属液（或钢液）提供冶金原理考试试题A课程号：61102304使用专业、年级：冶金 2006考试时间：20091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
2、、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？1. 在恒温、恒压下，溶液的 热力学性质对某一组元 摩尔 量的偏微分 值称为溶液中该组元的偏摩尔量。2. 在任意温度下，各 组元在全咅E浓度范围内均服从 拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。成。精品文档精品文档的能力，用熔渣中 FeO的活度表示5.在一定温度下，把熔渣具有相等粘度的组成点0精品文档连成线，称为熔渣的等粘度曲线。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
3、。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） =3Cr 4CO，试用热力学原理分析有利于实现去碳保铬的热力学条件=>>£ op80604020400600t t 800100012()0m 7i?温度严C图1精品文档解：（1）由 k = k0 exp可得：2.978 10=k0
4、exp5.623 10 k。exp1273四、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0.45及1.63 N mJ，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：二ms = .二 m 二s _ 2二 m 二 s COS精品文档先对上两式取对数，而后在相减，可得:,2.978 102 Ea 11lg25.623 1019.147 1173 1273-19.147lg2.978 SO,l5.623x10.=78923J mol1173 1273(2) 1673K 下的 klg5.623 10k摯丄-丄0.
5、77419.147 12731673lgk=lg5.623 100.774 - -0.48（3）1673K的可逆反应的速率常数：1k(1 K0)所以 k = 0.331sk . = k =0.331rGM -RTlnK0lgK02280024.2619.147 167319.147一0.555, K0 = 0.2781f 1、所以：“亡)“331")“52/3. 求下列反应的4Gm及温度为1273K时反应的平衡常数Fe2SiO4 s 2C 石=2Fe sSiO2 s 2CO已知：FeO s C 石 二 Fes CO ;： 2秒=158970 - 160.25T J mol2FeO s
6、 SiO2 s = Fe2SiO2 s ; 卫秒=-3620021.09T J mol解：反应的线形组合关系为：精品文档2FeO s SiO2 s 二 Fe2SiO2 s ; ：rG°-36200 21.09T (1)FeO s C 石 i； = Fes CO ;= 158970 - 160.25T(2)Fe2SiO4 s 2C 石=2Fe s SiO? s 2CO(3)通过比较可知：Gm 二一Gmi 2 ：rGmm 2 =354140314.59, j由.'Gm = -RTln K0可以得到:lgK0 二= 1.90 1354140 丄 314.5919.147 12731
7、9.147K0 =79.624. 在1773K时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量分数为 0.208%, 在相同温度下与成分为 w(CaO)=36.4% w(MgO)=3.2% w(MnO)=3.6% w(SiO2)=36.6%, w(FeO)=20.2%的熔渣平衡的铁液的氧的质量分数为 0.066%。试计算熔渣中FeO的活度。一、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
8、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，形成标准溶液时吉布 斯自由能的变化值；(2分)精品文档精品文档形成质量1%标准溶液的标准溶解吉布斯自由能计算式:00 MjG厂 RTln（而M；）（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RT In Po2（平）； （2分）精品文档精品文档（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。四、计算题（共3题，每题12分，共36分）2.在18
9、73K时与纯氧化铁渣平衡的铁液的氧的质量分数为0.211%，与成分为 w（CaO）=36.4% w（MgO）=3.2% w（MnO）=3.6% w（SiO2）=36.6%, w（FeO）=20.2%勺精品文档Io熔渣平衡的铁液的氧的质量分数为 0.052%.试计算熔渣中FeO的活度与活度系数。解：FeO = Fe O（1FeO =-0.211（2分）aFeO1%O 0.052 二 0.246（1 分）Lo0.211aFeO0.246（2 分）aFeO 二FeOX FeOn cao = 364 = 0.6556（0.5 分）3.2nMgO =0.0840（0.5 分）nsQ2 二 366 二 0
10、.6160（0.5 分）n Feo 二匹二 0.2872（0.5 分）nMnO芟=0.0571（0.5 分）（0.5 分）' n =1.67XFeOn FeO' n0.281.67= 0.168（1 分）FeO坯=1.460.1683.用不锈钢返回料吹氧熔炼不锈钢时，采用氧压为 1.5 104Pa的真空度，钢液中铬的活度acr =10.85及碳的活度系数fc =0.74，试求吹炼温度为2023K时钢液的碳含量wC。已知：反应 4C(C3O4TCr 4CO 的G0 =934706-617.22T（J mol-1）解: 4C （eg） =3Cr 4CO3acr4aclg K 二 3
11、lg aCr 4lg PC。- 4lgaC（3 分）空934706-6“22 2°23 = 8.10RT19.147 況 2023pc。= 0.15atm aCr =10.85， fC =0.743lg10.854lg0.15 -4lgac =8.10lg ac-2.071（ 2 分）ac =0.0 0 8 4 9（2 分）wCacfc0.008490.74= 0.011（2 分）精品文档线订装-线订装-线订装-师教考监交并一纸题答与须卷试-线订装-二线订装-二线订装名姓生学:号学生学二一二二一二一二一二级班生学精品文档-:：1.630.45 -2 1.63 0.45 cos38二 1.305铺展系数：S f -二=1.63 -0.45 -1.305 = -0.125铺展系数小于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k1 =2.987 10，1273K 的速率常数 k 5.623 10s-* 1 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1速率常数：k.（1 一孑）。K0反应为FeO s CO 二 FeO CO2 ；-Gm 二-2280024.26T J mol