试卷09中期-钢铁冶金原理.doc

重庆大学试卷 教务处07版 第 5 页 共 1页 命题人： 组题人： 审题人： 命题时间： 教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名 公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊 重庆大学钢铁冶金原理课程试卷 20102011学年 第1学期 期中考试开课学院： 课程号： 考试日期： 考试时间： 100 分钟题 号一二三四五总 分得 分一、 简答题（5分/每小题，共30分）(6分)在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用哪种标准态？对于熔渣中的组元，一般采用哪种标准态？(6分)写出化学反应速率常数与温度的关系式，说明其中各符号的意义，讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。(6分)简述熔渣完全离子溶液模型的特点，根据熔渣完全离子溶液模型写出熔渣中FeO活度的计算式。(6分)请阐述拉乌尔定律和亨利定律。(6分)什么是熔渣的碱度，熔渣的氧化性是如何表示的？试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？ (6分)简述双膜理论的假设。二、 作图题（6分/每小题，共18分）下图是具有一个不稳定二元化合物的三元系相图，回答下列问题：(6分)P点是什么点？写出P点发生的 反应。E点是什么点？写出E点 发生的反应。(6分)分析图中M1、M2、M3、M4点在温度降低过程中液相及固相的变化，在图中标出结晶路线。(6分)简述N、P点在温度降低过程中 的结晶过程 。三、 证明推导题（共2题，共16分） (6分)试导出相互作用系数。(6分)什么是反应度？对于球形反应物，推导反应度R与半径r的关系（初始半径为r0）；对于立方体反应物，推导反应度R与边长a的关系（初始边长为a0）。四、 计算题（共36分）1（20分）已知条件：温度；熔渣成分：，。实验测定与此熔渣平衡的钢液中氧的浓度为，氧在钢液中的溶解属于稀溶液。已知： (FeO)=O+Fe(l) 原子量：(a)(5分)根据实验测定的钢液中的氧浓度，计算FeO的活度及活度系数。(b)(10分)利用完全离子溶液模型计算FeO的活度及活度系数，不引入离子活度系数。(c) (5分)利用完全离子溶液模型计算FeO的活度及活度系数，引入离子活度系数： 2（16分）1600时假设相对原子质量ArB=60的B组元溶于相对原子质量ArA=56的A熔体中，形成A-B熔融合金。已知在不同浓度时，B组元的蒸气压如下表所示，试用三种活度标准态分别求出B组元的活度及活度系数（只求wB=0.2%及wB=100%两种浓度）。wB/%(质量)0.10.20.51.02.03.01009.3310-41.8710-34.6710-39.3410-31.8710-22.8110-211251424402000一：在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用服从亨利定律，重量1%浓度溶液为标准态；对于熔渣中的组元，一般采用纯物质为标准态。化学反应速率常数与温度的关系式为： 式中：化学反应速率常数；理想气体常数；温度 活化能；频率因子。在频率因子一定的条件下，活化能越大，则越小。反之，活化能越小，则越大。因为：所以：越大，值越大，当温度升高时，随温度升高而增大得多；越小，值越小，当温度升高时，随温度升高而增大得少。渣中的碱性氧化物CaO含量与酸性氧化物SiO2含量之比为炉渣的二元碱度。二相图题没答案三：习题上的已反应了的物质重量占原始重量的百分数，称为反应度，一般用R表示。 设密度为。对于球形反应物： 对于立方体反应物： 四(a) 以100g熔渣作为计算基础，各组分摩尔量的计算结果见表1。 表1 熔渣中各组分的摩尔量组分FeOMnOCaOMgOSiO2P2O5n0.1670.1250.7620.3740.3220.0151.765在条件下，钢液中的氧浓度。(FeO)=O+Fe(l) (b) 根据完全离子溶液模型，熔渣中的离子有：Fe2+、Mn2+ 、Ca2+、Mg2+、O2-、SiO4-、PO43-。1mol 二价碱性氧化物电离形成1mol阳离子和1mol O2-： CaO=Ca2+ O2- FeO=Fe2+ O2