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2019 年湖北武汉科技大学冶金原理考研真题及答案
一、名词解释(共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分)
1、活度
2、分子扩散
3、二元共晶反应
4、酸性氧化物
5、沉淀脱氧
二、简述题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)
1、 钢铁冶金从铁矿石开始到生产出连铸坯的过程主要工序有哪些。
2、请简述热力学第一定律。
3、拉乌尔定律表达式 p ＝p *x 中 p *的含义？
B B B B
4、球团矿的还原反应应该采用什么动力学模型进行描述，此反应由那些环节组成？
5、熔渣中 4 个组元：CaO、TiO2、K2O、FeO, 请说明酸碱性强弱顺序。其中光学碱度大于 1
的氧化物是哪一个？
6、如果忽略压力对相平衡体系的影响，相律的表达式为 f C 1 ，其中 C 和 分别
表示什么？
7、钢水脱磷反应式为：2[P]＋5（FeO）＝（P2O5）＋5[Fe] ，请改写为离子方程式。
8、氧势图中 2Cu＋O2＝2CuO 线为何倾斜向上？C（石）＋O2＝CO2线为何近似水平？
9、简述温度、渣的碱度以及氧化性对炼钢脱磷的影响？
10、请简述熔渣分子结构理论？
三、计算题（共 15 分）700℃时测得 Cd—Sn 合金的镉蒸汽压与镉浓度关系如下：
%Cd 1 50 100
Pcd(mmHg) 5 150 250
试分别以纯物质和重量 1%溶液为标准态，确定含镉 50%的 Cd—Sn 合金中镉的活度和活度系
数。（已知 MCd=，MSn=）
四、相图分析题（共 30 分）下图为具有一个二元中间化合物 D 的三元系相图，看图在答题
纸上回答问题：
1、（4 分）D 是稳定的中间化合物还是不稳定中间化合物，为什么？
2、（6 分）分别写出 P、E 点发生的相变反应名称及反应式。
3、（11 分）体系点 O 的质量为 W，纯液态 O 开始冷却，当液相冷却至 S 点时，作图表示出此
时固相所处的位置，并用做出的线段表示出此时液相、固相、以及固相中 B、C 的质量为多
少？
4、（4 分）若 S 作为体系点，其结晶终点及结晶产物分别是什么？
5、（5 分）画出体系点 Q 的冷却曲线。
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五、分析题（25 分）分析某高炉利用炉渣去硫，已知渣铁间脱硫反应式为：
[S]＋（CaO）＝（CaS）＋[O] H 0 =124 kJ/mol
式中，[S]、[O]以质量 1%溶液为标准态，(CaO)、（CaS）以纯物质为标准态。
1、（2 分）将上述反应式改写成离子反应式。
2、（3 分）写出该反应包含有组元浓度的平衡常数 K 的表达式。
3、（3 分）基于 K 的表达式，写出硫在渣－铁间质量分配比 LS =w（s）/w[S]的表达式。
4、（6 分）基于 LS 的表达式，简述促进炉渣脱硫的热力学条件。
5、（8 分）若需分析脱硫反应过程动力学，一般用哪种动力学模型处理该过程较为合理？
请描述该过程的组成环节。
6、（3 分）若熔渣碱度一定时，该反应速率在某一温度范围内受温度的影响不大，而增加熔
渣的搅拌强度可使反应速率显著增加，但增加铁水的搅拌强度，反应速率无明显增加。则在
该温度范围内哪一环节为控速环节？
答案
一、名词解释(共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分)
1、活度：实际溶液以拉乌尔定律或亨利定律为参考态，对组分 B 的浓度进行修正，引入修
正后的浓度值称为活度。
2、分子扩散：分子扩散是体系中物质质点由于热运动而自动迁移、浓度均匀化的过程。
3、二元共晶反应：液态溶液析出两个固相的反应
4、酸性氧化物：熔渣吸收氧离子的氧化物
5、沉淀脱氧：向钢液中加入能与氧形成稳定氧化物的元素，形成的脱氧产物能借助自身浮
力或钢液的对流运动排出。
二、简述题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)
1、烧结、高炉炼铁、转炉炼钢、炉外精炼、连铸。
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2、讨论能量（热和功）的转换及守恒的定律，提出了内能及焓两个函数，利用它们可以计
算化学反应及相变热效应（焓变）。
3、p *表示纯物质 B 的饱和蒸汽压
B
4、此反应利用未反应核模型进行分析，反应环节包括外扩散、内扩散以及界面化学反应。
5、碱性由强到弱顺序：K2O ＞CaO＞FeO＞TiO2，其中 K2O 的光学碱度大于 1。
6、C 和 分别表示体系中的独立组元数和体系中含有的相数。
2+ 2- 3-
7、离子方程式：2[P]＋5（Fe ）＋8（O ）＝2（PO4 ）＋5[Fe]
8、氧势线的斜率为熵变的负值，反应 2Cu＋O2＝2CuO 熵减小，所以斜率为正，反应 C（石）＋
O2＝CO2的熵变大约为零。
9、温度越低、渣的碱度越高、氧化性越强，越有利于脱磷反应。
10、分子结构理论把熔渣看作由多种分子状质点组成的理想溶液，
三、计算题(15 分)
aCd(R)=150/250=，rCd＝；aCd(%)=150/5=30，fCd=
四、相图分析题（共 30 分）
1、D 为不稳定的中间二元化合物，因为它不在自己的初晶区内。
2、P 点 共晶反应：L=A+C+D
E 点包晶反应：L+B=C+D
3、略
4、S 点的结晶产物是 C、D，结晶终点是 E 点。
5、略
五、推导题（25 分）
2- 2-
1）（2 分）[S]+（O ）=（S ）+[O]。
aS2-aO S2-xS2- fOwO S2-wS fOwO
2）（3 分） K = 。
aO2-aS aO2- f [S]w[S] 32naO2- f [S]w[S]
wS aO2 f[S]
3）（3 分） LS 32nK 。
w[S] wO S2 fO
4）（6 分）高温、高碱度、低氧化性。
5）（8 分）双膜理论。脱硫过程动力学组成环节：反应物分别从渣、铁本体穿过相应边界层
达到渣铁界面；渣铁界面反应；产物由渣铁界面穿过相应边界层分别进入渣、铁本体。
2-
6）（3 分）（CaS）或（S ）的扩散。
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