北京科技大学
2001年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题
适用专业： 钢铁冶金
说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题5分，共50分）
1.
北京科技大学
2002年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目： 冶金物化化学 （共2页）
适用专业： 钢铁冶金、有金属冶金
说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题5分，共50分）
1.
北京科技大学
2003年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题
试题编号： 409 试题名称： 冶金物化化学 （共2页）
适用专业： 钢铁冶金、有金属冶金、冶金物理化学
说明：①自带计算器。
②总分150分，四道题，单考生与统考生三、四题不同。
一、简要回答下列问题（70分，每题7分）
1.
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2004年硕士学位研究生入学考试试题
试题编号： 409 试题名称： 冶金物化化学 （共2页）
适用专业： 钢铁冶金、工业生态、有金属冶金、冶金物理化学
说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）
1.
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2005年硕士学位研究生入学考试试题
试题编号： 409 试题名称： 冶金物化化学 （共2页）
适用专业： 钢铁冶金、有金属冶金、冶金物理化学、工业生态
说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）
2.简述规则溶液的定义？
4.简述扩散脱氧的热力学原理？
5.在氧势图（Ellingham图）上，为什么的与T的关系曲线的斜率为负值？其意义如何？
6.写出边界层理论的传质通量的表达式，并解释每项的物理意义？
7.简述未反应核模型？
8.对串联反应A→B→C，写出反应达到准稳态的条件？
9.对基元反应A→P，写出其动力学微分式、积分式及半衰期的表达式？
10.试用双膜理论简要描述钢液中元素氧化反应的动力学机理？
二、（25分）炼钢炉渣组成如下（质量分数）
组元 | CaO | MgO | SiO2 | MnO | FeO | Al2O3 | P2O3 |
浓度 | 46.89 | 6.88 | 10.22 | 3.34 | 29.00 | 2.47 | 1.20 |
Mr | 56 | 40 | 60.0 | 70.9 | 71.9 | 102 | 142 |
试用完全离子理论计算1600℃时，炉渣中的CaO的活度。
以下三、四题适合于统考生（注：单考生不做）
三、（30分）已知Au-Cu固体合金为正规溶液，在500℃，
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2006年硕士学位研究生入学考试试题
试题编号： 409 试题名称： 冶金物化化学 （共2页）
适用专业： 钢铁冶金、有金属冶金、冶金物理化学、工业生态
说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）
1.何为化合物的标准生产吉布斯自由能、举例说明其应用？
2.对于纯金属M在铁液中的溶解反应M=[M]，当[M]以1%溶液为标准态时，推导其标准溶解吉布斯自由能的表达式？
3.对于有溶液参加的化学反应，当组元[i]的活度以不同标准态计算时，对下列各热力学参数的数值是否有影响？
（1）化学反应的标准吉布斯自由能变化
（2）化学反应的标准平衡常数
（3）化学反应的吉布斯自由能变化
（4）[i]组元的化学势
4.简述溶液组份活度以1%溶液的浓度为标准态的定义，并说明其在冶金物理化学中的作用。
5.在氧势图（Ellingham图）上，为什么的与T的关系曲线的斜率为负值？其意义如何？
6.简述相律，并说明其在冶金中的应用。
7.试写出未反应核模型的一种形式。
8.写出多相反应传质通量的一般表达式，并解释每项的物理意义？
9.对串联反应A→B→C，分布描述反应达到稳态和准稳态的条件？
10.试举例说明气液相反应动力学在冶金中应用的一个实例。
二、（25分）炉渣组成如下（质量百分数）：
组元 | CaO | MgO | SiO2 | MnO | FeO | Fe2O3 | Cr2O3 |
浓度 | 31.52 | 4.36 | 8.14 | 1.71 | 40.25 | 8.78 | 5.24 |
Mr | 56.1 | 40.3 | 60.0 | 70.9 | 71.9 | 159.8 | 151.0 |
试计算1600℃时，炉渣中FeO的活度。
假定炉渣中存在的复合氧化物为：2CaO·SiO2、CaO·Fe2O3、FeO·Cr2O3
以下第三、四题适合统考生，单考生不作
三、（25分）27t电炉炼钢过程中，求正常沸腾的条件下Mn的氧化速率。设炉温为1600℃，渣的成分为：w(FeO)=20%；w(MnO)=5%)，而钢中Mn含量为0.2%，钢液的密度为=7.0×103㎏m-3。渣的密度=3.5×103㎏m-3。渣钢界面积为15m3，Mn、Mn2+、Fe2+、Fe的扩散系数D以及它们在钢渣界面扩散时边界层厚度δ已由实验求得，如下表所示（注：表中的顺序1、2、4、5分别为Mn、Mn2+、Fe2+、Fe传质的有关参数）。若Mn在钢液中的扩散是限制环节，试求Mn被氧化90%所需的时间。
各环节扩散系数D及边界层厚度δ
步骤 | 渣钢界面积 A/㎡ | 扩散系数 D/(㎡s-1) | 边界层厚度 δ/m |
1 | 15 | 研究生考试总分多少10-8 | 3×10-5 |
2 | 15 | 10-10 | 1.2×10-4 |
4 | 15 | 10-10 | 1.2×10-4 |
5 | 15 | 10-8 | 3×10-5 |
四、论述题（30）
对如下相图，试回答以下问题：
1)标明各相区的组织。
2）划出M、N点的冷却曲线，并用有关相图的理论解释。
以下第五、第六题适合单考生，统考生不作
五、（25分）高炉渣中（SiO2）与生铁中的[Si]可发生下述反应
问：1800K上述反应达到平衡时，SiO的分压可达到多少Pa？
已知渣中（SiO2）活度为0.09。生铁中w[C]=4.1%，w[Si]=0.9%，
=0.109， =0.18
J·mol-1
J·mol-1
六、论述题（30分）对渣钢反应
（1）分析该反应机理。
（2）如改变上述反应体系的搅拌条件能引起反应速率的变化，试问界面反应和传质步骤哪个是控速环节。
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2007年硕士学位研究生入学考试试题
试题编号： 409 试题名称： 冶金物化化学 （共2页）
适用专业： 钢铁冶金、工业生态、有金属冶金、冶金物理化学
说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
②考试用具：考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（70分，每题7分）
1.对于有溶液参加的化学反应，当组元[i]的活度以不同标准态计算时，对化学反应的标准吉布斯自由能变化数值是否有影响？
2.简述的定义式。
3.简述溶液中的摩尔混合吉布斯自由能变化及过剩摩尔混合吉布斯自由能变化的定义，并说明它们的区别与联系。
4.已知金属氧化反应方程式（1）、（2）、（3），判断三个方程式中，哪个M是固相，液相，气相？确定之后，计算M的熔点和沸点。已知
（1）
（2）
（3）
5.举例说明“相界线构筑规则”。
6.用热力学原理简要描述熔渣的氧化还原能力。
7.试从边界层的概念出发简要讨论多相反应过程的传质理论。
8.简述传质系数kd与雷诺数Re及施密特数Sc的关系。
9.试推导气固相反应的未反应核模型在界面化学反应为限制环节时的速率方程。
10.简述双膜传质理论。
二、（30分）若组成为w(Al2O3)=30%、w(SiO2)=55%、w(MnO)=15%的炉渣与成分为w[C]=0.30%、w[Si]=0.35%、w[Mn]=1.5%、w[P]=0.05%、w[S]=0.045%的钢液接触，问
钢液中的[Mn]能否将炉渣中（SiO2）还原？
已知下列数据：
1）以下四个反应的热力学数据：
（1） J·mol-1
（2） J·mol-1
（3） J·mol-1
（4） J·mol-1
2) =0.11， =0.18， =0.002， =0.11， =0.056， =0， =-0.07， =-0.0002=-0.0035， =-0.048
3）=1.2， =1.4
4）=102㎏·mol-1, =60㎏·mol-1, =71㎏·mol-1
注：以下三、四题适合于统考生，单考生不作：
三（30分）设Fe-Al液态合金为正规溶液，合金中铝的过剩偏摩尔混合吉布斯自由能在1600℃时可用下式表示：
J·mol-1
纯液态铁的蒸气压与温度的关系如下式表示：
试求1600℃时铁的摩尔分数xFe=0.6的合金中铁的蒸气压。
四（20分）已知炼钢炉渣组成如下：
组元 | CaO | SiO2 | MnO | MgO | FeO | P2O5 |
W[i] | 42.68% | 19.34% | 8.84% | 14.97% | 12.03% | 2.15% |
在1600℃时将此渣与含氧w[O]=0.058%的钢渣接触，判断此渣的氧化还原性。
注：以下三、四题适合于单考生，统考生不作：
三、（30分）高炉渣中（SiO2）与生铁中的[Si]可发生下述反应
问：1800K上述反应达到平衡时，SiO的分压可达到多少Pa？
已知渣中（SiO2）活度为0.09。生铁中w[C]=4.1%，w[Si]=0.9%，
=0.109， =0.18
J·mol-1
J·mol-1
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