1、PAGE PAGE 3 武漢科技大學(xué)2021年碩士研究生入學(xué)考試試題課程名稱：冶金物理化學(xué) 說明：1.適用專業(yè)：鋼鐵冶金；2.可使用的工具：計算器、直尺、鉛筆；3.答題內(nèi)容寫在答題紙上，寫在試卷上一律無效。一、（6分1060分）簡要解答下列各題1、用Go判斷化學(xué)反應(yīng)方向有無限制條件？如果有，是什么？如果無，說明理由。2、分別寫出三元渣CaOSiO2P2O5的堿度R和剩余堿B的表達(dá)式。3、分別寫出鋼液中元素M經(jīng)由直接氧化、間接氧化、和渣-鐵界面反應(yīng)氧化成MO2（S）的三個反應(yīng)式。4、AB為0級反應(yīng)，A的初始濃度為Co 。推導(dǎo)出反應(yīng)過程中A的濃度C和反應(yīng)時間t的關(guān)系式。5、渣-鐵反應(yīng)去硫過程的控制

2、環(huán)節(jié)是硫在鐵液中的擴散。已知渣-鐵界面上硫的分配比為L，硫在鐵液中的傳質(zhì)系數(shù)為S 。試寫出當(dāng)硫在渣和鐵中濃度分別為（%S）和%S 時此去硫過程的速率式。6、一原始半徑為r0的MO（S）正在被CO還原成M（S）。當(dāng)還原度達(dá)到R時，未還原的MO（S）核心的半徑r為何？7、寫出溫度為TK，壓強為PPa的1mol理想氣體的吉布斯能（G）表達(dá)式，說明式中其它量的意義。8、aRr0 aH,證明之。9、MO2（S）的標(biāo)準(zhǔn)生成反應(yīng)吉布斯能為G0MO2，分解壓為PO2 (MO2)，試推導(dǎo)G0MO2和PO2 (MO2)的關(guān)系式。10、遵守亨利定理的稀溶液組元的以純物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)為r0,證明之。二、（15分

3、）試計算與組成(摩爾百分?jǐn)?shù))為：CaO 20%，SiO2 20%，F(xiàn)eO 50%，MnO10%,（ rFeO0.5，rMnO0.8，fMn2）的熔渣平衡的鋼液中錳和氧的含量。已知：1、Mn1/2O2（MnO） K14.8104；2、Fe1/2O2（FeO） K21.2104;3、與純FeO渣平衡的鋼液含氧量為0.24%。三、（15分）根據(jù)雙膜理論，寫出渣-鐵反應(yīng)過程Mn+（FeO）=Fe+（MnO）的組成步驟。四、（15分）1000反應(yīng)器中發(fā)生還原反應(yīng)Fe2O3(S)3CO2Fe(S)3CO2。試求反應(yīng)達(dá)到平衡時反應(yīng)器中氣體組成。已知1000時：1、Fe2O3(S)CO2FeO(S)CO2 K

4、1=27； 2、FeO(S)CO=Fe(S)CO2 K2=1五、（15分）在實驗條件下用H2還原MO（S）礦球。測得H2的外擴散、H2的內(nèi)擴散、界面化學(xué)反應(yīng)對過程的相對阻力g、d、k（gdk1）隨礦球還原度R的變化關(guān)系如右圖所示。試說明此關(guān)系并解釋之。六、（15分）渣-鐵界面反應(yīng) M（FeO）（MO）Fe H01、寫出平衡常數(shù)K的表達(dá)式；2、基于K的表達(dá)式，寫出M在渣-鐵間分配比LM(%MO) / %M的表達(dá)式（設(shè)fM1）；3、基于LM的表達(dá)式，說明采取哪些措施有助于將M從鐵液中去除（MO為酸性氧化物）。七、（15分）見右圖。圖中體系M重150g，1200?，F(xiàn)將其向常溫冷卻。1、寫出體系M在600所發(fā)生的相變反應(yīng)名稱和反應(yīng)式；2、寫出體系M在900-600所發(fā)生的相變反應(yīng)式；3、寫出體系M在剛冷至600時的相