冶金热力学及动力学习题和答案

冶金热力学及动力学第一次作业及答案一、填空题1、黑色金属指_三种金属。 铁、铬、锰2、钢铁冶金一般分为三个工序，即_、_和_。 炼铁、炼钢、二次精炼3、对于任一反应，若G0，则反应_向进行。 逆5、对于任一反应，若G=0，则反应达到_。 平衡6、对于某化学反应，若v=kCAaCBb，则该反应的总级数为_。a+b7、边界层理论认为，流体在相界面上流动时，出现_边界层、_边界层和_边界层。速度，温度，扩散8、气体在固体表面的吸附分为_吸附和_吸附。物理，化学9、气体在固体表面吸附时，主要被吸附到固体表面的_。活性点10、气-固相间的反应动力学模型有_模型和_反应模型。未反应核，多孔体积11、反应产物在均匀相内形核，称为_形核，在异相界面上形核称为_形核。 均相，异相12、气体在金属中是以_溶解的。 单原子13、工业纯铁的熔点是_K，化学纯铁的熔点为_K。 1803 ，181114、在浓度三角形中，平行于任意一边的平行线上的各物系点，所含对应顶角组分的浓度_。 相同15、浓度三角形中有两个物系点M和N组成一个新的物系O，则O点必定落在_连线上。 MN16、熔渣的离子结构理论认为，熔渣是由_组成的。 离子17、按照氧化物的酸碱性不同，CaO 、FeO 、MgO等属于_氧化物。碱性18、按照氧化物的酸碱性不同，SiO2 、P2O5 、Fe2O3属于_氧化物。酸性19、Al2O3属于_氧化物。 两性20、某二元渣系含CaO和SiO2的质量分数为60%和40%，则此熔渣的二元碱度为_。1.521、已知K2O中K的电负性为0.8，则K2O的理论光学碱度为_。1.37二、名词解释1、亨利定律：当溶液组分B的浓度趋近于零(XB0)的所谓稀溶液中，组分B的蒸气压与其浓度成线性关系：PB=KH(X) XB ，这一关系称为稀溶液的亨利定律。2、扩散通量：单位时间内通过单位截面积的物质的量。3、对流传质：在流动的体系中的扩散。4、速率限制环节：当串联反应中有一个或多个环节进行得较快，而仅有一个环节进行最慢时，则这一环节就是整个反应过程的限制者，或称为速率限制环节。5、粘滞现象：在流动的液体中，各层的定向运动速度并不相等，相邻层间发生了相对质量的运动，各层间产生了摩擦力，力图阻止这种运动的延续，流体的流速因而简慢，这就是黏滞现象。6、炉渣的碱度：是碱性氧化物的质量分数与酸性氧化物的质量分数之比。7、炉渣的硫容量：炉渣容纳或吸收硫的能力。4、三、简答题1、简述拉乌尔定律的内容。答：在溶液中当组分B的浓度XB1时，它的蒸气压与其浓度成线性关系：PB= P*BXB ，这一规律称为拉乌尔定律。2、钢铁冶金中通常选用的活度的三种标准态是什么？答：（1）以纯物质为标准态；（2）以假想的纯物质为标准态；（3）以质量分数为1%的溶液为标准态3、多相反应发生在相界面上，多相反应有哪几个环节？答：(1)反应物对流扩散到反应界面上；(2)在反应界面上进行化学反应；(3)反应产物离开反应界面向相内扩散。4、什么是多孔体积反应模型？答：反应的气体向孔隙度高的矿球内扩散的同时，在孔隙内发生了化学反应，即扩散和化学反应同时进行。5、过渡族元素（Mn、Ni、Co、Cr、Mo）在铁液中的溶解和存在形式？答：这些元素在高温下的晶格和Fe的晶格大致相同，而且它们的原子半径和铁原子半径又相差很小，所以能在铁液中无限溶解，与铁液互溶，以阳离子的金属键结构，形成置换式溶液，溶解焓H(B)0,与铁液形成近似的理想溶液。6、简述气体溶解的平方根定律。答：在一定温度下，双原子气体在金属中的溶解度与该气体分压的平方根成正比，这称为气体溶解的平方根定律。7、N、O、S和Cr、Si、Mn、P、C对铁液的黏度有什么影响？答：N、O、S能提高铁液的黏度，而Cr、Si、Mn、P、C降低铁液的黏度。8、简述熔渣的分子结构理论。答：熔渣的分子结构理论认为熔渣是由各种分子组成的理想溶液，这些分子有的是简单氧化物（也叫自由氧化物）或化合物，如CaO、MgO、SiO2等，有的是由这些简单氧化物形成的复合化合物，只有自由氧化物才具有化学反应能力，参加化学反应。四、计算题1、利用化合物的标准生成吉布斯自由能fGm，计算下列反应的rGm及平衡常数。 TiO2(s)+3C(石)=TiC(s)+2CO(g) ，已知：fGm (TiO2,s)=-941000+177.57T J.mol-1 fGm (TiC,s)=-184800+12.55T J.mol-1 , fGm (CO,g)=-114400-85.77T J.mol-1解：rGm =527400-336.56T J.mol-1 lg K=-27545/T+17.58 J.mol-12、用线性组合法求下列反应的rGm ：Fe2SiO4(s)+2C(石)=2Fe(s)+SiO2(s)+2CO已知：FeO(s)+C(石)=Fe(s)+CO rGm=158970-160.25T J.mol-1 2 FeO(s)+SiO2(s)= Fe2SiO4(s) rGm=-36200+21.09T J.mol-1解：rGm =354140-341.59T J.mol-13、轴承钢的成分为wC=1.05%、wSi=0.6%、 wMn=1.0%、wP=0.02%、wS=0.02%、wCr=1.10%,计算1873K，钢液中硫的活度系数及活度。已知： ess=-0.028, eSis=0.063, eCs=0.11, eMns=-0.026, ePs=0.029, eCrs=-0.011解：fs=1.30,as=0.0264、计算成分为(CaO)=47% ，(MgO)=14%，(SiO2)=18%、(Al2O3)=5%、(CaF2)=14%、(MnO)=0.2%、及(FeO)=1.8%的炉渣的光学碱度和硫容量，温度为1873K。已知：CaO、MgO、SiO2、Al2O3、CaF2、MnO、FeO 的光学碱度分别为 1.00 、0.78、 0.48、 0.605、 0.2、 0.59和0.51 。解：=0.718 Cs=1.6410-35、测得还原渣及GCr15钢的表面张力分别为0.45和1.63N.m-1，两者的接触角=35o，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：ms=1.287 N.m-1 ,S=-0.1070,此种还原渣不能在钢液中乳化。