北科大《冶金物理化学》期末总辅导(郭汉杰编写-非常有价值-精编版)分解

装 订 线 内 不 得 答 题自觉遵 守考 试 规 则，诚 信 考 试，绝 不作 弊（2）简单氧化物分子与复杂氧化物分子在高温时存在化学反应平衡，平衡时简单氧化物分子摩尔分数就是该氧化物的活度。

4.试写出正规溶液定义。

解：正规溶液定义：过剩混合热不为零（Δmix H m E ≠0），过剩混合熵为零的溶液(Δmix S m E＝0）叫做正规溶液。

5.试写出硫容量的一种表达式。

解：当气相分压小于0.1Pa 时，硫以硫化物的形式存在。

硫化物容量表示为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=--∑2222)32()(2/1%S O S O S a n K p p S w C γθ 当体系的气相分压大于0.1Pa 时，渣中硫以硫酸盐形式存在，定义硫酸盐的容量为：2/12/3%22)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=θθp p p p S w C S O S6.简述有效边界层的定义。

答：当流体速度为u b 的粘性流体绕固体表面流动时，由于表面的摩擦作用在固体表面附近会形成具有很大速度梯度的区域。

在固体表面上流体速度u x 为零，而在距固体表面一小距离处，流体速度就等于99%的流体本体速度u b 。

这个区域叫速度边界层，距固体表面这一距离称为速度边界层厚度δu 。

当含某一组元A 浓度为C b 的流体绕固体表面流动时，如果由于流体与固体表面含组元A 的浓度不同，则会在固体垂直方向建立起浓度梯度。

在固体表面上组元A 的浓度为C s ，而在距固体表面一小距离处，组元A 的浓度就降到99%的流体本体浓度C b 。

这个区域叫浓度边界层，距固体表面这一距离称为浓度边界层厚度δc 。

为了数学上的处理方便，将分子扩散（D ）和湍流传质（ED ）折算成稳态的分子扩散，为此由浓度为C s 的固体表面点作浓度曲线的切线，使之与本体浓度C b 的延长线相交于一点，过这点作一平行于固体表面的平面，该平面与固体表面之间的区域称为有效边界层，其厚度用δc ′表示。

冶金物理化学课程中三元系相图教学的几点体会
郭敏;郭汉杰;王福明
【期刊名称】《金属世界》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】冶金物理化学课程是一门重点介绍冶金物理化学基本概念、基本原理以及在冶金过程中应用的专业基础课.它是冶金工程专业学生进入大学后最先接触的专业基础课之一,是学生接受系统的冶金专业训练的开端.课程中所涉及的冶金基础理论与专业知识是后继专业课的基础,对学生今后冶金工程思维模式和创新意识的形成起着至关重要的作用.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】郭敏;郭汉杰;王福明
【作者单位】北京科技大学冶金与生态工程学院物理化学系,北京100083;北京科技大学冶金与生态工程学院物理化学系,北京100083;北京科技大学冶金与生态工程学院物理化学系,北京100083
【正文语种】中文
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物理化学物理化学((下册下册))期末考试大纲第八章：第八章：电化学、原电池、电化学、原电池、电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理；电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理；电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理；电导、电导率、电导、电导率、摩尔电导率的意义及其与溶液浓度的关系；离子独立移动定律及电导测定的应用；电解质的离子平均活度、平均活度因子及其计算方法；离子强度的计算,德拜－休克尔极限公式公式. .第九章：第九章：可逆电池可逆电池,,电池的书面写法电池的书面写法,,电极反应和电池反应电极反应和电池反应,,可逆电池的热力学可逆电池的热力学((桥梁公式、E q与K qa 的关系的关系),),),用用Nernst 公式计算电极电势和电池电动势公式计算电极电势和电池电动势,,电动势测定的应用电动势测定的应用((计算平均活度因子、解离平衡常数和pH 值).第十章：第十章：极化现象极化现象,,超电势超电势,,极化对电解电压和原电池电动势的影响,电解过程中电极电势的计算及反应顺序的判断计算及反应顺序的判断,,金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护,,化学电源的类型化学电源的类型. .第十一章：第十一章：反应速率表示法反应速率表示法,,基元反应基元反应,,反应机理反应机理,,反应级数反应级数,,反应分子数反应分子数,,简单级数反应的速率方程（推导和计算）及特点及特点((反应速率常数的量纲、反应速率常数的量纲、半衰期半衰期半衰期),),),典型复杂反应典型复杂反应典型复杂反应((对峙、平行、连续连续))的特点的特点,,对峙、平行反应速率方程的推导平行反应速率方程的推导,,温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响,,阿仑尼乌斯公式的含义及由它求活化能的含义及由它求活化能,,链反应的特点链反应的特点,,用稳态近似、平衡假设、速控步等近似方法推导速率方程速率方程. .第十二章：第十二章：碰撞理论、过渡状态理论的要点过渡状态理论的要点,,离子强度对反应速率的影响离子强度对反应速率的影响,,光化学反应的基本定律,光化学反应与热反应的差别光化学反应与热反应的差别,,量子产率量子产率,,催化作用原理催化作用原理,,催化剂催化剂,,酶催化酶催化. .第十三章：第十三章：表面吉布斯自由能和表面张力的含义表面吉布斯自由能和表面张力的含义,,表面张力与温度的关系表面张力与温度的关系,,弯曲液面上的附加压力压力,,杨－拉普拉斯公式杨－拉普拉斯公式,,开尔文公式开尔文公式,,液－固界面现象液－固界面现象((铺展、润湿、接触角、毛细管液面高度面高度),),),表面活性剂的作用表面活性剂的作用表面活性剂的作用,,表面活性物质在溶液中的分布表面活性物质在溶液中的分布,,物理吸附、化学吸附的特点化学吸附的特点,,朗格缪尔等温吸附模型朗格缪尔等温吸附模型. .第十四章：第十四章：分散系统分散系统,,胶体胶体,,胶体的结构表示式胶体的结构表示式,,胶体的丁铎尔效应胶体的丁铎尔效应,,电动现象电动现象((电泳、电渗电泳、电渗),),),电电动电位动电位,,胶体的稳定性及一些因素对它的影响胶体的稳定性及一些因素对它的影响,,大分子溶液与胶体的异同大分子溶液与胶体的异同,,大分子物质平均摩尔质量的种类均摩尔质量的种类,,唐南平衡唐南平衡. .A16.附加压力: : 由于界面张力的作用由于界面张力的作用由于界面张力的作用,,在弯曲液面内外产生的压力差在弯曲液面内外产生的压力差. . 2's p R g=17.吸附: : 在相界面上在相界面上在相界面上,,某种物质的浓度不同于体相浓度的现象某种物质的浓度不同于体相浓度的现象. . 18.物理吸附: : 由于范德华力的作用而产生的吸附由于范德华力的作用而产生的吸附由于范德华力的作用而产生的吸附. .19.化学吸附: : 由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附. . 20.吸附质: : 被吸附剂吸附的物质被吸附剂吸附的物质被吸附剂吸附的物质. . 21.吸附剂: : 具有吸附能力的物质具有吸附能力的物质具有吸附能力的物质..通常都是固体通常都是固体. . 22.表面过剩/表面吸附量: : 在单位面积的表面层中在单位面积的表面层中在单位面积的表面层中,,所含溶质的物质的量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质的物质的量的差值溶液本体中所含溶质的物质的量的差值. . 22da drRT a A n S ×-==G s23.表面活性剂: : 能使溶液表面张力降低的物质能使溶液表面张力降低的物质能使溶液表面张力降低的物质. . . 习惯上只把那些溶入少量就能显著降习惯上只把那些溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂低溶液表面张力的物质称为表面活性剂. .24.临界胶束浓度: : 形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度. . 25.速率方程: : 表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系式表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系式, , 或浓度与时间等参或浓度与时间等参数间的关系式数间的关系式..也称动力学方程. 26.转化速率: : 单位时间内发生的反应进度单位时间内发生的反应进度单位时间内发生的反应进度. .27.反应速率: : 单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度 或 单位体积内单位体积内,,反应进度随时间的变化率进度随时间的变化率. . dtdc v dt d V r jj ×=×=11x (恒容恒容) )28.反应机理: : 表示一个总包表示一个总包表示一个总包((复杂复杂))反应所经历的具体途径的若干基元反应的有序集合反应所经历的具体途径的若干基元反应的有序集合..也称反应历程.29.基元反应: : 反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应. . 30.简单反应: : 只包含一个基元反应的总包反应只包含一个基元反应的总包反应只包含一个基元反应的总包反应. .31.复合反应: : 由两个或两个以上基元反应组成的总包反应由两个或两个以上基元反应组成的总包反应由两个或两个以上基元反应组成的总包反应. . . 也称也称复杂反应 32.具有简单级数的反应具有简单级数的反应//简单级数反应: : 反应速率只与反应物浓度的简单方次反应速率只与反应物浓度的简单方次(0或正整数)有关的反应有关的反应..可以是基元反应、简单反应简单反应,,也可是复合反应也可是复合反应,,但必须具有简单级数但必须具有简单级数. . 33.质量作用定律: : 反应的反应速率与以计量系数的绝对值为指数的反应物浓度的乘积反应的反应速率与以计量系数的绝对值为指数的反应物浓度的乘积成正比成正比..只适用于基元反应只适用于基元反应. .34.反应级数: : 速率方程中各浓度项的指数和速率方程中各浓度项的指数和速率方程中各浓度项的指数和..若速率方程中有加减运算若速率方程中有加减运算,,则无级数可言则无级数可言 35.零级反应零级反应//一级反应一级反应//二级反应二级反应//三级反应: : 反应速率与反应物浓度的反应速率与反应物浓度的0/1/2/3次方成正比的一类反应正比的一类反应. .36.反应分子数: : 引发一个基元反应所必需的反应物相互作用的最少微观粒子引发一个基元反应所必需的反应物相互作用的最少微观粒子(分子、原子、离子、自由基等子、离子、自由基等))数. . 即基元反应中的反应物分子个数之和即基元反应中的反应物分子个数之和即基元反应中的反应物分子个数之和. .37.半衰期: : 反应物浓度降低到其初始浓度的一半所需的时间反应物浓度降低到其初始浓度的一半所需的时间1/2t . 38.分数寿期: : 消耗掉反应初始浓度的某一分数消耗掉反应初始浓度的某一分数a 所需的时间a t .分数衰期: : 反应物浓度降低到其初始浓度的某一分数反应物浓度降低到其初始浓度的某一分数b 所需的时间b t .若b a -=1,则b tt a =. . 如如: : 某一级反应某一级反应四分之三寿期3/4t ＝60min,60min,而其而其四分之一衰期1/4t ＝60min39.初始速率: : 反应刚开始进行的一瞬间的反应速率反应刚开始进行的一瞬间的反应速率反应刚开始进行的一瞬间的反应速率..可以认为反应物没有消耗可以认为反应物没有消耗. .40.范特霍夫规则: : 对同一化学反应对同一化学反应对同一化学反应,,反应的温度每升高1010℃℃(K),(K),反应速率约增加反应速率约增加1～3倍.4~210»+TT k k 41.对峙反应: : 正向和逆向同时进行的反应正向和逆向同时进行的反应正向和逆向同时进行的反应..也称可逆反应. 42.平行反应: : 反应物能同时进行几种不同的反应反应物能同时进行几种不同的反应反应物能同时进行几种不同的反应. .43.连串反应: : 反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应..也称连续反应.44.稳态近似法: : 在一系列的连串反应中在一系列的连串反应中在一系列的连串反应中,,若生成高活性的中间产物粒子若生成高活性的中间产物粒子((如原子、离子、自由基等自由基等),),),因其能量高、因其能量高、活性大、反应能力强反应能力强,,一旦生成就立即发生反应一旦生成就立即发生反应,,当反应达到稳定状态后到稳定状态后,,其净的反应速率可视为零的一种近似处理方法其净的反应速率可视为零的一种近似处理方法. . 45.链反应: : 用光、热、辐射或其它方法使反应引发用光、热、辐射或其它方法使反应引发,通过活性组份通过活性组份((自由基或原子自由基或原子))的不断再生断再生,,使反应得以自动发展下去的一类连续反应使反应得以自动发展下去的一类连续反应..又称连锁反应. 46.直链反应: : 由一个自由基或原子与饱和分子反应由一个自由基或原子与饱和分子反应由一个自由基或原子与饱和分子反应,,只生成一个新自由基或原子的链反应反应. . . 也称为也称为单链反应.47.支链反应: : 由一个活性粒子由一个活性粒子由一个活性粒子((自由基或原子自由基或原子))与饱和分子反应生成两个及两个以上新活性粒子活性粒子((自由基或原子自由基或原子))的反应的反应. . 48.原盐效应: : 在稀溶液中在稀溶液中在稀溶液中,,离子强度对离子反应的反应速率的影响离子强度对离子反应的反应速率的影响. . 49.光化反应: : 在光的作用下进行的化学反应在光的作用下进行的化学反应在光的作用下进行的化学反应. . 50.光化学定律: (1).(1).只有被物质吸收的光只有被物质吸收的光只有被物质吸收的光,,才能引发光化学反应才能引发光化学反应.(2)..(2)..(2).在初级过程中在初级过程中在初级过程中,,一个分子个分子((或原子或原子))吸收一个光子而活化吸收一个光子而活化. .51.光敏剂: : 能把所吸收的光能传递给对光不敏感的物质并使其活化乃至发生反应而加能把所吸收的光能传递给对光不敏感的物质并使其活化乃至发生反应而加入的一类物质入的一类物质. .52.催化剂: : 加入少量就可以显著改变反应的速率加入少量就可以显著改变反应的速率加入少量就可以显著改变反应的速率,,而本身在反应前后没有数量和化学性质变化的一类物质性质变化的一类物质. . 53.催化作用: : 化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用. . 54.自催化作用: : 反应产物对反应本身具有加速反应的作用反应产物对反应本身具有加速反应的作用反应产物对反应本身具有加速反应的作用. . 55.55.催化反应的催化反应的选择性: : 转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比. . 56.分散体系分散体系((系统系统)): : 把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系(系统系统). ). 57.分散相: : 被分散在分散介质中的物质被分散在分散介质中的物质被分散在分散介质中的物质 或 被分散介质所分散的物质被分散介质所分散的物质. . 58.分散介质: : 呈连续分布的、起分散作用的物质呈连续分布的、起分散作用的物质呈连续分布的、起分散作用的物质. . 59.分子分散体系分子分散体系((系统系统)):以分子、原子或离子状态均匀分散在分散介质中形成的体系(系统系统).).).又称又称真溶液,简称溶液. 60.胶体分散体系: : 被分散在分散介质中的粒子半径在被分散在分散介质中的粒子半径在1～100nm(100nm(即即9710~10m --,傅版傅版))或1～1000nm(1000nm(即即m 6910~10--,天大版天大版))之间的分散体系之间的分散体系((系统系统). ). 61.扩散: : 有浓度梯度时有浓度梯度时有浓度梯度时,,物质粒子因热运动物质粒子因热运动((布朗运动布朗运动))而发生宏观上的定向迁移现象而发生宏观上的定向迁移现象..其推动力是浓度梯度其推动力是浓度梯度,,扩散过程是不可逆的扩散过程是不可逆的. .d d d d s n cD A t x=-×× 62.憎液溶胶: : 由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系..简称溶胶.63.沉降: : 多相分散系统中的粒子多相分散系统中的粒子多相分散系统中的粒子,,因受重力作用而下沉的过程因受重力作用而下沉的过程. .64.电泳: : 在外电场的作用下在外电场的作用下在外电场的作用下,,胶体粒子在分散介质中定向迁移的现象胶体粒子在分散介质中定向迁移的现象. . 65.电渗: : 在多孔膜在多孔膜在多孔膜((或毛细管或毛细管))两端施加一定电压两端施加一定电压,,液体通过多孔膜而定向流动的现象液体通过多孔膜而定向流动的现象. . 66.流动电势: : 在外力的作用下在外力的作用下在外力的作用下,,迫使液体通过多孔隔膜迫使液体通过多孔隔膜((或抟细管或抟细管))定向流动时定向流动时,,在多孔膜两边所产生的电势差膜两边所产生的电势差. .67.沉降电势: : 分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时,,在移动方向的两端所产生的电势差端所产生的电势差. .68.聚沉值: : 使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度. . . 聚沉值越小聚沉值越小聚沉能力越强聚沉能力越强. . 69.感胶离子序: : 将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序. . 70.悬浮液: : 将不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散体系将不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散体系(系统系统). ). 71.乳状液: : 由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散体系由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散体系(系统系统). ). 72.唐南平衡: : 若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开,,由于大分子电解质离子不能透过半透膜分子电解质离子不能透过半透膜,,而小分子电解质离子可以透过半透膜而小分子电解质离子可以透过半透膜,,当膜两边达成渗透平衡时达成渗透平衡时,,小分子电解质在膜两边的分布不同小分子电解质在膜两边的分布不同. .1.1.已知在已知在300K 时,某一级反应的半衰期为s 50,且反应温度升高1010℃反应速率增加℃反应速率增加1倍.若指前因子1710979.2-´=s A 且与温度关系不大且与温度关系不大,,试求试求: : (1).300K 时,反应的转化率达到87.5%87.5%所需的时间所需的时间所需的时间. . (2).(2).使反应转化率在使反应转化率在s 50内达到75%75%所需的温度所需的温度所需的温度. . 解:(1).(1).因一级反应有因一级反应有因一级反应有: : k t 2ln 2/1= , ,和和 kt y=-11ln (或k a t a )1ln(--=) 所以所以: : )(01386.0502ln 2ln 12/1-===s t k )(15001386.0%)5.871ln(11ln 1s y k t =--=-= [ [或或)(15001386.0)871ln(8/7s t t =--==] (2).(2).据题由据题由据题由: : )11(ln 2112T T R Ea k k -=得:)(60532ln 31458300310300310ln 1121212-×=´´-´=×-=mol kJ k k R T T T T Ea将阿仑尼乌斯公式代入积分方程得将阿仑尼乌斯公式代入积分方程得::t Ae y RTEa /11ln -=-,即: RT Ea t A y -=×--)1ln(ln 所以所以: : )(3105010979.2)75.01ln(ln 3145.81060.53)1ln(ln 73K t A y R EaT =´´--´-=×---=(也可先据kt y =-11ln 求出)(02773.0)1ln(1-=--=s t y k ,再由RT Ea A k -=ln ln 求T)2. 2.反应反应P B A k¾®¾+的动力学实验数据如下的动力学实验数据如下:: [A 0]/[mol/dm -3] 1.0 2.0 3.01.0 1.0 [B 0]/[mol/dm -3] 1.0 1.0 1.02.03.0 r 0/[mol/dm -3/s] 0.15 0.300.45 0.15 0.15若该反应的速率方程为b a ][][B A k r =,求b a 和.解: : 据题有据题有据题有: : b a 000][][B A k r =, , 故可得故可得故可得: : b a ba1,01,02,02,01,02,0][][][][B A B A r r = 将第1,2两级数据代入上式得两级数据代入上式得: :a÷÷øöççèæ=1,02,01,02,0][][A A r r 即: 0.10.10.2ln 15030.0ln][][lnln1,02,01,02,0===A A r r a 同理同理,,将第1,4组数据代入则可得组数据代入则可得::b÷÷øöççèæ=1,02,01,02,0][][B B r r 亦即亦即::00.10.2ln 15.015.0ln][][lnln 1,02,01,02,0===B B r r b3.3.今在今在473.2K 时研究反应D C B A k+¾®¾+22,其速率方程可写成yx B A k r ][][=.现经实验1得当A 、B 的初始浓度分别为0.013-×dm mol 和0.023-×dm mol 时,测得反应物B 在不同时刻的浓度数据如下表在不同时刻的浓度数据如下表: :t/min 0 5395 13025[B]/( 3-×dm mol )0.020 0.010 0.0050 试求试求: (1).: (1).: (1).该反应的总级数该反应的总级数该反应的总级数 (2).(2).实验实验2: 2: 当当A 、B 的初始浓度均为0.023-×dm mol 时,测得初始反应速率仅为实验1的初始速率的1.414倍,求A 、B 的反应级数y x 和的值的值. .(3).(3).求算求算k 值.解:(1).(1).由实验由实验1数据可知数据可知,,min 53952/1=t ,min130254/3=t.因此时有因此时有::000][2][1][A BA ==,故原方程可写成ny x y y x y yx A k A k x A k B A k r]['][2)]([2][][0=××=-××==++,即此条件下即此条件下,,反应速率与简单n 级反应相同级反应相同. .利用简单n 级反应的分数寿期公式k C n a t n n a 101)1(1)1(-----=可得可得::1212/14/3+=-n t t 亦即亦即: : 50.12ln )1539513025ln(12ln )1ln(12/14/3=-+=-+=t tn (2).(2).由实验由实验2知:yxy xB A k B A k 1,01,02,02,0][][4.1][][=002ln 2ln c c c c 2352382350238cc 112(-)(.)('12253510845-´-T T Ea ln 1´+--+---一、选择题（一、选择题（2222分）1．强电解质CaCl 2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是 （ ）A.)()()(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l B.)()(5.0)(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l C.)(2)()(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l D.)]()([2)(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l 2．强电解质CaCl 2的水溶液，其离子平均活度±a 与电解质活度B a 之间的关系为之间的关系为( ) A. B a a =± B. 3B a a =± C. 2/1B a a =± D. 3/1B a a =± 3．在不可逆电极过程中，随着电流密度的增大 （ ）A.阴极电势变低，阳极电势变高阴极电势变低，阳极电势变高B. 电池的电动势降低电池的电动势降低C.电解池耗电能增加电解池耗电能增加D. 以上说法都对以上说法都对 4．某电池反应为-++=++OH Hg l O H g O l Hg 42)(2)()(2222，当电池反应达平衡时，电池的电动势E 必然是必然是 （ ）A. 0>EB. J E E =C. 0<ED. 0=E 5．下列说法中正确的是：．下列说法中正确的是： （ ）A. 反应级数等于反应分子数反应级数等于反应分子数B. 具有简单级数的反应是基元反应具有简单级数的反应是基元反应C. 不同反应若具有相同的级数形式，一定具有相同的反应机理D. 反应级数不一定是简单正整数反应级数不一定是简单正整数6．某化学反应的方程式为B A ®2，在动力学研究中表明该反应为，在动力学研究中表明该反应为（ ） A. 二级反应二级反应 B. 基元反应基元反应 C. 双分子反应双分子反应 D. 以上都无法确定以上都无法确定7．设理想气体反应体系P A ®的速率方程为A c c c k r =，若用分压表示浓度，速率方程可写为A P P P k r =，式中c k 与P k 的关系为的关系为 （ ）A. P c k k =B. RT k k P c ×=C. RT k k c P ×=D. P c k k /1= 8．催化剂能极大地改变反应速率，下列说法错误的是 （ ）A. 催化剂改变了反应历程催化剂改变了反应历程B. 催化剂降低了反应活化能催化剂降低了反应活化能C. 催化剂改变了反应平衡，提高了转化率D. 催化剂同时加快正向与逆向反应催化剂同时加快正向与逆向反应9．一定温度、压力下，将1克液体水分散成半径为10 -9米的小水滴，经过此变化后，以下性质保持不变的是以下性质保持不变的是 （ ）A. 总表面能总表面能B. 表面张力表面张力C. 比表面积比表面积D. 液面下的附加压力液面下的附加压力10．硅胶吸水后其表面吉布斯自由能将．硅胶吸水后其表面吉布斯自由能将 （ ）A. 降低降低B. 升高升高C. 不变不变D. 无法确定无法确定 11．在水中加入肥皂液后，将发生．在水中加入肥皂液后，将发生 （ ）A. 0/<a g d d 正吸附正吸附B. 0/<a g d d 负吸附负吸附C. 0/>a g d d 正吸附正吸附D. 0/>a g d d 负吸附负吸附 12．将少量的KI 溶液加入AgNO 3溶液中制得AgI 溶胶，下列电解质聚沉能力最强的是（ ）A. NaCl B. FeCl 3 C. MgSO 4 D. K 3PO 413．下列各分散体系中丁铎尔（Tyndall ）效应最强的是）效应最强的是 （ ）A. 食盐水溶液食盐水溶液B. 大分子溶液大分子溶液C. 空气空气D. Fe(OH)3溶胶溶胶14．下列电池中能测定AgCl 的)(AgCl G mfJ D 的是的是 （ ）A. Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl 2(p J),Pt B. Ag(s)|Ag +||Cl -|Cl 2(g),Pt C. Ag(s)|Ag +||Cl -| AgCl(s)| Ag(s) D. Ag(s)|AgCl(s)| Cl -|| Ag +| Ag(s) 15．乳状液属于．乳状液属于 （ ）A. 分子分散体系分子分散体系B. 胶体分散体系胶体分散体系C. 粗分散体系粗分散体系D. 憎液溶胶憎液溶胶 16．兰缪尔(Langmuir)吸附理论中最重要的基本假设是吸附理论中最重要的基本假设是 （ ） A. 气体处于低压下气体处于低压下 B. 固体表面的不均匀性固体表面的不均匀性 C. 吸附是单分子层的吸附是单分子层的 D. 吸附是放热的吸附是放热的17．电池在恒温、恒压下可逆放电1F 与以一定的电压放电1F ，二者相比不同的是二者相比不同的是 （ ） A. 电池反应的m r U D B. 电池反应的m r H D C. 与环境交换的热Q D. 电池反应的m r G D 18．一定T 、P 下可以发生D G >0的反应是的反应是 （ ）A. 原电池中的反应原电池中的反应B. 光化学反应光化学反应C. 催化反应催化反应D. 溶液中的反应溶液中的反应 19．胶体体系能够保持相对稳定的最重要因素是 （ ）A. 布朗运动布朗运动B. 胶粒表面的扩散双电层胶粒表面的扩散双电层C. 溶剂化层的作用溶剂化层的作用D. 胶体为微多相体系胶体为微多相体系 20．某光化学反应A + h n ®n® A*, 其速率与其速率与 （ ） A. A 的浓度有关的浓度有关 B. A 的浓度无关的浓度无关 C. A 的浓度和h n 有关有关 D. 不确定不确定。

一冲刺阶段知识点概要1.1 课程重点热力学基本定理在冶金中应用及标准吉布斯自由能的计算方法；Elingham图的应用；溶液（包括铁液与渣液的活度与活度系数、Wagner 模型、分子理论与离子理论模型、标准溶解自由能等）；扩散与传质的基本理论；三个典型的冶金动力学模型（气固相反应动力学、气液相反应动力学、液液相反应动力学）。

1.2 课程难点活度的概念及活度标准态的选择；不同标准态活度及活度系数之间关系；相图的基本规则（邻接、相界限构筑、二次体系副分、切线、阿尔克马德、零变点）。

含有一个不稳定二元化合物的三元系相图的冷却过程分析；气泡在均相与非均相形核、气泡长大与上升过程动力学机理；液液反应动力学的双膜理论的应用；不同控速条件的气固反应动力学的未反应核模型。

二冲刺阶段知识点梳理热力学部分（注:未指明书系为《冶金物理化学教程》）1 热力学基本定理及在冶金中的应用1.1 几个基本公式1）体系中组元i 的自由能的描述；理想气体体系中组元i 的自由能；液相体系中组元i 的自由能；固相体系中组元i 的自由能。

（书第5 页）2）等温方程式的导出由单个组元I 的自由能推导化学反应的自由能变化；讨论自由能变化的三种形式；重点讨论的形式，得出；自由能变化与标准自由能的关系与联系，二者在热力学中分别承担的角色。

（书6-7 页）标准吉布斯自由能为反应产物与反应物处于标准态时的自由能差，表示反应的限度，是反应平衡态的度量反应的自由能表示反应产物与反应物自由能的差，表征反应的方向。

3）等压方程式与二项式（仅限于了解）微分式；由微分式导出积分式；（书7 页）等压方程式表征了温度对平衡移动的影响。

1.2 冶金热力学中标准自由能的计算（书11-15 页）1）用积分法计算化学反应的标准自由能变化；物质的标准生成吉布斯自由及标准溶解吉布斯自由能定义，要求会举例。

（书11 页）2）由积分法得到的化学反应的标准自由能求化学反应标准自由能与温度的二项式；3）由标准生成自由能和标准溶解自由能求化学反应的标准自由能（二项式）；4）由电化学反应的电动势求化学反应的标准自由能变化；（要求会写正极、负极及总反应式）5）由自由能函数求化学反应的标准自由能变化。

北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）试题编号：809 试题名称：冶金物理化学一．简答题（每题7分，共70分）1.试用热力学原理简述氧势图中各直线位置的意义。

2.简述规则溶液的定义。

3.简述熔渣分子结构理论的假设条件。

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）2M+O2 = 2MO（s）ΔG1θ= -1215000 + 192.88T（2）2M+O2 = 2MO（s）ΔG2θ = -1500800 + 429.28T（3）2M+O2 = 2MO（s）ΔG3θ = -1248500 + 231.8T5. 简述三元系相图的重心规则。

6. 试推导当O2在气相中的分压小于0.1Pa时硫容量的一种表达式。

7. 试写出熔渣CaO-SiO2的光学碱度的表达式。

8. 推导在铁液深度为H的耐火材料器壁上活性空隙的最大半径表达式。

9. 简述双膜传质理论。

10. 试推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。

二．计算题（30分）在600℃下用碳还原FeO制取铁，求反应体系中允许的最大压力。

已知：FeO（s） = Fe（s）+ 1/2 O2(g) Δr Gθ= 259600 –62.55T ，J/molC(s) + O2 = CO2(g) Δr Gθ= -394100 + 0.84T，J/mol2C(s) + O2(g) = 2CO(g) Δr Gθ= -223400 - 175.30T ，J/mol 三．相图题（25分）1）标明各相区的组织。

2）分析x点的冷却过程，画出冷却曲线，并用有关相图的理论解释。

四．对渣-钢反应 [A] +(B2+) = (A2+) + [B] （25分）(1)分析该反应有几个步骤组成。

冶金物理化学答案一、解释下列概念（每题5分，共20分）1.扩散脱氧：在炼钢过程中，根据分布规律，钢液中的[O]扩散到渣中，与加入渣相的脱氧元素发生的脱氧反应称为扩散脱氧。

2、炉渣：炉渣是火法冶金中以氧化物为主要成分形成的多组分熔体，是金属提炼和精炼过程中除金属熔体以外的另一产物。

3.硫容量：炉渣含有或溶解硫的容量，即CS？（%s）？（po2/ps2）1/24、偏摩尔量：在恒温、恒压及其他组分的物质的量保持不变的条件下，溶液的广度性质x（x代表u、h、v、s、g）对其组分摩尔量的偏微商值。

二、简短回答问题（共60分）1、简述热力学计算中活度标准态之间的转换关系。

答：（1）纯物质标准态活度与假想纯物质标准态活度的换算：ab[r]ab[h]?pb/pbpb/kh(x)*?kh(x)p*b?rb0故ab[r]?rbab[h]0（2）纯物质的标准态活度与1%质量溶液的标准态活度之间的换算：ab[r]ab[%]?pb/pbpb/kh(%)*?kh(%)pb*?mab100m?kh(x)pb*?mab100m?rb0（3）假设纯物质的标准态活度与1%质量溶液的标准态活度之间的换算：ab[h]ab[%]?pb/kh(x)pb/kh(%)?kh(%)kh(x)?mab100m2.简述了炉渣氧化脱磷的热力学条件。

答：根据炉渣的脱磷反应：lp?(%p2o5)[%p]2?kp(to)(êo)f542p?feo??cao?cap2o954根据上述公式，为了使脱磷反应完全，必要的热力学条件是：（1）炉渣碱度高；（2）氧化铁含量高；（3）较低的浴温；大渣量。

3.一氧化碳还原氧化铁的顺序是什么？写出反应方程式（天平）。

答：氧化铁被co还原在570℃以上及其下有不同的转变顺序，因此氧化铁还原是逐级的，反应如下：T570co3fe2o3（s）？有限公司？2fe3o4（s）？cofe3o4（s）？有限公司？3feo （s）？科菲欧（s）？有限公司？fe（s）？co2222t?570co3fe2o3(s)?co?2fe3o4(s)?co14fe3o5(s)?co?34fe(s)?co24.正常溶液的定义和热力学特征。

《冶金物理化学》教学大纲一、课程概要课程编号：020401开课院系：冶金与生态工程学院课程类别：必修课适用专业：冶金工程课内总学时：88（课内64，实验24）课程基础：物理化学，冶金传输原理根据我校的人才培养目标，建设特色突出、国内一流、国际知名的研究型大学，对国家与地方经济，特别是钢铁行业，培育创新、进取、团结、实践能力强的一代新人。

本课程采用多种教学手段和方法，精心设计教学内容，对于来自全国各地的优质学生来源，培养学生掌握运用冶金物化基本理论去解决实际问题的方法和能力，了解该学科的思维方法，培养冶金工程专业的本科生对新工艺、新流程设计能力、实践探索能力、创新意识和创新能力。

本课程的目标是通过学习冶金物理化学的基本理论，为后续的其他专业课程学习打好扎实的理论基础；培养运用冶金的基础理论分析和解决实际问题的能力。

为了达到本课程的预期目的，在课程内容的设置上，注意传统内容与现代内容的结合；课堂教学与实验课教学的呼应，主讲老师的科研成果对教学的促进，将本课程办成具有研究性和前沿性的时代特征的国际一流新的教学平台。

二、教学目的1．本课程是冶金工程专业本课生必修课程，是一门重点介绍冶金物理化学基本概念、基本原理以及在冶金过程中应用的专业基础课。

2．通过本课程的学习使学生掌握冶金热力学、冶金动力学的基本原理。

学会运用这些原理分析和解决生产中出现的新问题；不断地改造旧工艺，创造新工艺，降低生产消耗，提高生产率；不断地向相关学科渗透，扩大冶金物理化学的研究领域。

3. 通过本课程的学习，使学生掌握冶金物理化学基本的实验技能，对冶金中的问题，利用冶金物理化学基础和其他专业知识综合的研究方法。

三、基本要求1．课程重点热力学基本定理在冶金中应用及标准吉布斯自由能的计算方法；Elingham图的应用；溶液（包括铁液与渣液的活度与活度系数、Wagner模型、分子理论与离子理论模型、标准溶解自由能等）；扩散与传质的基本理论；三个典型的冶金动力学模型（气固相反应动力学、气液相反应动力学、液液相反应动力学）。

北京科技大学 2006—2007学年 第一学期冶金物理化学标准答案一、简答 （每小题5分，共50分）1. 试用相图的基本规则说明以下相图的错误所在？答：违背了相图的构筑规则“在二元系中，单相区与两相区邻接的界线延长线必须进入两相区，不能进入单相区”2. 在Ellingham 图上，为什么形成CO 的曲线的斜率为负值，而一般的斜率为正值？ 答：CO O C 222=+ΘΘΘΘ−−=ΔC O CO S S S S 2202f ΘΘ−≈S S CO 0p ΘΔ−∴S ；∴ΘΔG ~T 曲线的斜率小于零。

同理可以证明一般反应的~T 曲线的斜率大于零。

ΘΔG 3. 简述分子理论的假设条件。

答：1）熔渣是由各种电中性的简单氧化物分子、CaO 、MgO 、、、及它们之间形成的复杂氧化物分子FeO 32O Al 2SiO 52O P 2SiO CaO •、22SiO CaO •、、等组成的理想溶液。

22SiO FeO •52O P CaO •2）简单氧化物分子于复杂氧化物分子之间存在着化学平衡，平衡时的简单氧化物的摩尔分数叫该氧化物的活度。

以简单氧化物存在的氧化物叫自由氧化物；以复杂氧化物存在的氧化物叫结合氧化物。

如：（）=2（）+（） 22SiO CaO •CaO 2SiO 2222SiO CaO SiO CaO D x x x K •=由K D 计算的x CaO 及x SiO2叫及的活度。

CaO 2SiO 4. 试解释正规溶液定义。

答：过剩混合热（其实为混合热）不为零，混合熵与理想溶液的混合熵相同的溶液叫正规溶液。

5. 试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？ 答：定义∑FeO 0表示渣的氧化性。

决定炉渣向钢液传氧的反应是（）=FeO [][]Fe O +[]FeOa O K00=Θ或[]FeOa O L 000=令[]FeOa O L00'0=----代表实际熔渣中的值。

当时，'oL f 0L f 0'0'00ln ln ln L L RT L RT L RT G =+−=Δ0，反应逆向进行，钢液中的氧向熔渣传递；当时，='oL p 0L G Δ0'0ln L L RT 0p ，反应正向进行，熔渣中的氧向钢液传递。

《冶金物理化学》课程考试大纲适用专业：冶金工程参考书目：《冶金物理化学例题习题集》张显鹏主编。

《冶金物理化学教程》（第二版），冶金工业出版社，2006年，郭汉杰主编。

《有色冶金原理》傅崇说主编冶金工业出版。

一、考试的方式与题型1、考试方式：闭卷2、题型：名词解释、简答题、状态图分析、状态图的绘制、计算题二、考试的目的和要求目的：巩固学生对冶金基本理论的掌握，训练学生运用冶金理论分析实际问题，解决实际问题的能力。

要求：学生应能熟练掌握有色金属火法冶金、湿法冶金、电化学冶金过程所遵循的具有普遍意义的物理化学规律，能应用物理化学的基本原理讨论、分析各单元冶金过程，为旧工艺的革新、新产品的研制、新工艺的开发提供理论依据。

三、考试内容和要求第一章相图熟练掌握：炉渣的组成、性质及其在冶金中的作用，熔融炉渣的离子理论、结构特点、三元系炉渣的分析。

一般掌握：炉渣的物理化学（熔化温度、粘度、电导、热含量、表面张力等）与其结构组成之间的关系。

了解：炉渣活度的计算第二章化合物的离解——生成反应熟练掌握：化合物离解——生成反应的一般规律，离解压（P B ）、平衡常数（K P ）、反应平衡图的分析。

T G -∆θ图的应用。

一般掌握：铁氧化物的离解生成规律第三章金属氧化物的还原熟练掌握：MeO 被各类还原剂（CO 、H 2、固体碳、金属还原剂）还原的热力学分析及平衡气相组成的计算，铁氧化物的逐级还原规律、锌氧化物的还原计算。

一般掌握：多相反应动力学模型。

金属氧化动力学、碳酸盐离解动力学、氧化物还原动力学。

了解：复杂化合物和溶液中氧化物的还原。

第四章硫化矿的火法冶金熟练掌握：Me―S―O 系状态图的应用、氧化焙烧、硫酸化焙烧条件的计算与确定，造锍熔炼、冰铜吹炼基本理论及主要反应。

一般掌握：MeS 直接氧化生成金属热力学规律、焙烧过程中气相组成的计算、MeS 的着火温度、冰铜成份的选择。

了解：Me―S―O 系状态图，Cu―Fe―S －O 系状态图。