武汉科技大学2020年《814冶金原理》考研专业课真题试卷【含参考答案】

模拟试题一一选择题1．高炉生产的产品有：A）生铁 B）炉渣 C）高炉煤气 D）炉尘2．高炉干式除尘的方法有：A）文氏管 B）布袋除尘 C）电除尘 D）洗涤塔3．高炉内对煤气阻力最大的区域为：A）块状带 B）滴落带 C）软熔带 D）风口回旋区4．炼钢过程的主要反应是：A）碳的氧化 B）硅的氧化 C）锰的氧化 D）磷的氧化5．常用的氧枪喷头类型为：A）直孔型 B）拉瓦尔型 C）螺旋型 D）扇型6．炼钢终点控制主要控制：A）钢水成分 B）钢水温度 C）冶炼时间 D）终渣量7．碱性电弧炉炼钢按工艺方法可分为：A）双渣留渣法 B）返回吹氧法 C）氧化法 D）不氧化法8．氧枪的常用冷却保护介质为：A）水 B）气态碳氢化合物 C）燃料油 D）植物油9．采用顶吹氧底复合吹炼时，底部吹入的可能是：A）N2 B）Ar C）O2 D）H210高炉中配加焦炭的作用是：A）作还原剂 B）燃烧后产生热量C）作料柱骨架，起支撑料柱作用 D）氧化剂1： A、B、C、D 2：B、C 3： C 4：A 5：B6： A、B 7：B、C 8： A 9：A、B、C 10：A、B、C二名词解释1）冶金学 2）热脆 3）硫负荷 4）烧结矿 5）炉外精炼1、冶金学是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

2、钢材在轧制和锻造时，由于温度升高，晶界上的富含硫化物的网状结构又变成液态，在力的作用下，就会引起这些富硫液相沿晶界滑动，造成钢材的破裂，产生了所谓的热脆现象3、冶炼一吨生铁由炉料带入高炉硫的总量称为“硫负荷”4、将各种粉状铁，配入适宜的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结机上点火烧结。

在燃2、碱性氧化物与酸性氧化物的质量百分数之比。

3、直接氧化和间接氧化4、烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层5、热风炉。

6、将成分和温度合格的钢水浇注成坯。

连铸7、Si、Mn、Al，弱，强8、火法冶金、湿法冶金、电冶金，火法冶金，电冶金四问答题1 请用图示法说明钢铁工业的两种生产流程。

B 卷参考答案及评分标准一、简述题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)1、201ln O G G RT p ∆=∆+；O 2(g)分压在标准态压力100 kPa 条件下。

2、正极：MoO 2+4e=2Mo+2O 2-；负极：2Ni+2O 2-=2NiO+4e ；电池反应: 2Ni+MoO 2=2NiO+Mo3、是。

δβD=。

单位：β－m ⋅ s -1;D －m 2⋅s -1；δ－m4、0级，mol/(m 3·s)，C A =-kt +C 05、证明： 平衡时化学势相等，则L B 分配常数，在一定温度下与组分B 在两相内的标准态有关，不随浓度而变。

6、需要克服大气压力、钢渣静压力、钢水静压力以及形核表面张力。

7、沉淀脱氧优点：脱氧速率快，脱氧彻底。

缺点：容易引入新的夹杂扩散脱氧优点：不易引入新的杂质，脱氧后钢水纯净度高。

缺点：脱氧速度慢。

8、（1）2(Mn 2+) +4(O 2-) +[Si] =2[Mn]+ (SiO 44-) (2) [C]+(Fe 2+)+(O 2-)= CO+[Fe]9、CaO-SiO 2-FeO ，碱性最强的氧化物是CaO10、氧化物生成反应的标准吉布斯和氧势以及分解反应的分解压。

在一定温度下，生成反应的标准吉布斯能愈负，氧势小，分解压小，氧化物稳定性大。

二、看图回答问题(43分)1. （4分）[ ]金属相、（）渣相2.（3分）渣金反应：[Mn]+（FeO ）= [Fe]+（MnO ）3.（13分）双膜理论，反应物M 在钢液侧的有效边界层内向钢-渣界面扩散；反应物B 在熔渣侧的有效边界层内向渣-钢界面扩散；钢渣界面化学反应；界面生成的E 在钢液侧的有效边界层内向钢液本体内扩散；界面生成的D 在熔渣侧的有效边界层内向熔渣本体内扩散。

4. （6分）对于可逆反应净反应速率：b e d M B E D v k c c k c c +−=−。

当反应达到平衡时，v =0。

武汉科技大学2022年《冶金原理》考研真题与答案解析一、名词解释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 B ＝p B *⋅x B 中p B *的含义？4、球团矿的还原反应应该采用什么动力学模型进行描述，由那些环节组成？5、熔渣中4个组元：CaO 、TiO 2、K 2O 、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 ，其中C和分别表示什么？ϕ7、钢水脱磷反应式为：2[P]＋5（FeO ）＝（P 2O 5）＋5[Fe] ，请改写为离子方程式。

8、氧势图中2Cu ＋O 2＝2CuO 线为何倾斜向上？C （石）＋O 2＝CO 2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？1f C ϕ=-+三、计算题700℃时测得Cd—Sn合金的镉蒸汽压与镉浓度关系如下：%Cd 1 50 100Pc d(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M Cd=112.4，M Sn=118.7）四、相图分析题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、D是稳定的中间化合物还是不稳定中间化合物，为什么？2、分别写出P、E点发生的相变反应名称及反应式。

3、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、若S作为体系点，其结晶终点及结晶产物分别是什么？5、画出体系点Q的冷却曲线。

五、分析题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] =124 kJ/molH式中，[S]、[O]以质量1%溶液为标准态，(CaO)、（CaS）以纯物质为标准态。

54 二O 一一年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目及代码：冶金原理 808 适用专业： 冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金 可使用的常用工具：直尺，计算器，铅笔，橡皮 答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。

考试时间3小时，总分值 150 分。

姓名：报考学科、专业：准考证号码：密封线内不要写题 可能用到的基本数据： 元素原子量M Si =28，M Mn =55，M Fe =56，M O =16。

CaO （s ）+CO 2=CaCO 3（s ） ∆G 0=-170577+144.19T J/mol 。

一、 简答题（4⨯4+6⨯6=52分） 1． 氧化物MO 的溶解反应MO （s ）→（MO ），其中（MO ）的活度标准态分别选纯固态MO （s ）与纯液态MO （l ），（MO ）的活度值是否相等？在什么条件下能相等？ 2． 如何定义铁液中活度的相互作用系数e B K ？若e B K < 0, 表示第3组元K 对组元B 在铁液中的溶解度有何影响？ 3． 已知基元反应A B 的速率微分式为A A kC dt dC =-，问该反应为几级反应？设反应物的初始浓度为C 0，请写出该反应速率积分式的表达式。

4． 熔渣中氧化物CaO 、SiO 2、Fe 2O 3、FeO 酸碱性高低顺序是什么？ 5． 利用下述结构的固体电解质电池测定钢液溶解氧含量： Mo 丝| [O]Fe | ZrO 2（MgO ）| Mo （s ）＋MoO 2（s ） | Mo 丝 请写出电极反应、电池反应。

6． 请用公式表出化学反应的速率常数k 与温度T 的关系，并注明公式中其他量的物理意义。

7． 简述熔渣的完全离子溶液模型。

请评价该模型在熔渣理论中的地位。

8． 在氧势图（Ellingham 图）中， 2C+O 2=2CO 的氧势线倾斜向上，还是倾斜向下？为什么？其在冶金中的意义如何？ 9． 请在你所学知识中，列举至少3个衡量氧化物稳定性大小的方法。

第 1 页 共 3 页姓名：报考专业： 准考证号码：密封线内不要写题2020年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题（ B 卷)科目代码： 841 科目名称： 高等数学注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。

一、单项选择题(共6小题，每小题5分，共30分) 1. 曲线2211x x e y e--+=- ( )(A) 没有渐近线 ； (B) 仅有水平渐近线；(C) 仅有铅直渐近线 ； (D) 既有水平渐近线又有铅直渐近线. 2.设()f x 是连续函数,且()()x e xF x f t dt -=⎰，则()=F x '（ ）(A)e (e )()x x f f x ---- ；(B) e (e )()x x f f x ---+；(C)e (e )()x x f f x ---； (D) e (e )()x x f f x --+.3.已知1β、2β是非齐次线性方程组=AX b 的两个不同的解1,α、2α是对应齐次线性方程组=AX 0的解1,α、2α线性无关1,k 、2k 为任意常数,则方程组=AX b 的通解为（ ）(A)1211212()2k k -+++ββααα； (B)1211212()2k k ++-+ββααα ；(C)1211212()2k k -+++ββαββ； (D)1211212()2k k ++-+ββαββ.4. 已知级数11(1)2n n n a ∞-=-=∑,2115n n a ∞-==∑,则级数1n n a ∞=∑等于( )(A) 3 ； (B) 7 ； (C) 8 ； (D) 9 .5.已知()f x 在0x =的某个邻域内连续,且0()(0)0,lim 2,1cos x f x f x→==-则在点0x =处()f x （ ）(A)不可导 ；(B) 可导,且(0)0f '≠； (C)取得极大值；(D)取得极小值 .。

A 卷参考答案及评分标准一、名词解释(共 5 小题，每小题 3分，共15分)1、理想溶液: 在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液称为理想溶液，理想溶液各组分的活度等于其摩尔分数。

2、化学势：组元B 的偏摩尔吉布斯自由能G B 称为组元B 的化学势µB3、包晶反应：液相和固相反应生成另外固相的反应4、碱性氧化物：熔渣中能离解出氧离子的氧化物5、氧化渣：能向金属液提供溶解氧，从而氧化金属液中溶解元素的熔渣二、简述题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)1、化学反应的等温方程式=0+RTlnJ ，当＞0时反应向正向进行，＜0时G ∆G ∆G ∆G ∆反应向逆向进行，=0时，反应处于平衡状态。

G ∆2、拉乌尔定律：在溶液中当组分B 的x B 趋向于1时，它的蒸气压与其浓度x B 成线性关系：p B =p b *×x B亨利定律：在溶液组分B 的浓度趋近于零的所谓稀溶液中，组分B 的蒸气压与其浓度x B 成线性关系：p B =k H （x ）×x B3、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。

分为自扩散和互扩散。

4、此反应利用双膜理论进行分析，反应环节包括反应物向反应界面的扩散、界面化学反应、生成物从反应界面离开向各自液相内的扩散。

5、碱性由强到弱顺序：Na 2O ＞CaO ＞MnO ＞TiO 2，其中Na 2O 的光学碱度大于1。

6、熔渣高碱度时，Al 2O 3浓度增大，SiO 2的活度增大，熔渣低碱度时，Al 2O 3浓度增大，SiO 2的活度减小。

7、是的，氧势越小越稳定。

氧势线转折向下的是因为生成物MO 2（s ）发生吸热相变，或者反应物M （s ）发生放热相变（写出任意一个原因即可）。

8、高温、高碱度、大渣量、低氧化性。

9、（1）2(Fe 2+) +4(O 2-) +[Si] =2[Fe]+ (SiO 44-) (2) 2[C]+ (SiO 44-)=2 CO+[Si]+2(O 2-)10、自由氧化物的摩尔浓度与其活度相等，因为分子结构理论是把熔渣看成理想溶液。

第 3 页 共 3 页 考生姓名：报考专业：准考证号码：密封线内不要写题2020年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷) 科目代码： 814 科目名称： 冶金原理 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。

一、简述题(共10小题，每小题 6分，共60分) 1. 1450︒C 下进行反应 Fe(s)+O 2(g) = FeO(l)，该反应吉布斯能的变化∆G 与标准吉布斯能的变化∆G 0之间的关系式如何？二者在什么条件下可以相等？ 2. 写出下列固体电解质电池的电极反应、电池反应：Ni+NiO |ZrO 2（MgO ）| Mo+MoO 2 3. 有效边界层内是否存在对流扩散？请用公式表述流体内组元传质系数β与扩散系数D 以及有效边界层厚度δ的关系，并注明式中各量国际制单位。

4. 已知基元反应A → B 的速率微分式为k dt dC A =-(k 为反应速率常数)，问该反应为几级反应？请指出k 的国际制单位。

设反应物A 的初始浓度为C 0，请写出该反应速率积分式的表达式。

5. 设一定温度下溶质B 在相互接触、互不相溶的平衡共存两液相I 和II 中的活度分别为B(I)a 和B(II)a ，定义分配系数B B(II)B(I)/L a a =。

试通过组元B 的化学势证明：当活度标准态确定后，L B 为一常数，不随浓度而变。

6. 钢水脱碳反应，一氧化碳气泡要均相形核需要克服的外力分别是什么？ 7. 请分别说明沉淀脱氧和扩散脱氧的优缺点各是什么？ 8. 改写成离子方程式：（1）2（MnO ）+[Si]=2[Mn]+（SiO 2），（2）[C]+（FeO ）= CO+[Fe] 9. 适用于转炉炼钢渣的基本三元系相图由哪3个主要氧化物组元构成？其中碱性最强的氧化物是哪一个？ 10. 请在你所学知识中，列举至少3个衡量氧化物稳定性大小的方法。

二、分析题(共 7 小题，共 43 分) 分析炼钢过程中某液-液相反应动力学过程：[M] +b (B) = e [E] +d (D)，回答下列问题： 1. （4分）请分别指出反应式中[ ]、（ ）符号的含义。