2011武科大冶金物化参考答案
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参考答案
一、 简答题：（共6⨯4=24分）
1. γB 0；γB 或G B ex （超额函数）
2. 碱性→酸性：K 2O ，CaO ，FeO ，Fe 2O 3，SiO 2。
1个：K 2O
3. 分子理论：CaO ，SiO 2；完全离子模型：Ca 2+，O 2-，SiO 44-。
4. 不对。
扩散驱动力为化学势差，也可能从低浓度区域向高浓度区域扩散。
5. G ∆越负，与该反应速率快慢无关。
G ∆用于解决化学反应热力学的可能性、方向等问题。
6. 凝聚态单质或氧化物发生相变；反应后熵增大，熵变为正，而斜率为负。
二、（15分）反应： SiO 2（s ）＋2[C]＝[Si]＋2CO
T G G G G 79.38658605020402010-=∆+∆+∆-=∆
式中，[C]选纯C 作标准态，[Si]选质量1%为标准态。
2SiO a =1， C a =1
0ln 2220
=+∆=∆C SiO CO Si a a p a RT G G 则 ）（2205.1123
1ln()ln ⨯⨯-=-=∆RT p a RT G CO Si 可得 T ＝1590 K
三、（共20分）1． D 为不稳定化合物。
如图。
2. PE 线：共晶反应，L →A+D ；P 点：转熔或包晶反应，L+C →A+D ；E 点：共晶反应，L →A+D+B 。
3.如图。
4. C ；A+C+D ；P 。
5. 如图。
四、（共26分）1．间接氧化。
[Mn]＋（Fe 2+）＝（Mn 2+）＋[Fe] 2. FeO
Mn MnO MnO FeO Mn MnO a Mn w f x a a a K ][γ== Mn MnO FeO MnO Mn f a K Mn w x L γ==][ 回锰条件：高温；低氧化性渣；高碱度渣；（降低[Mn]的活度系数）
3.双膜理论。
[Mn]、（FeO ）的扩散；界面化学反应；（MnO ）、[Fe]的扩散。
4.改变搅拌强度。
5.若[Mn]氧化的限制性环节是钢液中[Mn]的扩散，则
{}
*Mn ][][][Mn w Mn w V A dt Mn dw m -=-β，又由于 Mn L 很大，[Mn]很容易氧化，则*][Mn w ≈0，进一步简化 ][][Mn w k dt
Mn dw Mn =-
， 积分上式：t k Mn w Mn w Mn -=0][][ln 该式即为所求积分式。
式中，0][Mn w 为钢液中Mn 的初始质量分数。
将447103.310310---⨯=⨯==δβMn
Mn
D m ⋅s -1, 89.3107/10271533=⨯⨯=m V A m -1代入上式 t 89.3103.3100
10ln
4⨯⨯-=- 则t =1794s 或30min 。
五、（共15分）
1.未反应核模型。
反应物气体B 在气相边界层内的外扩散；界面化学反应；生成物气体AB 在气相边界层内的外扩散。
2.最大。
3.对于可逆反应净反应速率：v =k +c B -k -c AB 。
当反应达到平衡时，v =k +c B -k -c AB =0。
故 K =（c AB /c B ）e =k +/k -
4. B 外扩散：v B =βB （c B -c B *）；界面反应v C =k +（c B *-c AB */K ）； AB 外扩散：v AB =βAB （c AB -c AB *） 式中c *为界面浓度。
在准稳态下，上面三式相等，消去界面浓度，可得
+
++-=k K K c c v AB B AB B 111/ββ。
