武汉科技大学冶金原理2019年考研真题试题(含标准答案)

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AB 的速率微分式为A AkC dtdC =-，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。

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。

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。

姓名：报考专业：准考证号码：密封线内不要写题2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 科目名称：固体物料分选理论与工艺（□A 卷☑B 卷）科目代码：803 考试时间： 3 小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 □计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√） 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、名词解释(共 10 小题，每小题 4分，共 40 分) 1.预先筛分与检查筛分：破碎前进行的筛分，称为预先筛分。

对破碎作业产物进行的筛分，称为检查筛分。

2.选矿比与富集比：选矿比：原矿重量对于精矿重量之比值； 富集比：精矿品位与给矿品位之比。

它是评价选矿效果的技术经济指标之一，用以表示物料经过分选之后，有用成分在精矿中的富集程度。

3.粗选：矿石经初次选别后，将其中所含的部分脉石或围岩选出，而得到了高于原矿品位的产物，称为粗精矿，一般还达不到精矿质量的要求，这一工序称为粗选作业。

4.单体解离度及筛分中常用单位“目”是如何定义的中全部有？ 单体解离度：以单体颗粒的有价矿物量对该产品价矿物量的百分数表示。

表示有用矿物解离程度的指标 “目”是指每英寸筛子长度内所具有的筛孔数目。

5.磁场梯度及表达形式：磁场梯度：磁场的不均匀程度用磁场梯度表示，有时也称为磁场强度的变化率，其表示形式为dH/dx 或gradH 。

磁场中某点的磁场梯度的方向为磁场强度在该点处变化率最大的方向。

6.优先浮选和混合浮选： 优先浮选：如矿石中含两种或两种以上的有用矿物，将有用矿物依次一个一个地选出为单一的精矿的方法叫优先浮选。

混合浮选：如矿石中含两种或两种以上的有用矿物，将有用矿物共同选出为混合精矿，再将有用矿物依次分选成单一精矿的方法。

7. 磁种和磁种磁化：能选择性地吸附到某种目的矿物表面上，并能提高其磁性的细类分散的强磁性物质，成为磁种。

磁种磁化：就是在一定条件下调整料浆，在料浆中加入磁种，使其选择性地粘附于目的矿物上，并提高目的矿物磁性的过程。

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。

姓名：报考专业： 准考证号码：密封线内不要写题2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题科目名称：冶金原理（□√A 卷□B 卷）科目代码：814 考试时间：3小时 满分 150 分可使用的常用工具：□无 □√计算器 □√直尺 □圆规（请在使用工具前打√） 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、名词解释(共 5 小题，每小题4分，共20分)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(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)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，此反应由那些环节组成？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ϕ分别表示什么？7、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？三、计算题（共15分）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）1f C ϕ=-+四、相图分析题（共30分）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、（4分）D是稳定的中间化合物还是不稳定中间化合物，为什么？2、（6分）分别写出P、E点发生的相变反应名称及反应式。

一、名词解释(共6个，每个3分，共18分)配位数：晶体结构中，与任一原子最近邻且等距离的原子数。

堆垛层错:晶体中不全位错扫过的晶面，该晶面两侧原子面生产错排，使得该原子层面出现错误的堆垛，这称为堆垛层错位错密度：单位体积晶体中位错线的总长度。

晶内偏析：因合金中溶质在凝固时候发生再分配，从而导致晶粒内部成分不均匀的现象称为晶内偏析。

成分过冷：合金结晶时由于溶液中溶质分布的变化，使得低熔点组元在结晶固相前沿富集，并改变了此区域的熔点，使结晶前沿液相过冷度随着离开其距离而变化，这种因液相成分变化所引起过冷称为成分过冷。

离异共晶：当合金成分偏离共晶成分很远时，先共晶结晶完后，所发生的共晶不平衡凝固，形成两相分离的组织，称为离异共晶。

二、填空题(共10空，每空1分，共10分)1.{111}、<110>、0.74；2.切过、奥罗万绕过机制；3.台阶、割阶4.化学位梯度、冷变形产生的储存能、晶粒长大前后的界面能差三、辨析题，小题中有错误则改正(共5小题，每小题6分，共30分)1、错，面心立方结构晶体的（111）晶面的正常堆垛次序为ABCABCABC……。

2、错，液体结晶为32443V G r G r ππσ∆=∆+，固态相变323244433V G r G r r E ππσπε∆=∆++3、对4、错，在晶体滑移过程中，由于位错不断移出滑移面，同时位错源开动产生更多位错，位错密度随形变量的增加而增加。

5、错，溶质原子的扩散一般是由浓度高的部位向浓度低的部位进行，但在溶质化学位驱动下也向高浓度处向低浓度扩散。

四、计算题(共2题，共32分)2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题A 卷试题参考答案1、（16分）利用Pb-Sn 相图计算相的相对量（1）合金冷却相变过程：合金液冷却到液相线开始先共晶β相结晶，液相成分逐渐接近61.9%Sn ，当合金液到共晶温度183℃，合金液（含Sn 为61.9%）开始共晶转变L →α+β，形成二元共晶组织（α+β），并直致完全凝固。

1一、名词解释(共6个，每个3 分，共 18分)配位数：晶体结构中，与任一原子最近邻且等距离的原子数。

堆垛层错: 晶体中不全位错扫过的晶面，该晶面两侧原子面生产错排，使得该原子层面出现错误的堆垛，这称为堆垛层错位错密度：单位体积晶体中位错线的总长度。

晶内偏析：因合金中溶质在凝固时候发生再分配，从而导致晶粒内部成分不均匀的现象称为晶内偏析。

成分过冷：合金结晶时由于溶液中溶质分布的变化，使得低熔点组元在结晶固相前沿富集，并改变了此区域的熔点，使结晶前沿液相过冷度随着离开其距离而变化，这种因液相成分变化所引起过冷称为成分过冷。

离异共晶：当合金成分偏离共晶成分很远时，先共晶结晶完后，所发生的共晶不平衡凝固，形成两相分离的组织，称为离异共晶。

二、填空题(共10空，每空1分，共10分)1. {111}、<110>、0.74；2. 切过、奥罗万绕过机制；3. 台阶、割阶4. 化学位梯度、冷变形产生的储存能、晶粒长大前后的界面能差三、辨析题，小题中有错误则改正 (共5小题，每小题6分，共30分)1、错，面心立方结构晶体的（111）晶面的正常堆垛次序为ABCABCABC……。

2、错，液体结晶为，固态相变32443V G r G r ππσ∆=∆+323244433V G r G r r E ππσπε∆=∆++3、对4、错，在晶体滑移过程中，由于位错不断移出滑移面，同时位错源开动产生更多位错，位错密度随形变量的增加而增加。

5、错，溶质原子的扩散一般是由浓度高的部位向浓度低的部位进行，但在溶质化学位驱动下也向高浓度处向低浓度扩散。

2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题A 卷试题参考答案精都考研h t t p ://w w w .j i n g d u k a o y a n .c o m /武汉科技大学2019年考研专业课真题答案。