冶金物理化學（董元箎著）課后答案

　　冶金物理化學是由冶金工程與物理化學相融合形成的交叉學科。下面是由陽光網小編分享的冶金物理化學（董元箎著）課后答案，希望對你有用。

　　冶金物理化學（董元箎著）：學科簡介

　　其研究對象分為六個分支學科：

　　①冶金熱力學：研究多元多相復雜冶金體系的冶金熱力學、化合物的熱力學數據、表面和界面熱力學。

　　②冶金反應動力學：研究冶金反應微觀與宏觀動力學、結晶動力學、材料制備過程的動力學、分形體的冶金反應動力學、納米粒子的冶金反應動力學。

　　③冶金電化學和固體電化學：研究渣-金界面反應的電化學機理、新型電池的物理化學、固體電解質電池和電化學傳感器。

　　④冶金熔體和溶液理論：研究冶金熔體(熔渣、熔锍、熔鹽和金屬熔體)的物性、冶金熔體的熱力學模型和結構、水溶液和電解質溶液的物性及乳濁液、懸濁液及無機高分子溶液結構。

　　⑤材料物理化學：研究材料制備過程的熱力學和動力學，材料的組成、組織、結構及其與性質或功能的關系，材料與使用環境間相互作用的物理化學，材料的組成、結構和性質的遺傳行為等。

　　⑥計算冶金與材料物理化學：多元、多相冶金體系平衡與相圖計算，MC方法、MD方法、模式識別技術、人工神經網絡技術、支持向量計算法等在冶金中的應用，量子化學計算在冶金中的應用，冶金過程的計算機模擬和專家系統，以及冶金數據庫等。

　　傳統的冶金物理化學指冶金過程物理化學，其學科內容包括冶金過程熱力學、冶金過程動力學及冶金熔體3部分。隨著學科的不斷發展，與相關學科的交叉融合，新的冶金物理化學學科包括了冶金熱力學與熱化學、冶金動力學與過程強化、冶金熔體、冶金電化學基礎理論及電化學工程、有色金屬二次資源化學、材料物理化學與新能源材料、納米材料制備物理化學、資源與環境的物理化學、綠色冶金與材料制備的物理化學、冶金非線性理論、外場作用的冶金物理化學、生物冶金物理化學、冶金物理化學研究的新方法、新測試技術和新儀器等。

　　冶金物理化學（董元箎著）：學科內容

　　冶金熱力學與熱化學是利用化學熱力學的原理研究冶金反應過程的可能性(方向)及反應達到平衡的條件，以及在該條件下反應物能達到的最大產出率，確定控制反應過程的參數(溫度、壓力、濃度及添加劑的選擇)。

　　冶金動力學與過程強化是利用化學動力學的原理及物質、熱能、動量傳輸的原理來研究冶金過程的速率和機理，確定反應過程速率的限制環節，從而得出控制或提高反應的速率，縮短冶煉時間，增加生產率的途徑。

　　冶金熔體是火法冶金反應中參加的具體物質，包括金屬互治的金屬熔體、氧化物互治的熔渣及硫化物互溶的熔锍等。它研究熔體的相平衡、結構及其物理和化學性質，而熔體的組分是反應的直接參加者，熔體的結構及性質則直接控制反應的進行。

　　冶金電化學是利用電化學的知識來設計和指導冶金過程的理論。常見的有電解鋁冶金、電解錳冶金、貴重金屬的電解冶金等。

　　有色金屬二次資源化學是利用冶金物理化學的方法進行有色金屬資源的回收利用及深加工處理。

　　材料物理化學與新能源材料是冶金物理化學學科不斷發展的另一新興分支。它是將傳統的冶金學理論運用于新型材料的制備和應用。目前該領域的研究和發展十分火熱，發展方向也越來越多元和寬闊，涉及了高性能金屬材料、功能材料、新能源材料等多方面。例如中南大學冶金及應用物理化學研究所在長期從事有色冶金的基礎上，不斷拓寬研究領域，近年來在光催化材料(TiO2、WO3)、催化劑開發、太陽能電池材料、薄膜材料領域取得巨大的研究成果。電池大王王傳福就是畢業于中南大學該專業，從事新能源電動車電池技術的研發人員大多與該專業有關。

　　冶金物理化學的基礎是物理化學、物理學、數學、冶金學、金屬學等;與其相鄰的學科有：材料化學、材料物理、材料科學與工程、物理化學和化學化工等。

　　冶金物理化學考試題

　　一、填空題：50道

　　1、一定量的物質升高一度所吸收的熱量，稱為熱容（C），單位為J*K-1。

　　2、在同一溫度下，若幾種元素同時與氧相遇，位置低的元素最先氧化。

　　3、一個化學反應的焓變決定于反應的進度（ξ）。

　　4、生成物的熱容總和減去反應物的熱容總和稱為熱容差 。

　　5、因反應進行得快，過程所放出的熱量不能及時傳出，此時也可視為絕熱過程。

　　6、用電化學反應的電動勢求△rGθ的公式為△rGθ=-zEF。

　　7、在氧勢圖中，位置越低，表明△rGθ負值越大，在標準狀態下所生成的氧化物越穩定，越難被其他元素還原。

　　8、氧勢圖用在參加反應的物質及生成物均為純物質時繪出的，因而對于有溶液參加的反應則不再適合。

　　9、參考態就是實際溶液活度系數為1的狀態。

　　10、活度概念的引出基于拉烏爾定律和亨利定律。

　　11、煉鋼過程中吹氧產生的FeO、MnO、SiO2、P2O5等，這類爐渣稱為精煉渣或氧化渣。

　　12、冶煉過程中的脫磷、脫硫等反應均在渣-鋼界面上進行。

　　13、爐渣可以侵蝕和沖刷爐襯，縮短爐襯的使用壽命。

　　14、爐渣可帶走一些有用金屬，降低金屬的回收率。

　　15、爐渣對有害氣體雜質的吸收能力稱為渣容量。

　　16、在假定爐渣是理想溶液時，自由氧化物的濃度就等于其活度。

　　17、熔渣的氧化性是以渣中氧化鐵含量表示的。

　　18、當氧化渣和金屬鐵液接觸時，渣中氧化鐵將鐵液中的雜質氧化。

　　19、熔渣具有較高的堿度時，就同時具有較高的氧化性。

　　20、爐渣的全部CaO量減去結合成化合物的CaO量稱為自由CaO量。

　　21、用全氧法且將w（Fe2O3）折合成w（FeO）的公式為∑w（FeO）=w（FeO）+1.35w（Fe2O3）。

　　22、熔渣是氧的傳遞媒介，傳遞是通過FeO的氧化來完成的。

　　23、相圖又稱為狀態圖或平衡圖，用以描述體系的相關關系，反應物質的相平衡規律。

　　24、當任意一個固相融化時，若所得液相的組成與原固相一致，稱為同成分融化。

　　25、平行于濃度三角形的任何一邊的直線，在此線上的所有點所代表的三元系中，直線所對的頂角組元的濃度均相同。

　　26、從濃度三角形的一個頂點到對邊的任意直線，在此線上所有點代表的三元系中，另外二個組元濃度值比相同。

　　27、用質量分數表示組成時，各相的量的之比是質量比。

　　28、相界線構筑規則規定，在三元系中，單相區與兩相區鄰接的界線的延長線，必須同時進入兩個兩相區，或同時進入三相區。

　　29、含有二元或三元化合物的三元系稱為復雜三元系。

　　30、在復雜三元系中，三條相界線的交點的自由度為零，該點稱為零變點。

　　31、相律是構筑和判斷相圖正誤的基本定律。

　　32、為了滿足生產奧氏體不銹鋼去碳保鉻，吹煉溫度必須大于氧化轉化溫度。

　　33、從熱力學角度講，奧氏體不銹鋼冶煉工藝涉及的主要問題是去碳保鉻。

　　34、在冶煉紅土礦時，入高爐前將Co、Ni事先除去的方法是“選擇性的還原焙燒”。

　　35、一般鋼種允許的硫的質量分數為0.015%～0.045%，優質鋼的硫含量小于0.02%或更低（易切削鋼除外）。

　　36、脫硫的任務主要在高爐完成。

　　37、提高鐵液中硫的活度系數fs有利于脫硫。

　　38、從分子理論看，使用高溫鐵水及采用留渣操作，均可提高前期的脫硫效果。

　　39、高爐中硫的活度系數比鋼水中硫的活度系數高，脫硫效果好些。

　　40、煉鋼中存在一定比例的氣化脫硫，但主要是通過爐渣內硫的氣化。

　　41、鋼中最大允許的磷含量為0.02%～0.05%，而對某些鋼種則要求在0.008%～0.015%。

　　42、提高脫硫效率的措施是三高一低，即高堿度、高溫、高渣量及低∑FeO。

　　43、提高脫磷效率的措施是三高一低，即高堿度、高∑FeO、高渣量及低溫。

　　44、中磷鐵水采用雙渣操作或雙渣留渣操作，目的就是為了提高渣量。

　　45、從分子理論可以看出，增加鋼水中的[O]含量，有利于脫磷反應的進行。

　　46、用CaC2進行還原脫磷，鋼液會增碳。

　　47、[Si]能提高磷的活度，有利于還原脫磷。

　　48、在一般溫度下，Cl2氣不能氯化TiO2。

　　49、工業上制造硫酸常使用黃鐵礦作原料。

　　50、由于熱運動導致體系中任何一種物質的質點（原子、分子或離子等）由化學勢高的區域向化學勢低的區域轉移的運動過程就是擴散。

　　二、判斷：50道

　　1、一定量的物質在恒溫、恒壓下發生相變化時與環境交換的熱稱為吉布斯自由能變化。錯，相變焓

　　2、當物質在加熱過程中發生相變時，必須考慮相變焓（△trH），在恒壓下相變溫度為變化值。錯，恒定值

　　3、在恒壓下化學反應所吸收或放出的熱量，稱為過程的焓變，又稱化學反應的焓變（△rH）。對

　　4、在恒溫恒壓或恒溫恒容下，化學反應焓變只取決于反應過程的具體途徑。錯，只取決于反應的始末態，而與過程的具體途徑無關。

　　5、反應焓隨溫度的變化率等于反應的熱容差。對

　　6、計算放熱反應的理論最高溫度，實際上是等溫過程焓變的計算。錯，是非等溫過程

　　7、在比較同一種氧化物在低溫和高溫下的穩定性時，不屬于恒溫條件，故不能用反應的△rGθ來判斷。對

　　8、活度的熱力學表達式為μi=μiθ+RTlnai。對

　　9、若用△rGθ判斷不同化學反應的趨勢大小時，必須指出活度標準態。對

　　10、正規溶液模型是最接近理想溶液的一種溶液模型。對

　　11、高爐爐料中沒有被還原的SiO2、Al2O3、CaO、P2O5等，這類爐渣通常稱為冶煉渣或還原渣。錯，P2O5不是還原渣

　　12、高爐冶煉中，礦石中大量脈石、燃料中的灰分以及溶劑等均進入爐渣，從而與被還原的金屬分離。對

　　13、覆蓋在金屬表面的爐渣可以保護金屬熔體不被氧化性氣氛氧化，同時還可以減少有害氣體在金屬熔體中的溶解（如H2、N2等）。對

　　14、煉鋼渣中的氧化渣和金屬鐵液接觸時，渣中氧化鈣將鐵液中的雜質氧化。錯，是氧化鐵

　　15、熔渣有較高的堿度，就同時具有較高的還原性。錯，是氧化性

　　16、所謂堿度，就是熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物濃度的比值，用符號R表示。對

　　17、爐渣的堿度與其組成中的自由氧離子濃度無關。錯，有關

　　18、在煉鋼渣中，有氧化渣和還原渣之分。對

　　19、還原渣中氧化鐵很少，金屬液中的[O]可以擴散到渣界面，再按分配定律以氧化鐵形式進入熔渣。對

　　20、用全鐵法且將w（Fe2O3）折合成w（FeO）的公式為∑w（FeO）=w（FeO）+0.8w（Fe2O3）。錯，為0.9

　　21、只有用氧化物的活度才能代表熔渣的氧化性。錯，氧化鐵

　　22、Fe2O3在決定熔渣的氧化能力上有很重要的作用，其含量越大，渣的氧化能力就越強。對

　　23、硫化物容量取決于渣-氣間反應平衡，它表示熔渣的脫硫能力。對

　　24、當任意一個固相融化時，析出另一種固相，并且還得到一種組成不同的液相，稱為異成分融化。對

　　25、當多元系的熱力學性質主要由其中三個組元決定時，可將多元系簡化為三元系。對

　　26、用摩爾分數表示組成時，各相的量之比是摩爾比。對

　　27、三相的量可通過杠桿規則或重心規則確定。對

　　28、兩個兩相區能直接毗鄰。錯，不能毗鄰，或被單相區隔開，或被零變線隔開。

　　29、三元系中任意四個固相代表點構成的四邊形，只有一條對角線上的兩個固相可平衡共存。對

　　30、阿爾克馬德規則規定，在三元系中，若連接平衡共存兩個相的成分點的連線或延長線，與劃分這兩個相的分界線或其延長線相交，那么該交點就是分界線上的最高溫度點。對

　　31、任何冶金過程，包括鋼鐵冶金以及有色金屬提取過程，其特點均是高溫、多相、多組元反應。對

　　32、采用真空或半真空吹煉的方式冶煉奧氏體不銹鋼時，可以將Cr一次配足。對

　　33、含釩鐵水的吹煉主要采用霧化提釩工藝。對

　　34、選擇性氧化、控制氧化轉化溫度在冶煉五氧化二釩工藝中起關鍵作用。對

　　35、霧化提釩的關鍵是選擇好適當的氧化轉化溫度，使鐵水中釩氧化而碳不氧化，即去碳保釩。錯，去釩保碳

　　36、生產中常采用硫分配比概念來衡量爐渣的脫硫能力。對

　　37、堿度高的同時還要注意渣的流動性，流動性不好，即使堿度高對脫硫也不利。對

　　38、煉鋼過程的脫硫率可表示為：

　　對

　　39、對于同樣成分的爐渣（有相同的硫分配比）對于同一鐵水，即使渣量不同，脫硫率也相同。錯，因渣量不同而有不同的脫硫率。

　　40、加大渣量，則脫硫率提高。但渣量也不宜過大，過大將會帶來造渣原料增多，延長冶煉時間，增加鋼材成本，且侵蝕爐襯，吹煉時易產生噴濺等缺點。對

　　41、當渣中堿度高時，意味著（O2-）也高，對氣化脫硫不利。對

　　42、高爐冶煉能夠脫磷。錯，不能

　　43、從分子理論看，堿度高有利于脫磷，一般堿度R為3～4為宜。對

　　44、煉鋼過程的脫磷率可表示為：

　　對

　　45、溫度升高，有利于脫磷。錯，降低

　　46、在煉鋼條件下，氫脫磷的反應不能進行。對

　　47、某一元素的△rGθ線越低，則該元素生產的氯化物的△rGθ值越負，該氯化物越穩定，越難分解。對

　　48、在一定溫度下，△rGθ線越低的元素，可將它以上各元素的氯化物還原，奪得后者的氯而本身氧化成為氯化物。對

　　49、復合反應是由兩個或多于兩個基元步驟組成的。對

　　50、反應物首先轉變為一個或一系列中間產物，然后才轉變為生成物反應稱為串聯反應或連續反應。對

　　三、單選：50道

　　1、a表示活度。

　　2、△rGθ表示化學反應標準吉布斯自由能變化。

　　3、c表示物質的量濃度。

　　4、x表示摩爾分數。

　　5、若物質的量以Kg計，則所吸收的熱量稱為質量熱容。

　　6、一定量的物質在恒溫、恒壓下發生相變化時與環境交換的熱稱為相變焓。

　　7、在絕大多數情況下，量熱給出了純物質在298K時的熱化學常數。

　　8、Pθ等于100kPa。

　　9、化學反應無論是一步完成或分幾步完成，其反應焓變相同。

　　10、標準反應焓以純物質的標準生產焓計算。

　　11、1673K時，元素Si、Mn、Ca、Al、Mg同時與氧相遇時，最先氧化的是金屬Ca，然后依次為Mg、Al、Si、Mn。

　　12、在氧勢圖中，位置低的元素在標準狀態下可將位置高的氧化物還原。

　　13、由于生產CO的直線斜率與其他直線斜率不同，所以CO線將氧勢圖分成三個區域。

　　14、在高爐內氧化物被焦炭還原的反應稱直接還原反應。

　　15、純物質標準態是指活度為1，摩爾分數為1且符合拉烏爾定律的狀態。

　　16、下列哪種方法不是測定組元活度常采用的方法。B、自由能法

　　17、爐渣中的氧化物分為三類：堿性氧化物、酸性氧化物、兩性氧化物 。

　　18、同一種元素的氧化物，如釩的氧化物，在高價時顯酸性，低價時顯堿性。

　　19、脫O反應有 3 種 沉淀脫氧、擴散脫氧真空脫氧

　　20、熱力學平衡體系中獨立組元數C、相數P和自由度F之間存在關系是：F=C-P+2。

　　21、用摩爾分數表示組成時，各相的量之比是摩爾比；用質量分數表示組成時，各相的量的之比是質量比。

　　22、三元系是多元相圖的基礎。

　　23、等溫線即相應溫度的液相線，其值越低，表示體系開始凝固（融化終了）的溫度越低；越接近純組元，溫度就越高。

　　24、煉鋼過程中吹氧產生的FeO、MnO、SiO2、P2O5等，這類爐渣稱為精煉渣或氧化渣

　　25、SiO2、Al2O3、CaO三個組元是高爐渣的主要成分。

　　26、相區鄰接規則規定，只有相數的差為1的相區方可直接毗鄰。

　　27、奧氏體不銹鋼的特點是具有良好的抗晶間腐蝕能力，其含碳量越低，抗腐蝕能力越強。

　　28、當體系達到熱力學平衡時，體系的自由能改變為零。

　　29、生產中一般采用濕法處理焙砂來提取Co和Ni，其工藝主要分為兩部分。

　　30、在一定的PH值下，用氫氣還原Ni、Co的混合晶體時，先還原Ni，過濾后再還原Co。

　　31、鋼液中硫的來源有三個途徑：金屬料、溶劑、燃料。

　　32、提高脫硫效率的措施是三高一低，即高堿度、高溫、高渣量及低∑FeO。

　　33、下列哪項不是提高脫硫效率的措施B、低溫

　　34、提高脫磷效率的措施是三高一低，即高堿度、高∑FeO、高渣量及低溫。

　　35、提高脫磷效率的措施是三高一低，即高堿度、高∑FeO、高渣量及低溫。

　　36、從熱力學角度講，奧氏體不銹鋼冶煉工藝涉及的主要問題是去碳保鉻。

　　37、霧化提釩的關鍵是選擇好適當的氧化轉化溫度，使鐵水中釩氧化而碳不氧化，去釩保碳。

　　38、一般鋼種允許的硫的質量分數為0.015%～0.045%，優質鋼的硫含量小于0.02%或更低

　　39、脫硫的任務主要在高爐完成。

　　40、鋼中最大允許的磷含量為0.02%～0.05%，而對某些鋼種則要求在0.008%～0.015%。

　　41、從分子理論看，堿度高有利于脫磷，一般堿度R為3～4為宜。

　　42、從分子理論可以看出，增加鋼水中的[O]含量，有利于脫磷反應的進行。

　　43、某一元素的△rGθ線越低，則該元素生產的氯化物的△rGθ值越負，該氯化物越穩定，越難分解。

　　44、只有用氧化鐵的活度才能代表熔渣的氧化性。

　　45、熔渣是氧的傳遞媒介，傳遞是通過FeO的氧化來完成的。

　　46、三相的量可通過杠桿規則或重心規則確定。

　　47、相律是構筑和判斷相圖正誤的基本定律。

　　48、為了滿足生產奧氏體不銹鋼去碳保鉻，吹煉溫度必須大于氧化轉化溫度。

　　49、生產中常采用硫分配比概念來衡量爐渣的脫硫能力。

　　50、在還原釜內800～900℃下，用金屬Mg還原TiCl4，即可得到純度為99.5%～99.7%的金屬鈦。

　　四、簡答：25道

　　1、什么是熱容、定壓熱容、定容熱容？

　　答：一定量的物質升高一度所吸收的熱量，稱為熱容（C），單位為JK-1。對于成分不變的均相體系，在等壓過程中的熱容稱為定壓熱容。在等容過程中的熱容稱為定容熱容。

　　2、怎樣區分直接還原和間接還原？

　　答：在高爐內氧化物被焦炭還原的反應稱直接還原反應；用CO還原氧化物的反應稱為間接還原反應。

　　3、活度的標準態是什么？活度的熱力學表達式及代表意義是什么？

　　答：活度的標準態可定義為濃度的數值為1且符合拉烏爾定律或亨利定律，同時活度也為1的狀態。

　　活度的熱力學表達式為：μi=μiθ+RTlnai

　　μi—組元i在溶液中的化學勢 ；μiθ—組元i的活度ai等于1的標準化學勢

　　4、冶金爐渣的來源？

　　答：冶金爐渣主要有以下四個來源：

　　（1）礦石或精礦石中的脈石。（2）粗金屬在精煉過程中形成的氧化物。（3）被熔融的金屬及爐渣侵蝕沖刷而掉下的爐襯。（4）冶煉過程中加入的熔劑。

　　5、冶金爐渣的要求有哪些？

　　答：爐渣具有的物理性質有熱容、黏度、密度、表面張力、電導率，化學性質有酸堿性、氧化還原性、吸收有害元素能力等。

　　6、爐渣的分子結構假說的要點是什么？

　　答：（1）爐渣是由簡單氧化物或自由氧化物分子及其相互作用形成的復雜化合物分子所組成。（2）爐渣只有自由氧化物才能參與金屬液間的反應。（3）由酸性氧化物及堿性氧化物復合成復雜化合物的過程中存在動態平衡。

　　7、爐渣離子結構理論認為離子由哪幾類構成（每類舉例兩個）？

　　答：有三類構成。第一類是簡單陽離子：Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+等；第二類是簡單陰離子：O2-、S2-、F-等；第三類是復雜陰離子：SiO44-、PO43-、AlO33-、FeO2-、Si2O76-、P2O74-等。

　　8、按照酸堿性的要求，熔渣中的氧化物分為幾類及代表氧化物是什么（每類氧化物列舉兩個）？

　　答：按照酸堿性要求，熔渣中的氧化物分為三類：第一類為堿性氧化物如CaO、MgO、MnO、FeO、V2O3等；第二類為酸性氧化物如SiO2、P2O5、Fe2O3、V2O5等；第三類為兩性氧化物如Al2O3、TiO2、Cr2O3等。

　　9、不同冶煉的爐渣的堿度表示方法是什么？

　　答：對于高爐渣，堿度常表示為： 或

　　對于煉鋼渣，堿度常表示為：

　　對于鐵合金渣，堿度常表示為：

　　10、當將相區鄰接規則應用到有零變反應的相圖區域時，應將零變相區視為退化相區，分別由體、面、線退化為相應的面、線、點。由此可以得出的結論是什么？

　　答：（1）兩個單相區相毗鄰處只能是一個點，接觸點必然落在極點上。（2）單相區與零變線只能相交于特殊組成點，兩個零變線必然被它們所共有的兩相區分開。（3）兩個兩相區不能直接毗鄰，或被單相區隔開，或被零變線隔開。

　　11、在復雜三元系中，存在兩個或兩個以上化合物時，二次體系的副分要根據什么方法進行？

　　答：（1）連線規則。連接各界限兩側固相成分代表點的直線，彼此不能相交。（2）四邊形對角線不相容原理。三元系中任意四個固相代表點構成的四邊形，只有一條對角線上的兩個固相可平衡共存。

　　12、堿度的定義、符號及表示方法是什么？

　　答：堿度就是熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物濃度的比值，用符號R表示。堿度通常用氧化物的質量分數的比值或用摩爾分數來表示。如：R= 或R=

　　13、提高脫硫效率的措施是什么？

　　答：提高脫硫效率的措施是三高一低，即提高爐渣堿度、提高溫度、增大渣量、降低∑FeO含量。

　　14、提高脫磷效率的措施是什么？

　　答：提高脫磷效率的措施是三高一低，即高堿度、高渣量、高∑FeO、低溫。

　　15、熔渣的氧化性的表示方法是什么？

　　答：熔渣氧化性的表示方法有兩種，具體如下：

　　全氧法：∑w（FeO）= w（FeO）+1.35 w（Fe2O3）

　　全鐵法：∑w（FeO）= w（FeO）+0.9 w（Fe2O3）

　　16、由羅策布濃度三角形可得到的性質是什么？

　　答：（1）平行于濃度三角形的任何一邊的直線，在此線上的所有點所代表的三元系中，直線所對的頂角組元的濃度均相同。（2）從濃度三角形的一個頂點到對邊的任意直線，在此線上所有點代表的三元系中，另外兩個組元濃度之比相同。

　　17、鋼液中硫的來源于哪里？

　　答：鋼液中硫的來源主要有以下三個途徑：（1）金屬料，如生鐵、廢鋼、礦石等。（2）溶劑。（3）燃料。

　　18、什么是擴散？

　　答：由于熱運動導致體系中任何一種物質的質點（原子、分子、離子等）由化學勢高的區域向化學勢低的區域轉移的運動過程就是擴散。

　　19、鋼液脫氫的步驟是什么？

　　答：鋼液脫氫包括三個步驟，即鋼液中的氫通過鋼液邊界層擴散到氬氣泡的表面；在氣泡/鋼液界面上發生化學反應；反應生產的氫分子擴散到氣泡內部并隨之排除鋼液。

　　20、同成分融化和異成分融化的區別是什么？

　　答：當任意一個固相融化時，若所得液相的組成與原固相一致，稱為同成分融化；而當任意一個固相融化時，析出另一種固相，并且還得到一種組成不同的液相，稱為異成分融化。

　　21、相區鄰接規則是什么？

　　答：相區鄰接規則規定，只有相數的差為1的相區方可直接毗鄰。對于n元相圖而言，其中某個區域內相的總數與鄰接的區域內相的總數之間有下述關系：R1=R-D--D+≥0

　　22、相界線構筑規則的規定是什么？

　　答：相界線構筑規則規定，在三元系中，單相區與兩相區鄰接的界限的延長線，必須同時進入兩個兩相區，或同時進入三相區。如果相區鄰接界限的延長線分別進入兩相區和三相區，或同時進入單相區，則界線構筑錯誤。

　　23、阿爾克馬德規則（羅策布規則）是什么？

　　答：阿爾克馬德規則規定，在三元系中，若連接平衡共存兩個相的成分點的連線或其延長線，與劃分這兩個相的分界線或其延長線相交，那么該交點就是分界線上的最高溫度點。或者說，當溫度下降時，液相成分點的變化方向總是沿著分界線，向著離開共存線的方向。

　　24、用配料融化法不能使用不銹鋼返回料生產奧氏體不銹鋼的原因是什么？

　　答：不銹鋼生產中會產生大約30%～50%的返回料。如果使用這些返回料，那么由于融化過程中，電極會向熔池滲碳0.08%左右，因此將造成鋼水中含碳量超標。

　　25、有效碰撞理論是什么？

　　答：有效碰撞理論認為，不是所有分子的碰撞都能引起化學反應，只有極少數能量較大的活化分子間在一定方位的碰撞，即有效碰撞才能進行化學反應。

　　六：論述題：10道

　　1、由不同元素的氧化物△rGθ與T的關系構成位置高低不同的直線，可以得出的結論是什么？

　　答：（1）位置越低，表明△rGθ負值越大，在標準狀態下所生成的氧化物越穩定，越難被其他元素還原。

　　（2）在同一溫度下，若幾種元素同時與氧相遇，則位置最低的元素最先氧化。

　　（3）位置低的元素在標準狀態下可以將位置高的氧化物還原。

　　（4）由于生成CO的直線斜率與其他直線斜率不同，所以CO線將圖分為三個區域。

　　（5）直接還原與間接還原。

　　2、冶金爐渣的作用？

　　答：爐渣的作用主要有兩個方面：

　　爐渣的有益作用：（1）爐渣可以容納爐料中全部脈石及大部分雜質。（2）覆蓋在金屬表面的爐渣可以保護金屬熔體不被氧化性氣氛氧化，同時還可以減少有害氣體在金屬熔體中的溶解。（3）在某些冶煉爐中，爐渣作為發熱體為冶煉或精煉提供所需熱源。（4）在某些冶金過程中，爐渣是冶煉的主要產品。（5）爐渣作為固體廢棄物本身還有很多用途。

　　爐渣的不利作用：（1）爐渣可以侵蝕和沖刷爐襯，縮短爐襯的使用壽命。（2）爐渣可帶走大量的熱，增加燃料消耗。（3）爐渣可帶走一些有用金屬，降低金屬的回收率。

　　3、高碳真空吹煉法工藝生產奧氏體不銹鋼的特點是什么？

　　答：該工藝具有如下四個特點：（1）原材料不受任何限制，各種高碳材料均可以使用。（2）配料時Cr可以一次配足。（3）采用真空或半真空吹煉，或者先在常壓下吹氧脫碳到一定程度后，再進行真空或半真空處理。（4）鋼液中[Cr]的回收率高，可達97%～98%。

　　4、電爐中碳氧反應的步驟是什么？

　　答：（1）爐渣中氧化鐵遷移到鋼渣界面。（2）在鋼渣界面發生反應(FeO)s→[Fe]s+[O]s。（3）鋼渣界面上吸附的氧[O]s向鋼液內部擴散。（4）鋼液內部的碳和氧擴散到一氧化碳氣泡表面。（5）在一氧化碳氣泡表面發生反應[C]s+[O]s→CO(g)s。（6）生成的CO氣體擴散到氣泡內部，使氣泡長大并上浮，通過鋼水和渣進入爐氣。

　　總的脫碳反應為[C]+(FeO) →[Fe]+CO(g)

　　5、爐渣完全離子溶液模型的要點是什么？

　　答：（1）熔渣完全由離子構成，且正、負離子電荷總數相等，熔渣總體不帶電。（2）離子周圍均與異號離子相鄰，等電荷的同號離子與周圍異號離子的作用等價，因此他們在熔渣中的分布完全是統計無序狀態。（3）完全離子溶液形成時其混合熵為零。（4）堿性氧化物以簡單陽離子存在，酸性氧化物以復雜陰離子存在。

　　6、霧化提釩的工藝是什么？

　　答：含釩鐵水的吹煉主要采用霧化提釩的工藝。將鐵水罐中的鐵水經中間罐倒入特制的霧化室中，鐵水被從霧化器中噴出的高壓氧氣流粉碎成細小的鐵珠，使其表面積增大，造成很好的氧化動力學條件。鐵水中的[V]被氧化進入渣相，而[C]留在鐵水中。將半鋼與渣一起倒入半鋼罐，再進行鋼與渣的分離，所得半鋼進電爐冶煉，釩渣采用濕法冶金方法處理，釩以V2O5形式提出。

　　7、由氯化物△rGθ的與T的關系圖可以得出的結論是什么？

　　答：1）某一元素的△rGθ線越低，則該元素生成的氯化物的△rGθ值越負，該氯化物越穩定，越難分解。2）在一定溫度下，△rGθ線較低的元素，可將它以上各元素的氯化物還原，奪得后者的氯而本身氧化為氯化物。3）C不能作為還原劑。4）H2可還原部分金屬的氯化物。

　　8、熔渣的氧化性為什么是以渣中氧化鐵的含量來表示的？

　　答：在煉鋼渣中，有氧化渣和還原渣之分。當氧化渣和金屬鐵液接觸時，渣中氧化鐵將鐵液中的雜質氧化。如果在接觸界面氧化鐵未遇到鐵液中雜質元素，則它將通過分配定律使[O]進入金屬液內部。還原渣中氧化鐵很少，金屬液中的[O]可以擴散到渣界面，再按分配定律以氧化鐵形式進入熔渣。因此，熔渣的氧化性是以渣中氧化鐵含量表示的。

　　9、金屬液去氣過程的組成步驟是什么？

　　答：（1）溶解于金屬液中的氣體原子通過對流和擴散遷移到金屬液面或氣泡表面。（2）在金屬液或氣泡表面上發生界面化學反應，生成氣體分子。這一步驟又包括反應物的吸附，化學反應本身及氣體生成物的脫附。（3）氣體分子通過氣體邊界層擴散進入氣相，或被氣泡帶入氣相，并被真空泵抽出。

　　10、一般情況下，電極過程由那些步驟串聯組成？

　　答：（1）電解質溶液內的反應物粒子向電極表面液層遷移，稱為反應前液相傳質。（2）反應物在電極表面上發生表面吸附、絡合離子配位數的變化等轉化，這一步驟沒有電子參與反應，稱為前置的表面轉化步驟或簡稱前置轉化。（3）電極/溶液界面上得失電子，形成還原或者氧化反應產物，稱為電子遷移或電化學反應。（4）生成物在電極表面上發生脫附、復合、分解等轉化，稱為隨后表面轉化步驟，或簡稱隨后轉化。（5）生產物是氣相、固相時，在電極表面附近會出現逸出和結晶等現象。如果生成物是可溶性的，則向電解質溶液內部遷移，稱為反應后的液相傳質。

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