北京科技大学冶金物理化学
第一部分 冶金热力学
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教材：张家芸主编，冶金物理化学
主要参考书目：
1．郭汉杰编著，冶金物理化学教程（第二版），冶金工业出版社， 2006 2．李文超主编，冶金热力学，冶金工业出版社，2001 3．魏寿昆编著，冶金过程热力学，上海科学技术出版社，1980 4. 田彦文等编，冶金物理化学简明教程，冶金工业出版社，200 5. David R. Gaskell Introduction to the Thermodynamics of Meterials (Third Edition) 6. 黄希钴编，钢铁冶金原理，冶金工业出版社，2006
Hale Waihona Puke 6冶金热力学的局限性：
所确定的冶金过程的条件是必要的，但不是 充分的。
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冶金物理化学的研究范围 二、冶金动力学
冶金动力学： 利用化学动力学原理，研究冶金过程的机理；确定 各基元过程的速率；找出反应过程的限制环节。 冶金动力学的作用：提供了冶金反应过程研究内容 的完备性，是反应的充分条件。
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冶金热力学及动力学的研究对象
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课程内容
绪论
1 冶金热力学基础
2 溶液
3 冶金热力学应用
4 冶金过程动力学基础
5 冶金反应动力学模型
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绪论
1.1 冶金物理化学课程的地位与作用
1.2
1.3
冶金工艺与冶金物理化学
冶金物理化学的研究范围
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图1 冶金工艺与冶金物理化学
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冶金物理化学的研究范围 一、冶金热力学
冶金热力学： 利用化学热力学原理，研究冶金过程中反应的可能 性（反应方向，G）；确定冶金反应过程最大产率 （反应的限度， G）；找出控制反应过程的基本 参数（T，P，Ci)。
对冶金体系中的一个化学反应，需要研究如下内容： a.该反应能否发生(G)？ b.如果能发生的话，到什么程度达到平衡(G)？ c.反应速率多大？
d.会发生怎样的能量变化？
e.反应机理(反应步逐）如何？ a, b, d 属于冶金热力学问题， c, e 属于冶金动力学问题。
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北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案
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。
现代冶金物理化学教学内容改革及教材建设
（ ） 一 构架本科冶金物理化学课程新知识体系 冶金物理化学课程在一级学科 的冶金工程专业
的重要性体现在本科、 硕士、 博士三个学习阶段都是
必修课。 改革首先面临的问题是 ， 冶金物理化学课程 设置必须通盘考虑本科——硕士——博士培养全过
程 ， 构建 知识 结构 ， 重新 合理 分配 与优 化各个 阶段学
一
级学科设置本科专业 ， 另外 ， 现代冶金技术 的发展 电化学单独开设一 门 ３ 学时选修课 ， ０ 这样就可以集
也对冶金理论提出了新 的需求 ，冶金物理化学课程 中学 时把冶 金热力 学 和冶金 动力 学讲 透 。优 化后 的 的教学模式 、 课程内容必须进行改革 ， 并需要配套编 ６ 学 时的 ０ 版大纲突出了冶金热力学和冶金动力 ４ ５ 写新的与之 内容对应的教材和教学参考书。
材建设等方面一直处于 国内领先水平 。进入 ２ 世 容， １ 只在有色冶金 中使用 ； 冶金热力学 和冶金动力学
纪， 在教改深入发展 的大趋势下 ， 冶金物理化学 、 钢 是通用内容 ， 如果三个部分都编排 ， 在有 限的学时， 铁冶金和有色金属冶金三个专业合并 ，按冶金工程 就 会 出现 面面俱 到 ， 内容都 不精 的情 况 。 因此 将冶 金
必须 要强 化 的重点 与难 点 内容 ，但 在 内容 的安 排 上
二 、 写与 ０ 编 ５版 教 学大 纲配 套 的教材
根据改革后的 ０ 版大纲 ， ５ 配套编写适合本科冶
（ ） 一 配套 教材
物理化学 中的一些 内容学习一次是不容易学懂 金工程专业的教材和教学参考书。 为改革后的教学内容配套编写的教材 “ 冶金物 科学性强 ， 内容具有先进性 、 系统性和理论性 ；
北京科技大学冶金物理化学2009真题解析
2.3 热力学计算题
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解析;此题难度不大，主要是搞清楚如果要反应朝着特定方向进行，有几个典型 方法，考虑压强、考虑温度这两个方面即可。参考答案：
令 r G 0 ,得到 T=2470K。
考虑到镁熔点 648.9℃，镁沸点 1090℃，在 1473K 时，镁呈现气态，因此可以创 造真空条件，还可以加入添加剂 CaO ，借以降低 SiO2 的含量，进而促进反应的 进行。综合考虑，采取创造真空条件来实现温度的降低。 （标准态压强记熟，为
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解析：熔渣结构理论中的分子理论模型及活度计算是重点内容。参考答案： 分子结构理论假设： ① ② ③ 炉渣是由简单氧化物分子及其相互作用形成的复杂氧化物分子所组成； 炉渣中只有简单氧化物才能参与金属液间的反应； 由酸性氧化物及碱性氧化物复合成复杂氧化物的过程存在着动态平衡。
自由氧化物的浓度（活度）等于由化学分析所测定的氧化物的总浓度与该氧化物 的结合浓度之差，即 n B (自） n B（总）- n B (结），组分B的活度为 a B nB（自）/ n ，其 中， n B（自） 、n B 结） 、 n 分别指组分B的自由氧化物、复合氧化物、自由氧化物及 复合氧化物的物质量的总和。
解析：有效边界层的定义已经多次强调，注意有效边界层概念实际上是将边界层 中的湍流传质和分子扩散等效地处理为厚度为 c 的边界层的分子扩散。 参考答案为：
'
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解析：实质上是考查双模理论，双模理论为液液相传质理论模型，界面两侧各存 在一个边界层， 过程的总阻力包括两个边界层的传质阻力和界面化学反应的化学 阻力，相关机理也很简单，参考答案： （1）钢种 Mn 原子向钢渣界面迁移； （2）渣中 SiO4 离子向钢渣界面迁移 （3）钢渣界面发生化学反应
北科大考研复试班-北京科技大学冶金与生态工程学院冶金工程专硕考研复试经验分享
北科大考研复试班-北京科技大学冶金与生态工程学院冶金工程专硕考研复试经验分享北京科技大学于1952年由天津大学(原北洋大学)、清华大学等6所国内著名大学的矿冶系科组建而成，现已发展成为以工为主，工、理、管、文、经、法等多学科协调发展的教育部直属全国重点大学，是全国首批正式成立研究生院的高等学校之一。
1997年5月，学校首批进入国家“211工程”建设高校行列。
2006年，学校成为首批“985工程”优势学科创新平台建设项目试点高校。
2014年，学校牵头的，以北京科技大学、东北大学为核心高校的“钢铁共性技术协同创新中心”成功入选国家“2011计划”。
2017年，学校入选国家“双一流”建设高校。
2018年，学校获批国防科工局、教育部共建高校。
学校由土木与资源工程学院、冶金与生态工程学院、材料科学与工程学院、机械工程学院、能源与环境工程学院、自动化学院、计算机与通信工程学院、数理学院、化学与生物工程学院、东凌经济管理学院、文法学院、马克思主义学院、外国语学院、高等工程师学院，以及研究生院、体育部、管庄校区、天津学院、延庆分校组成。
现有20个一级学科博士学位授权点，30个一级学科硕士学位授权点，79个二级学科博士学位授权点，137个二级学科硕士学位授权点，另有MBA(含EMBA)、MPA、法律硕士、会计硕士、翻译硕士、社会工作、文物与博物馆和工程硕士等8个专业学位授权点，16个博士后科研流动站，50个本科专业。
学校冶金工程、材料科学与工程、矿业工程、科学技术史4个全国一级重点学科学术水平蜚声中外(2017年进入国家世界一流学科建设行列;在第四轮学科评估，冶金工程、科学技术史获评A+，材料科学与工程获评A)，安全科学与工程、环境科学与工程、控制科学与工程、动力工程与工程热物理、机械工程、计算机科学与技术、土木工程、化学、外国语言文学、管理科学与工程、工商管理、马克思主义理论等一批学科具有雄厚实力，力学、物理学、数学、信息与通信工程、仪器科学与技术、纳米材料器件、光电信息材料与器件等基础学科与交叉学科焕发出勃勃生机。
2014年北京科技大学冶金物理化学真题解析
北 京 科 技 大 学2014年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号： 809 试题名称： 冶金物理化学 （共7页） 适用专业： 冶金工程、冶金工程（专业学位） 说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
=============================================================================================================以下适合所有报考冶金工程专业的考生（但本科为生态学专业的考生不做）一、简要回答下列问题，每题10分（共70分）1．对于等温方程式ln G RT K ∅∅∆=-，方程式的左边和右边是描述同一个状态吗？如果是写出所描述的状态，如果不是，分别写出所描述的状态都是什么？它们之间的关系如何？答：方程式的左边和右边描述的不是同一个状态，左边的φG ∆是反应在标准态时产物的自由能与反应物的自由能的差，可以通过热力学数据表查出。
而右边表示的是平衡态，φK 是反应的平衡常数，可以通过bBa A dD c C a a aa K =φ求出。
当dD cC bB aA +=+反应处于平衡态时，ln G RT K ∅∅∆=-成立。
2. 在Ellingham 图中，试用热力学原理分析，冶炼不锈钢去碳保铬在标态和非标态的最低温度（假设p CO =1）？答：已知，铬的氧化反应 和c 的氧化反应如下：)(32)(2)(3234l g l O Cr O Cr =+ ……① )()(2)(22g g l CO O C =+ ……② （②-①）÷2得到)()()(32)(3231l g l l Cr CO O Cr C +=+假设反应K RT G G ln +∆=∆φ，bT a G +=∆φ在标准态时，φG G ∆=∆，反应平衡时G ∆=0，求得反应温度baT -=1,即为标准态时去碳保铬的最低温度在非标准态时，K RT G G ln +∆=∆φ，反应平衡时，313232)(O Cr C Crco aa a p p K φφ=,由于Cr a =1，1,132==O Cr C a a ，因此p p K co=。
北京科技大学2019年冶金与生态工程学院硕士研究生冶金物理化学考试大纲
冶金物理化学考试大纲
科目代码：809
科目名称：冶金物理化学
一、考试性质与范围
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。
二、考试基本要求
要求学生牢固地掌握冶金物理化学的基本概念和基本原理，独立完成大量习题，能够正确熟练地计算冶金体系中化学反应的吉布斯白由能变化，判断化学反应的方向和限度，分析化学反应的反应机理。
独立完成要求的大纲内容与基本习题。
三、考试形式与分值
考试采用闭卷形式，分值：150分。
题目分基本概念、计算、论证及利用冶金物理化学的原理和方法解决冶金过程中的实际应用问题。
四、考试内容
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。
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G
；。
(NEW)北京科技大学809冶金物理化学历年考研真题汇编(含部分答案)
2014年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题（回忆版）
2013年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题
2012年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题
2011年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题
2010年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题及详解
目 录
2014年北京科技大学809冶金物理化学考研真题（回忆版） 2013年北京科技大学809冶金物理化学考研真题 2012年北京科技大学809冶金物理化学考研真题 2011年北京科技大学809冶金物理化学考研真题 2010年北京科技大学809冶金物理化学考研真题及详解 2009年北京科技大学809冶金物理化学考研真题及详解 2008年北京科技大学809冶金物理化学考研真题 2007年北京科技大学409冶金物理化学考研真题 2006年北京科技大学409冶金物理化学考研真题 2005年北京科技大学409冶金物理化学考研真题 2004年北京科技大学409冶金物理化学考研真题 2003年北京科技大学409冶金物理化学考研真题 2002年北京科技大学409冶金物理化学考研真题 2001年北京科技大学409冶金物理化学考研真题
2005年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
2004年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
2003年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
2002年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
2001年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
2009年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题及详解
2008年北京科技大学809冶金物理化学考研 真题
2007年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
2006年北京科技大学409冶金物理化学考研 真题
硕士研究生入学考试北科大冶物化试题
北京科技大学2001年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题5分，共50分）1.北京科技大学2002年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、有色金属冶金说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题5分，共50分）1.北京科技大学2003年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题试题编号：409 试题名称：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学说明：①自带计算器。
②总分150分，四道题，单考生与统考生三、四题不同。
一、简要回答下列问题（70分，每题7分）1.北京科技大学2004年硕士学位研究生入学考试试题试题编号：409 试题名称：冶金物化化学（共2页）适用专业：钢铁冶金、工业生态、有色金属冶金、冶金物理化学说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）1.北京科技大学2005年硕士学位研究生入学考试试题试题编号： 409 试题名称： 冶金物化化学 （共2页）适用专业： 钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学、工业生态说明：①所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
考生自带计算器。
一、简要回答下列问题（每题7分，共70分）1.对稀溶液的溶质i ，试推导以纯物质为标准态的活度系数i γ与1%标准态的活度系数i f 之间的关系。
2.简述规则溶液的定义？3. 对铁溶液中的组元i ，溶解反应i=[i]%，试证明标准溶解自由能φφγi ii sol Ar RT G 10085.55ln=∆。
4.简述扩散脱氧的热力学原理？5.在氧势图（Ellingham 图）上，为什么CO O C 222=+的φG ∆与T 的关系曲线的斜率为负值？其意义如何？6.写出边界层理论的传质通量的表达式，并解释每项的物理意义？7.简述未反应核模型？8.对串联反应A →B →C ，写出反应达到准稳态的条件？9.对基元反应A →P ，写出其动力学微分式、积分式及半衰期的表达式？10.试用双膜理论简要描述钢液中元素氧化反应][)()(][Fe MO FeO M +=+的动力学机理？二、（25试用完全离子理论计算1600℃时，炉渣中的CaO 的活度。
北京科技大学钢铁冶金 教学大纲
2008-2009学年《钢铁冶金学Ⅰ》教学内容和教学安排一、课程教学内容与学时分配课堂教学（45学时）1．概论（4学时）1.1钢铁工业的发展概况1.2钢铁生产流程和炼铁工艺特点1.3高炉炼铁过程概述（原、燃料，产品，技术经济指标，工艺流程，炉内主要过程）2．铁矿粉造块（6学时）2.1铁矿粉造块的目的和意义2.2烧结过程的理论及工艺（主要反应，固结机理，传输现象，工艺及新技术）2.3球团过程的理论及工艺（生球成型、干燥、焙烧，工艺过程，特种造块方法）2.4人造富矿的质量检验及高炉炉料结构3．高炉冶炼过程的物理化学（10学时）3.1蒸发、分解与气化反应3.2还原过程（铁的氧化物特性，还原热力学、动力学，间接、直接还原，耦合反应等）3.3炉渣（造渣的目的，造渣过程，炉渣的理化性能，炉渣脱硫，炉渣排碱）3.4高炉炉缸反应（固体碳气化的一般规律，风口区碳的燃烧，燃烧带及鼓风动能等）4．高炉冶炼过程的传输现象（4学时）4.1高炉中的动量传输（一般规律，有效重量，流态化，充液散料层的流体力学现象等）4.2高炉内的热量传输（炉内热量分布规律，水当量，上、下部热交换，传热方式等）5．高炉冶炼能量利用（6学时）5.1高炉能量利用指标5.2高炉能量利用计算分析（生产高炉的计算，设计高炉的计算，理论焦比计算）5.3高炉能量利用图解分析（rd-C图解，Rist操作线图解）6．高炉炼铁工艺及新技术（10学时）6.1高炉炼铁生产原则及基本操作制度6.2高压操作技术6.3高风温操作技术6.4喷吹煤粉技术6.5富氧和综合鼓风技术7．高炉过程的计算机应用概述（2学时）7.1高炉过程的计算机应用特点7.2高炉过程的数学模型及专家系统8．非高炉炼铁概述（2学时）8.1直接还原炼铁法原理及工艺8.2熔融还原炼铁法原理及工艺9．复习总结（1学时）二、教材与参考书教材1. 王筱留等编，《钢铁冶金学（炼铁部分）》，冶金工业出版社，2000年，第2版参考书1. 周取定等编，《铁矿粉造块理论与工艺》，冶金工业出版社，1989年，第2版2. A.K.比斯瓦斯著，齐宝铭等译，《高炉炼铁原理》，冶金工业出版社，1989年，第1版3. 秦民生编，《非高炉炼铁》，冶金工业出版社，1988年，第1版4. 周传典编，《高炉炼铁生产技术手册》，冶金工业出版社，2002年，第1版三、思考题和大作业思考题：第一章5-7题；第二章6-8题；第三章10-12题；第四章6-8题；第六章8-10题；第七章2-4题；第八章2-4题。
北科大考博辅导班：2019北京科技大学冶金工程考博难度解析及经验分享 (2)
北科大考博辅导班：2019北京科技大学冶金工程考博难度解析及经验分享根据教育部学位与研究生教育发展中心最新公布的第四轮学科评估结果可知，在科教评价网版2017-2018冶金工程专业大学排名中，冶金工程专业排名第一的是中南大学，排名第二的是重庆大学，排名第三的是北京科技大学。
作为北京科技大学实施国家“211工程”和“985工程”的重点学科，钢铁共性技术协同创新中心的冶金工程一级学科在历次全国学科评估中均名列第三。
下面是启道考博辅导班整理的关于北京科技大学冶金工程考博相关内容。
一、专业介绍冶金工程专业是冶金工程专业是培养具备冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金等方面的知识。
能在冶金领域从事生产、设计、科研和管理工作的高级工程技术人才。
主修课程、物理化学、金属学、冶金传输原理、冶金原理、钢铁冶金学、有色金属冶金学、熔渣理论、冶金设备、冶金工厂设计等。
北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心的冶金工程在博士招生方面，划分为6个研究方向080600 ★冶金工程研究方向：01 连铸坯质量控制02 冶金过程动力学03 新型耐火材料的制备及性能04 高温烟气除尘脱硫脱硝一体化05 微重力高温熔体特性06 冶金污水过滤净化考试科目：①1001 外语水平考核②2001 专业水平考核③3001 综合素质考核二、考试内容北京科技大学冶金工程专业博士研究生招生考试的考核阶段，其中，综合考核内容为:考核分专业水平考核（100分）、外语水平考核（100分）、综合素质考核（100分）、思想政治素质和品德考核（不计成绩，但考核不合格不予录取）四部分。
①专业水平考核（100分)专业水平考核采用答辩形式，考生需提前准备好15分钟的汇报演示文档，主要内容包括科研工作经历、主要创新成果、博士课题设想等方面。
汇报完毕后专家组提问10分钟。
②外语水平考核（100分)外语考核采用笔试加口试的方式。
笔试考核单独进行，内容为专业外语翻译，口试主要考核听力与口语。