北京科技大学冶金物理化学2012真题解析
北京科技大学普通物理2012考研试题
北京科技⼤学普通物理2012考研试题北京科技⼤学 2012年硕⼠学位研究⽣⼊学考试试题=============================================================================================================试题编号： 612 试题名称：普通物理（共 4 页）适⽤专业：物理学说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上⽆效。
=============================================================================================================⼀、选择题（每题2分，共20分）1、质点系的动量守恒条件是：【】（A ）质点系所受的合外⼒为零；（B ）质点系所受的合外⼒矩为零；（C ）合外⼒对质点系作功为零；（D ）质点系所受的⼒是有⼼⼒。
2、质量为m 的⼩球放在光滑的⽔平⽊版上，⼀轻质细绳穿过⽔平⽊版上O 点的洞与⼩球连接，如图1所⽰。
若初始时刻m 作半径为r 圆周运动，今⽤⼒向下拉绳⼦使r 减⼩，问r 减⼩过程中下列说法正确的是：【】图1（A ）m 的动量守恒；（B ）m 与地球的机械能守恒；（C ）m 过O 轴的⾓动量守恒；（D ）不能确定。
3、花样滑冰运动员绕通过⾃⾝的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J 0，⾓速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为J 0/3．这时她转动的⾓速度变为【】(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C) 3 ω0． (D) 3 ω0．4、⼀质点在如图2所⽰的坐标平⾯内作半径为R 的圆周运动，有⼀⼒作⽤在质点上．在该质点从坐标原点运动到(0，2R ）位置过程中，⼒)(0j y i x F F rr r +=F r对它所作的功为【】(A) ． (B) ． (C) ． (D) ． 20R F 202R F 203R F 204R F 图25、⼀质量为M 的弹簧振⼦，⽔平放置且静⽌在平衡位置，如图3所⽰．⼀质量为m 的⼦弹以⽔平速度v v射⼊振⼦中，并随- 1 -图3之⼀起运动．如果⽔平⾯光滑，此后弹簧的最⼤势能为【】(A) 221v m ． (B) )(222m M m +v ． (C) 2222)(v Mm m M +． (D) 222v M m ．6、已知⼀⾼斯⾯所包围的体积内电荷代数和∑q ＝0，则可肯定: 【】(A) ⾼斯⾯上各点场强均为零． (B) 穿过⾼斯⾯上每⼀⾯元的电通量均为零． (C) 穿过整个⾼斯⾯的电通量为零． (D) 以上说法都不对．7、如图4所⽰，半径为R 的均匀带电球⾯，总电荷为Q ，设⽆穷远处的电势为零，则球内距离球⼼为r 的P 点处的电场强度的⼤⼩和电势为： - 2 -【】(A) E =0，r Q U 04επ=． (B) E =0，R QU 04επ=．图4 204r Q E επ=，r Q U 04επ= ． (D) 204r Q E επ=，RQU 04επ=(C) ．、平⾏板电容器两极板⾯积为，距离为，中间充满介电常数为ε的均匀介质，若给此平⾏板电容器充电Q ，则此平⾏板电容器内部的电场能量是【】(A)8S d ． (D) d S Q 202εε． (C) S dQ εε022S ε2d Q 2 ． (B) d S Q 22ε．9、在真空中有⼀根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆⼼处的磁感强度为：【】(A)R π4I0µ． (B)R π2I0µ． R I40µ (C) 0． (D)．线圈．(D) 不能判断⼆、填空题（每题2分，共20分）10、如图5所⽰，条形磁铁的旁边有⼀圆形线圈，欲使线圈产⽣图⽰⽅向的感应电流i ，下列哪⼀种情况可以做到？【】(A) 条形磁铁向线圈靠近． (B) 条形磁铁离开图5 (C) 条形磁铁不动．1、质点质量为m ，初速度⼤⼩为0v ，在⼒F kv =?u v v）的作⽤下做直线减速运动，历⼀段时间后停⽌，在这段时间内运动的距离为（k 为常数经. 是θ = 2 + 4t 2 (SI)．在=2 s 时，它的法向加速度a n =________；切向加速度a t =________．2、⼀质点沿半径为 0.1 m 的圆周运动，其⾓位移θ随时间t 的变化规律t3、⼀长为l ，质量可以忽略的直杆，可绕通过其⼀端的⽔平光滑轴在竖直平⾯内作定轴转动，在杆的另⼀端固定着⼀质量为m 的⼩球，如图6所⽰．现将杆由⽔平位置⽆初转速地释放．则杆刚被释放时的⾓加速度β0＝____________，杆与⽔平⽅向夹⾓为60°时的⾓加速度β＝________________．4、⼀根质量为m 、长为l 的均匀细杆，可在⽔平桌⾯上绕通过其⼀端的竖直固定轴转动．已知细杆与桌⾯的滑动摩擦系数为µ，则杆转动时受的摩擦⼒矩的⼤图6⼩为___________．5、⼀⾯积为S 的平⾯导线闭合回路，置于载流长螺线管中，回路的法向与螺线管轴线平⾏．设长螺线管单位长度上的匝数为n ，通过的电流为t I I m ωsin =（电流的正向与回路的正法向成右⼿关系），其中I m 和ω为常数，t 为时间，则该导线回路中的感⽣电动势为__________________． +σ +2σ A B C6、两个平⾏的“⽆限⼤”均匀带电平⾯，其电荷⾯密度分别为＋σ和＋2 σ，如图7所⽰，则A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为：E A ＝________ ，E B ＝______ ，E C ＝_____ _(设⽅向向右为正)．- 3 -7、如图8所⽰，在纸⾯上的直⾓坐标系中，有⼀根载流导线AC 置于垂直于纸⾯的均匀磁场B v中，若I = 1 A ，B = 0.1 T ，则AC 导线所受的磁⼒⼤⼩为_________________．8、⽆限长密绕直螺线管通以电流I ，内部充满均匀、各向同性的磁介质，磁导率为µ．管上单位长度绕有n 匝导线，则管内部的磁感强度为________________，内部的磁能密度为________________． O A c 34x (cm) y (cm)× × ×× × ×× × ×I 图79、写出麦克斯韦⽅程组的积分形式：_____________________________，_____________________________，_____________________________，_____________________________．10、在图9⽰的电路中，导线AC 在固定导线上向右匀速平移，速度v = 2m/s ．设5=AC cm ，均匀磁场B = 0.5 T ，则这时动⽣电动势的⼤⼩为________________，动⽣电动势的⽅向为______________．三、计算题（共110分）1、（15分）质量分别为m 1和m 2的物体通过轻质细绳穿过质量为m 、半径为r 的定滑轮，如图10所⽰。
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。
北京科技大学大物CII2012-13-I期末试卷及答案
（A）1/2；
10. 在下面四种方法中，何种将一定能使理想气体分子平均碰撞频率增大？（ （A）增大压强，提高温度； （B）增大压强，降低温度； （C）降低压强，提高温度； （D）降低压强，保持温度不变。
）
大学物理 CII 试卷
第 3 页 共 9 页
得 分
二、填空题（本题共 30 分，每小题 3 分，以答题卡上的答案为准） 1. 图 6 为磁场中的通电薄金属板，磁感应强度 B 沿 x 轴负方向，电流 I 沿 y 轴正向，则金 属板中对应于霍尔电势差的电场强度 E H 的方向为 。
产生的电动势的大小和方向为 (
（A） i R 2 B ，方向由圆心指向盘边缘； （B） i R 2 B ，方向由盘边缘指向圆心； （C） i （D） i
B
1 R 2 B ，方向由圆心指向盘边缘； 2 1 R 2 B ，方向由盘边缘指向圆心； 2
图5
7. 下列说法中正确的是（
）
（1）两种不同气体在等温下混合，系统熵增加； （2）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程； （3）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程； （4）孤立系所进行的任何过程总是沿着熵增大的方向。 （A） （1） 、 （2） 、 （3） ； （C） （3） 、 （4） ； （B） （2） 、 （3） 、 （4） ； （D） （1） 、 （3） 。
(C)
L1
H d l
L2
H d l ； (D)
L1
H d l 0 。
图2
L2
4. 如图 3 所示，有两个金属环，一个的半径略小于另一个。为了得到最大互感，下列四种放置方法中正 确的是（ ）
（A）
（B）
《冶金物理化学》答案解析
H 2O
− ∆ f Gθ FeO
K θ (1) =0.668
θ
则有 ∆G(1) = − RT ln K = 4270 J / mol
−249580 + 51.11×1273 − 4270 ∆ f Gθ FeO = ∆ f Gθ H 2O − ∆Gθ (1) =
=-188787 J/mol 1-7 利用电池 （Pt –Rh）|Fe(s),FeO • Al2O3,Al2O3(S)|ZrO2(CaO)（s）|MoO2(s)，Mo（s）|（Pt-Rh） 测得反应
∆H θ 298( Al O3 ) = −1673600 J / mol
= S θ 298( Al O3 ) 51.04 J / ( K • mol ) = S θ 298( Al ) 28.33 J / ( K • mol ) = S θ 298(O2 ) 205.13 J / ( K • mol ) c p , Al3O2 ( s )= (114.77 + 12.80 ×10−3 T ) J / ( K • mol ) c p , Al ( s ) = (20.67 + 12.39 ×10−3 T ) J / ( K • mol ) c p ,O2 ( s )= (29.96 + 4.19 ×10−3 T ) J / ( K • mol )
=-1580232 因此： ∆ f G
θ
Al2O3
⇒I= 498.7
= −1681280 − 28.49 × T × ln T + 9.13 × 10−3 T 2 + 498.7T
解法二（定积分法） ： 有以上 ∆c p 同样可知 ∆a ， ∆b ， ∆c = ∆c = 0
北京科技大学冶金物理化学2007-2008学年期末试卷and答案
所以
Δ r G CO = −281160 − 84.18 × 1573 − 38.29 × 1573 × (0.678 + lg 4.5) = −493754.29(J/mol)
p O2 = p CO = 101325 Pa ，所以
Δ r G CO = −281160 − 84.18T + RT ln
1 2 f w[C ]%
2 C
= −281160 − 84.18T − 38.29T lg f C w[C ]% = −281160 − 84.18T − 38.29T (lg f C + lg w[C ]% )
1 = Δ r G θ − 2.303RT lg aSi aSi
= −816130 + 214.1T − 2.303RT (lg f Si + lg w[ Si]% )
Si C lg f Si = e Si ⋅ w[ Si ]% + e Si w[C ] % = 0.11 × 0.6 + 0.18 × 4.5 = 0.876
相应的反应为上式等号右边括弧内一项称为炉渣的硫化物容量用符号表示即的铁水兑入转炉中在1300下吹氧炼钢假定气体压力为10132510pa生成的为纯物质
一、简答（每小题 4 分，共 40 分） （1）用热力学原理简述氧势图中各直线位置的意义。 （2）试写出多元系铁溶液中组元的相互作用系数 eij 的表达式。 （3）简述熔渣分子结构理论的假设条件。 （4）简述正规溶液的定义。 （5）试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？ （6）简述三元系的重心规则。 （7）多相反应与均相反应的差异？在处理动力学问题上有什么不同？ （8）简述双膜理论。 （9）写出活性孔隙半径表达式。 （10）−
北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考题冶金物理化学
北 京 科 技 大 学2012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2 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。
=============================================================================================================一、简答题（每小题7分，共70分）1）试用热力学原理简述碳氧反应可能的产物及得到这些产物的条件？2）简述熔渣完全离子结构理论模型的假设条件。
3）描述溶液中活度的三种标准态的热力学特征？4）试简单推导当O 2的气相分压大于10-5MPa 时硫容量的表达式。
5）试推导：在铁液中（等温、等压下），除铁元素之外的其他组元的浓度都趋于零时，组元以1%为标准态的活度系数的表达式（即Wagner 模型）。
6）试推导正规溶液的过剩摩尔自由能E mix m G ∆、过剩摩尔熵E mix m S ∆和过剩摩尔焓E mix m H ∆。
7) 试讨论：为什么由有效边界层的概念得到的多相反应动力学基本方程总是 )(b s d c c k J -=而不是 d b s ()J k c c =-？8）在真空下吹氩脱碳是冶炼超低碳钢的主要方法，用冶金动力学原理简述真空中钢包底吹氩过程钢液中溶解的碳和氧反应机理？对钢液中碳的浓度很低时，讨论可能的限制环节是哪一步？9）试讨论溶质渗透理论和表面更新理论的传质系数K d 的形式，哪一个更准确？10）推导在铁液深度为H 的耐火材料的器壁上，所有可能的活性气隙的孔径上能产生的最大气泡体积（刚要脱离活性气隙的哪一刻）是多少？二、（25分）将含[%] 3.5,[%]0.6C Si ==的铁水兑入转炉中，在1300℃下吹氧炼钢，假定气体压力为51.0132510pa ⨯，钢液表面的渣中（以纯物质为标准态）2SiO的活度为0.2。
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=。
北科冶金复试历年真题汇总
北科冶⾦复试历年真题汇总北京科技⼤学2012年硕⼠学位研究⽣复试（专业课）试题试题编号：试题名称：冶⾦⼯程专业综合（钢铁冶⾦⽅向）（共 2 页）适⽤专业：冶⾦⼯程（钢铁冶⾦⽅向）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。
②考试⽤具：=============================================================================================⼀、简答题（(1)～(6)题每题5分，(7)～(11)题每题10分，共计80分）(1) 简述转炉炼钢脱磷特点。
（5分）(2) 简述连铸坯的常见缺陷。
（5分）(3) 什么是凝固偏析？⽣产⼯艺中可采取哪些措施控制偏析的产⽣？（5分）(4) 烧结矿固结机理是什么？（5分）(5) 什么叫铝硅⽐？拜⽿法与烧结法对铝⼟矿铝硅⽐的要求是什么？（5分）(6) 分析“管道⾏程”的形成机理及其对⾼炉冶炼的危害。
（5分）(7) 简述富氧⿎风对⾼炉冶炼的影响及其原因。
（10分）(8) 冰铜吹炼可分为哪两个周期，其主要化学反应是什么？（10分）(9) 简述由钛铁矿为原料⽤镁热还原法（Kroll法）制取海绵钛的主要步骤。
（10分）(10) 熔融盐电解提取稀⼟⾦属有氯化物和氟化物两种体系，请描述它们的相似点和差异。
（10分）(11) 简述湿法冶⾦⼀般包括的主要步骤及各步骤的作⽤。
（10分）⼆、论述题（每题10分，共计50分）(1) 钢液的⼆次精炼中喷吹氩⽓的原理和作⽤是什么？哪些常见⼆次精炼⼯艺中具有喷吹氩⽓的功能？（10分）(2) 炼钢过程中有哪⼏种常见的脱氧⽅法？试论述各种脱氧⽅法的原理及应⽤。
（10分）(3) 应⽤“叉⼦曲线”⽐较分析CO、H2还原铁矿⽯的热⼒学特点，并阐述⾼炉逆流式反应器反应过程的合理性（10分）(4) 简述光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪三种测试⽅法的作⽤，并叙述如何利⽤该三种⽅法确定炉渣物相。
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试题编号： 809 适用专业：
试题名称：
冶金物理化学
（共 2 页）
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。
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中扩散传质本质的理解，具体答题应当按照边界层理论，进行推导得来。参见书 本105-107页。 8）在真空下吹氩脱碳是冶炼超低碳钢的主要方法，用冶金动力学原理简述真空 中钢包底吹氩过程钢液中溶解的碳和氧反应机理？对钢液中碳的浓度很低时， 讨 论可能的限制环节是哪一步？ 解析：此题考点是要求掌握的气泡冶金动力学模型，属于气液反应动力学里面的 内容。真空中钢包底吹氩气过程钢液溶解的碳和氧的反应机理很简单，就是利用 氩气的稀释作用，降低气泡中的一氧化碳分压，促使碳氧反应的进行，以一氧化 碳的形式去除钢液中的碳。反应机理1）溶解在钢种的氧和碳通过钢液边界层扩 散到气泡表面；2）在氩气泡表面发生化学反应；3）生成的一氧化碳从气泡表面
北京科技大学冶金物理化学真题解析-2012 年 3 版权所有，翻印必究
2013 年考研专业课真题解析系列
还原的区别。 2）简述熔渣完全离子结构理论模型的假设条件。 解析：此题很简单，熔渣的完全离子结构理论和分子结构理论的假设条件与其相 应的活度计算都是要求掌握的内容。见书51页。 3）描述溶液中活度的三种标准态的热力学特征？ 解析：此题是对活度的三种标准态进行考察，热力学特征即是说明标准态时的特 征值，并且说明取得这三种常用标准态的条件。见书32和35页。要搞清参考态与 标准态的区别，一般来说，参考态主要是针对亨利活度来设定的。因为稀溶液中 纯溶质的蒸汽压不符合亨利定律，而 [%i] 1 时，也往往不符合亨利定律，因此， 必须以理想稀溶液为参考，求出 xi 1或者[%i ] 1时的亨利常数k H ,i 和k %,i 。所以 亨利活度的参考态表述为“以假想纯物质仍符合亨利定律为标准态，以理想溶液 为参考态；或以假想 [%i] 1 时的溶液仍符合亨利定律为标准态，以理想稀溶液 为参考态。要注意，标准态是个点状态，参考态是个线状态。 4）试简单推导当O2的气相分压大于10-5MPa时硫容量的表达式。 解析：此题为常规考点，已经强调很多遍，但是应推导熟练。（书263页）脱硫 的化学方程式及热力学条件分析也要注意，见283-286页。 5）试推导：在铁液中（等温、等压下），除铁元素之外的其他组元的浓度都趋 于零时，组元以1%为标准态的活度系数的表达式（即Wagner模型）。 解析：此题属于考纲范围内，许多考生知道相互作用系数的意义，但是不会推导 瓦格纳模型，因此，在复习时，切忌死记硬背，应该在理解的基础上进行记忆。 即为当铁 推导过程见书本41页。 注意 eij 即定浓度活度相互作用系数的物理意义， 液中组元 i 的浓度保持不变时， j 组元的质量分数每增加1%时，所引起的 i 组元 活度系数对数值的改变。
北京科技大学冶金物理化学真题解析-2012 年
4
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2013 年考研专业课真题解析系列
E E 和过剩摩尔焓 、过剩摩尔熵 mix S m 6）试推导正规溶液的过剩摩尔自由能 mix Gm E mix H m 。
解析：此题考查正规溶液的性质，属于常规考点，相关推导已经要求熟练掌握。 主要考查考生对正规溶液性质的理解程度及推导的熟练程度。推导过程见书43 页-44页。正规溶液的其他性质也要求熟练掌握。 7) 试讨论：为什么由有效边界层的概念得到的多相反应动力学基本方程总是 J k d (c s c b )
三、 （25 分）对于如下三元系相图，成分为 M2 点的液相，用相图的相关原理分 析其冷却过程，并划出冷却曲线。
四、 （30 分）在石墨坩埚内进行高炉渣中 CaO 对铁水的脱硫实验，温度为 1500 ℃。试求：1）写出脱硫反应，并分析高炉渣脱硫反应的机理； 2）铁水中的[s]含量从 0.80％降至 0.023％所需的时间。 已知：1）渣-铁界面上 S 的平衡浓度为 0.013％； 2）S 在铁水中的扩散是脱 S 反应的限制环节； 3）
2 试题逐题分析
2.1 简答题方面，试题强调对基本概念的理解
1）试用热力学原理简述碳氧反应可能的产物及得到这些产物的条件？ 解析：此道题考查了基本的碳氧反应产物及得到该产物的条件，主要是分清楚是 碳过量还是氧过量，然后对产物进行分析，可能会有三种情况，产物为 CO 、产 物为 CO2 、产物为 CO和CO2 的混合物。相关条件主要从碳和氧气的摩尔比来进 行确定。此题考点集中在固体氧化物的还原方面。另外应该注意直接还原和间接
2013 年考研专业课真题解析系列
海文考研专业课真题评讲系列
北京科技大学专业课冶金物理化学真题评述
2012 年试卷分析
点评人：谷宗喜
1 试卷呈现的特点
本套试卷是北京科技大学 2012 年冶金工程专业冶金物理化学研究生入学考 试真题， 本套试卷呈现的特点是考点新颖、 灵活。 所有考点均在大纲要求范围内， 如果备考复习时未认真全面的复习，想拿高分比较难。 与往年比较来看，初试试题难度在加大，仅仅知其然还不行，还必须知其所 以然。本套试题着重考查了考生对基本概念的思辨能力，而不是仅仅从知识角度 来考查考生知不知道这类知识，更是加强了对相关知识的深刻理解。另外一个显 著特点是，动力学大题在 2009-2011 三年考查的都是气固反应动力学（考查未反 应核膜型） ，而今年考查了液液反应动力学，其中夹杂着计算与基本理论。这就 要求我们不能押题， 而是要脚踏实地的把各个需要复习的章节与内容都能复习到 位。 总体来看，本套试题新颖，对考点把握很准确，可以给考生备考复习起到指 引作用。这套试题告诉我们，应该更加重视对基本概念的理解，应该参考其他书 本，对相关概念搞懂搞透。
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扩散到气泡内部，并随气泡上浮排出。参见书本135页。 9）试讨论溶质渗透理论和表面更新理论的传质系数 Kd 的形式，哪一个更准确？ 解析：多相反应基本理论中这两种理论均要求掌握，溶质渗透理论：统计分布规 律，取表面更新率为 S ,进而得到传质系数 k d DS ，并且认为流体2和流体1的 接触时间是一定的， 而且传质为非稳态； 表面更新理论： 也是气液传质理论模型， 流体微团在表面上的更新不同时进行，主要从两者的假设分析，丹克沃茨通过对 溶质渗透理论的修正而发展出表面更新理论，两者区别：表面更新理论认为表面 更新过程是随时间进行的，而溶质渗透理论每隔一定时间周期性的发生。表面更 新理论更深刻的揭示了对流传质过程的物理本质——非定态扩散和表面更新， 因 此表面更新理论更能真实的描述流体情况，所得的传质系数更为准确。参见书本 110-113页。 10）推导在铁液深度为 H 的耐火材料的器壁上， 所有可能的活性气隙的孔径上能 产生的最大气泡体积（刚要脱离活性气隙的哪一刻）是多少？ 解析：此题是以前考点的翻版，主要是考查非均相中气泡形成机理，经推导可以
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溶质渗透理论和表面更新理论基本假设以及公式推导最好掌握， 以免 要求公式推导。 另外， 炼钢过程中一氧化碳气泡长大的机理要求会叙 述，真空冶金过程脱气动力学模型也要求掌握。
Si c 0.11, eSi 0.18 已知： ecc 0.14, ecSi 0.08, eSi
1 C( S ) O2 CO 2
Si(l ) O2 SiO2( S ) C( s ) [C ]% Si(l ) [ Si ]%
G 117990 84.35T ( J / mol ) G 947680 196.86T ( J / mol ) G 22590 42.26T ( J / mol ) G 131550 17.24T ( J / mol )
而不是
J kd (cb cs ) ？
解析：此题思辨程度很强，要求首先应该知道 c s 和 cb 的意义， c s 指的是由流体 c 表面向流体内传输的物质在固体和流体界面的浓度， b 指的是该物质在浓度边界 层外流体内部的浓度。应该知道， J 的值始终应当为正值，流体表面向流体内传 输的物质在固体和流体界面浓度是扩散源， 其浓度肯定要比在该物质在浓度边界 层为流体内部的浓度大，也就是 c s 始终是大于 cb 的。此题考查的是边界层理论
Am s =0.43cm2·cm-3, Vm
D(s)=4×10-5cm2·s-1,
m =0.03cm,
其中，Vm 和 Am-s 分别为铁水体积和铁-渣界面积， m 和 D(s) 分别为铁渣界面铁 水一侧有效边界层厚度和硫在铁水中扩散系数。
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北 京 科 技 大 学 2012 年硕士学位研究生入学考试试题
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的活度为 0.2。 试问： 1）此时铁水中的碳和硅哪个先氧化？ 2）如果是碳和硅其中的一个先氧化，氧化到什么程度另一个开始氧化？（注： 只写出条件，不须计算碳和硅的具体浓度；假设钢液表面的渣中以纯物质为标准 态的 SiO2 的活度始终为 0.2） 。
一、简答题（每小题7分，共70分） 1）试用热力学原理简述碳氧反应可能的产物及得到这些产物的条件？ 2）简述熔渣完全离子结构理论模型的假设条件。 3）描述溶液中活度的三种标准态的热力学特征？ 4）试简单推导当O2的气相分压大于10-5MPa时硫容量的表达式。 5）试推导：在铁液中（等温、等压下），除铁元素之外的其他组元的浓度都趋 于零时，组元以1%为标准态的活度系数的表达式（即Wagner模型）。