Question

【题目】(B类题)将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下：

C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝-393.5 kJ/mol

CO2(g)＋C(s)=2CO(g) ΔH＝＋172.46 kJ/mol

Fe2O3＋CO→Fe＋CO2

若已知：2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s) ΔH＝-824.21 kJ/mol

根据上面三个热化学方程式，回答下列问题：

(1)CO的燃烧热为____________；写出其热化学方程式 。

(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为 。

(3)炼制1 t(吨)含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是________t(结果保留两位有效数字)，实际生产中所需焦炭远高于理论用量，其原因是 。

Answer 1

【答案】

(1)282.98 kJ·mol-1；CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝-282.98 kJ·mol-1；

(2)Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝-24.73 kJ·mol-1；

(3)0.31；焦炭没有被充分利用(或其他合理说法也正确) ；

【解析】

试题分析：(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1，

②CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=172.46 kJmol-1，依据盖斯定律计算①-②得到：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-565.96KJ/mol，依据燃烧热概念可知，一氧化碳燃烧热为282.98KJ/mol，

热化学方程式为：CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-282.98KJ/mol；

(2)①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJmol-1，

②CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H=172.46kJmol-1，

③2Fe(s)+ O2(g)═Fe2O3(s)△H=-824.21kJmol-1，

则根据盖斯定律①×-②×-③，得：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)

△H=-393.5×-172.46×+824.2=-24.74kJmol-1；

(3)设CO质量为x，C的质量为y

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 2C+O22CO

84 112 24 56

x 0.96t y 0.72t

x=0.72t，y=0.31t，又焦炭没有被充分利用，所以实际生产中所需焦炭远高于理论用量，故答案为：0.31；焦炭没有被充分利用。