题目内容

1.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)△H=-393.5kJ/mo1
CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H=+172.46kJ/mo1
Fe2O3+CO→Fe+CO2
若已知:$2Fe(s)+\frac{3}{2}{O_2}(g)═F{e_2}{O_3}(S)△H=-824.21kJ/mo1$
根据上面三个热化学反应方程式,回答下列问题:
(1)CO的燃烧热为282.98KJ/mol;写出其热化学反应方程式CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-282.98KJ/mol.
(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学反应方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.74kJ•mol-1.
(3)炼制1t含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是0.31t.(保留两位有效数字)

分析 (1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,结合热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(2)①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
②CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H=172.46kJ•mol-1
③2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)═Fe2O3(s)△H=-824.21kJ•mol-1
则根据盖斯定律①×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{3}{2}$-③进行分析计算;
(3)根据炼铁的方程式2C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO,Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2进行计算.

解答 解:(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJ•mol-1 
②CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=172.46 kJ•mol-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)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-282.98KJ/mol,
故答案为:282.98KJ/mol,CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-282.98KJ/mol;
(2)①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
②CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H=172.46kJ•mol-1
③2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)═Fe2O3(s)△H=-824.21kJ•mol-1
则根据盖斯定律①×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{3}{2}$--③,得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-393.5×$\frac{3}{2}$-172.46×$\frac{3}{2}$+824.2=-24.74kJ•mol-1,
故答案为:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.74kJ•mol-1;
(3)设CO质量为x
Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
          84             112
         x               0.96t
x=0.72t
设C的质量为y
2C+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO
24               56
y                 0.72t
y=0.31t
故答案为:0.31t;

点评 本题考查盖斯定律的应用以及化学方程式的有关计算,正确应用盖斯定律是解本题关键,题目难度不大.

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