Question

【題目】(B類題)將氧化鐵還原為鐵的技術在人類文明的進步中占有十分重要的地位。煉鐵高爐中發生的關鍵反應如下：

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

根據上面三個熱化學方程式，回答下列問題：

(1)CO的燃燒熱為____________；寫出其熱化學方程式 。

(2)高爐內Fe2O3被CO還原為Fe的熱化學方程式為 。

(3)煉制1 t(噸)含鐵96%的生鐵所需焦炭的理論用量是________t(結果保留兩位有效數字)，實際生產中所需焦炭遠高于理論用量，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；焦炭沒有被充分利用(或其他合理說法也正確) ；

【解析】

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

②CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=172.46 kJmol-1，依據蓋斯定律計算①-②得到：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-565.96KJ/mol，依據燃燒熱概念可知，一氧化碳燃燒熱為282.98KJ/mol，

熱化學方程式為：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，

則根據蓋斯定律①×-②×-③，得：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)

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

(3)設CO質量為x，C的質量為y

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 2C+O22CO

84 112 24 56

x 0.96t y 0.72t

x=0.72t，y=0.31t，又焦炭沒有被充分利用，所以實際生產中所需焦炭遠高于理論用量，故答案為：0.31；焦炭沒有被充分利用。