Question

1．（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•mol^-1
CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H=172.46kJ•mol^-1
Fe₂O₃+CO→Fe+CO₂
已知：2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Fe₂O₃（s）△H=-824.21kJ•mol^-1
写出高炉内Fe₂O₃被CO还原为Fe的热化学方程式：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.74kJ•mol^-1．
（2）炼制1t（吨）含铁96%的生铁需焦炭的理论用量是0.3086t，实际生产中所需焦炭远高于理论用量，其原因是焦炭没有被充分利用．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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=-393.5kJ•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；
（2）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{\;点燃\;}}{\;}$2CO
24        56
y       0.72t
y=0.3086t
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：0.3086；焦炭没有被充分利用．

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．