Question

14．將氧化鐵還原為鐵的技術(shù)在人類文明的進(jìn)步中占有十分重要的地位．煉鐵高爐中發(fā)生的關(guān)鍵反應(yīng)如下：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H═-393.5kJ/mol
CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H═+172.46kJ/mol
Fe₂O₃+CO→Fe+CO₂
若已知：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H═-648.42kJ/mol
根據(jù)上面三個(gè)熱化學(xué)方程式，回答下列問題：
①高爐內(nèi)Fe₂O₃被CO還原為Fe的熱化學(xué)方程式為Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-524.74kJ•mol^-1．
②煉制含鐵96%的生鐵時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)中所需焦炭遠(yuǎn)高于理論用量，其原因是焦炭沒有被充分利用．

Answer 1

分析 ①①C（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
則根據(jù)蓋斯定律①×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{3}{2}$+③進(jìn)行分析計(jì)算；
②用焦炭煉鐵的過程中，有部分C生成二氧化碳，沒有參與還原氧化鐵的反應(yīng)．

解答 解：①由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=-324.21kJ•mol^-1
則根據(jù)蓋斯定律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×$\frac{3}{2}$+324.2=-524.74kJ•mol^-1，
故答案為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-524.74kJ•mol^-1；
②用焦炭煉鐵的過程中，有部分C生成二氧化碳，沒有參與還原氧化鐵的反應(yīng)，也就是焦炭沒有被充分利用，故答案為：焦炭沒有被充分利用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律的應(yīng)用以及化學(xué)反應(yīng)與工業(yè)生產(chǎn)，正確應(yīng)用蓋斯定律是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．