Question

【題目】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）△H=﹣393.5kJ/mol
CO2（g）+C（s）═2CO（g）△H=+172.46kJ/mol
Fe2O3+CO→Fe+CO2
若已知：2Fe（s）+ O2（g）═Fe2O3（s）△H=﹣824.21kJ/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1t（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）282.98KJ/mol；CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=﹣282.98KJ/mol
（2）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣24.73kJ?mol﹣1
（3）0.31；焦炭沒有被充分利用
【解析】解：（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，
所以答案是：282.98KJ/mol，CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=﹣282.98KJ/mol；（2）①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1②CO2（g）+C（s）═2CO（g）△H=172.46kJmol﹣1③2Fe（s）+ O2（g）═Fe2O3（s）△H=﹣824.21kJ/mol
則根據蓋斯定律①× ﹣②× +③，得Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣393.5× ﹣172.46× +824.21=﹣24.73kJmol﹣1 ，
所以答案是：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣24.73kJmol﹣1；（3）設CO質量為x

Fe2O3	+	3CO		2Fe	+	3CO2
		84		112
		x		0.96t

x=0.72t
設C的質量為y

2C	+	O2		2CO
24				56
y				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，
所以答案是：0.31；焦炭沒有被充分利用．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解燃燒熱的相關知識，掌握在101kPa時1mol H2物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的能量，叫該物質的燃燒熱．