题目

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将n摩尔木炭粉和1摩尔氧化亚铁在反应器中混合,隔绝空气加强热
1 若n4,充分反应后,反应器中的固体物质是（）,气体产物是（）
3 若反应的气体产物是混合物,则n的取值范围是（）
4 若反应的气体产物是混合物,且混合气体中CO和CO2的物质的量相等,则n的值为（）

提问时间：2021-02-03

答案

加热条件下C和FeO有两个反应：
2FeO+C=2Fe+CO2 ①
FeO+C=Fe+CO ②
其实反应②的原理是C超过FeO摩尔数的一半时,在2FeO+C=2Fe+CO2之后过量C继续与CO2反应,C+CO2=2CO（条件都是高温）
就是说：
当n＜1/2的时候FeO过量,所有的碳都生成了CO2,剩余固体是Fe和过量剩余的FeO
当n=1/2的时候正好所有的FeO和C完全反应生成Fe和CO2
当1/2＜n＜1的时候1摩尔FeO先和1/2摩尔C反应转化成FeO和CO2,然后过量的C再与部分CO2反应生成CO.所以反应结束后固体是Fe,气体是CO2和CO
当n=1的时候过量的C正好与CO2完全反应,反应结束后固体是Fe,气体只有CO
当n＞1的时候碳继续过量.于是完全反应后还有固体C剩余.就是说反应结束后固体是Fe和C,气体是CO
前三问自己对照答案吧.都解释清楚了
第四问说CO和CO2摩尔数相等,因为这个反应是先生成CO2,然后CO是通过C+CO2=2CO这个反应生成的,生成CO的摩尔数是消耗的CO2的两倍.所以消耗的CO2是CO2总量的1/3,而反应消耗的C和消耗的CO2摩尔数相等.
因为2FeO+C=2Fe+CO2,其中FeO是1摩尔,所以生成了1/2摩尔的CO2,这一阶段有1/2摩尔的碳消耗掉.然后接下来有1/3即1/6摩尔的CO2和C发生反应生成CO,所以又消耗了1/6摩尔的C.
所以总的需要2/3摩尔的碳,即n=2/3.