2023届高中化学人教版二轮专题复习第59讲-热重曲线（学案）

第59讲-热重曲线分析知识重构酸、碱、盐的分解酸eq\o(→,\s\up7(△))酸性氧化物+水如：H2SiO3eq\o(,\s\up6(△))SiO2+H2O↑（2）碱eq\o(→,\s\up7(△))碱性氧化物+水如：2Al(OH)3eq\o(,\s\up6(△))Al2O3+3H2O↑（3）盐分解①含氧酸金属盐盐eq\o(→,\s\up7(△))碱性氧化物+酸性氧化物如CaCO3eq\o(,\s\up6(△))CaO+CO2↑CuSO4·5H2Oeq\o(,\s\up6(△))CuO+SO3+5H2O2FeSO4eq\o(,\s\up6(△))Fe2O3+SO2↑+SO3↑CaC2O4eq\o(,\s\up6(△))CaO+CO2↑+CO↑②铵盐铵盐eq\o(→,\s\up7(△))氨气+酸如NH4Cleq\o(,\s\up6(△))NH3↑+HCl↑NH4HCO3eq\o(,\s\up6(△))NH3↑+H2O+CO2↑NH4NO3eq\o(,\s\up6(△))N2O↑+H2O上述分解过程中，如果生成的物质不稳定还会继续分解；如果生成的物质具有氧化性、还原性彼此之间还会继续反应生成稳定的物质。上述如果热重实验的气氛为空气，则加热过程中可能被氧化，而得到稳定的氧化产物。热重分析仪及其工作原理热重分析(TG或TGA)使样品处于一定的温度程序(升降恒温)控制下，观察样品的质量随温度或时间的变化过程，获取失重温度(起始点，峰值，终止点等)、失重量以及分解残留量等相关信息。横坐标：温度或时间纵坐标：样品质量或固体残留率或失重率 固体残留率=剩余固体质量样品起始质量失重率=样品起始质量-二、重温经典1.正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化曲线如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体成分为________(填化学式，下同)；A点固体成分，B点固体成分为________。Co(OH)2的热重曲线【答案】CoOCo3O4和Co2O3【解析】Co(OH)2的摩尔质量为93g/mol，设Co(OH)2的物质的量为1mol，则C点1000℃时失重的质量为1mol×93g/mol×(1－80.65%)＝18g，即1molH2O，根据质量守恒定律，化学反应方程式为Co(OH)2CoO＋H2O。1000℃时剩余固体的成分为CoO。B点500℃时失重的质量为1mol×93g/mol×(1－86.38%)＝12.7g。已知290℃时Co(OH)2已完全脱水，1molCo(OH)2脱水成CoO时应失重的质量为18g，因为500℃时失重的质量不到18g，所以一定有氧气进入，使钴元素的化合价发生了变化。进入氧元素的物质的量为n(O)＝eq\f(18g－12.7g,16g/mol)＝eq\f(1,3)mol，即可表述为CoO·Oeq\f(1,3)，整理得化学式为Co3O4。同理，A点290℃时失重的质量为1mol×93g/mol×(1－89.25%)＝10g，进入氧元素的物质的量为n(O)＝eq\f(18g－10g,16g/mol)＝0.5mol，即可表述为CoO·O，整理得化学式为Co2O3。所以在350～400℃范围剩余固体是Co3O4和Co2O3的混合物。2.（2015年通州模拟，27）将25.0g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量，固体质量随温度的升高而变化的曲线如图1所示。请认真分析图1，填写以下空白：（1）30℃～110℃间所得固体的化学式是;（2）650℃～1000℃间所得固体的化学式是;（3）温度高于1000℃所得固体的化学式是。-H2O-SO3【答案】（1）CuSO4·3H2O（2）CuO（3-H2O-SO325016080【解析】根据物质分解模型CuSO4·5H2OCuSO4CuO25016080对比题中数据，可知30℃、650℃、1000℃时固体分别为CuSO4·5H2O、CuSO4、CuO，因此在650℃～1000℃加热阶段最终所得固体的化学式为CuO。为计算简单，纵坐标扩大10倍。由于30℃~110℃时固体失重36g水，则110℃固体的化学式为CuSO4·3H2O。1000℃时固体已经是金属氧化物，质量减轻是失氧的过程，失氧的物质的量为，则生成的金属氧化物可写为CuO整理得化学式为Cu2O，所以温度高于1000℃所得固体的化学式为Cu2O。3.（2022年全国乙卷改编）()的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物酸性:N<BC.100~200℃阶段热分解失去4个℃热分解后生成固体化合物【答案】D常关系式:2NH4B5O8·4H2O~5B2O3，B2O3的相对分子质量为70，5×702×273×100%≈64.1%，D4.（2000年广东卷）下图是100mgCaC2O4·H2O受热分解时，所得固体质量随温度变化的曲线。试利用图中信息结合所学的知识，回答下列各问题：(1)温度分别为t1和t2时，固体产物的化学式A是____________，B是：_____________。(2)由CaC2O4·H2O得到A的化学方程式为_________________________。(3)由A得到B的化学方程式为___________________________________。(4)由图计算产物C的分子量，并推断C的合理的化学式。【答案】（1）CaC2O4CaCO3（2）CaC2O4·H2Oeq\o(,\s\up6(△))CaC2O4+H2O↑CaC2O4eq\o(,\s\up6(△))CaCO3+CO↑（4）C的相对分子质量为，C的化学式为CaO。【解析】（1）由表中数据可知A为CaC2O4、B为CaCO3。故答案为：CaC2O4；CaCO3．（2）A为CaC2O4，CaC2O4•H2O分解生成CaC2O4与H2O，该温度下，水为气态，反应方程式为CaC2O4·H2Oeq\o(,\s\up6(△))CaC2O4+H2O↑(3)A为CaC2O4，B为CaCO3，所以CaC2O4分解生成CaCO3与CO反应方程式为CaC2O4eq\o(,\s\up6(△))CaCO3+CO↑(4)通过分解产物分析，C的化学式是CaO5.（2014全国高考）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点样品失重4.0%(即eq\f(样品起始质量－a点固体质量,样品起始质量)×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值_________。【答案】，2:3【解析】根据PbO2PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑(注PbO2相对分子质量为239)，由eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0%，得x＝2－eq\f(239×4.0%,16)，根据mPbO2·nPbO，得eq\f(2m＋n,m＋n)＝，eq\f(m,n)＝eq\f(0.4,0.6)＝eq\f(2,3)。三、模型建构“两步法”突破热重曲线分析及计算题四、名师导学热重分析题常出现在高考化学试题中，其解题思路依托于学生的知识迁移和方