第59讲-热重曲线分析(课件)

第59讲热重曲线分析2023：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座

2023重温经典模型建构名师导学2023知识重构重温经典模型建构名师导学2023知识重构一、酸、碱、盐的分解（1）酸

酸性氧化物+水

（2）碱

碱性氧化物+水

如：2Al(OH)3

Al2O3+3H2O↑（3）盐分解

①含氧酸金属盐

如

盐

碱性氧化物+酸性氧化物

②铵盐

铵盐

氨气+酸△△△△

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。△△

CuSO4·5H2O

CuO+SO3↑+5H2O

2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑

CaC2O4

CaO+CO2↑+CO↑△△△CaCO3CaO+CO2↑△如：H2SiO3

SiO2+H2O↑

二、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=

×100%失重率=

×100%惰性氛围（N2氛围）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。重温经典模型建构名师导学2023知识重构例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)；在A点固体成分

，B点物质成分为

。CoOCo3O4A点B点O27580.65%9318O2Co2O3【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)2

CoO＋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)=mol，即可表述为

，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)=0mol，即可表述为CoO·O0.5，整理得化学式为Co2O3。△例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

。△m=36CuSO4△m=8n(O)=0.5molCuOCu2OCuSO4·3H2O25016080

CuO0.5即Cu2O【解析】根据物质分解模型CuSO4·5H2O

CuSO4

CuO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0.5mol，则生成的金属氧化物可写为CuO0.5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。√例3.（2022年全国乙卷改编）化合物(NH4B5O8·4H2O)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。该化合物的热重曲线如图所示，在不同温度下热分解质量百分数与温度的对应关系如图，下列叙述正确的是()A.各元素对应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H2OD.500℃热分解后生成固体化合物B2O3NH4B5O8·4H2ONH4B5O8

-H2O-NH327320117573.6%64.1%-H2O【解析】单质硼，常温下为固体，A错误；B的最高价氧化物的水化物为H3BO3，N的最高价氧化物的水化物为HNO3,酸性:H3BO3<HNO3，B错误;NH4B5O8·4H2O的相对分子质量为273，NH4B5O8的相对分子质量为201，

≈73.6%，不是80.2%，C错误；热分解后的最终固体若为B2O3，根据硼元素守恒可得关系式:2NH4B5O8·4H2O~5B2O3，B2O3的相对分子质量为70，

×100%≈64.1%，D正确。例4.（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。CaC2O4·H2OCaC2O4CaCO3CaO1461281005687.7%68.5%38.4%-H2O-CO-CO2CaCO3C的相对分子质量为55.48，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•H2O

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CaC2O4

CaCO3+CO↑．(4)通过分解产物分析，C的化学式是CaO质量分数87.7%%68.5%38.4%△△例5.（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

×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_________。PbO2-OPbO239213PbOx-O失重质量分数即为失去的氧的质量分数（2-x）x16239=4%x=1.4根据mPbO2·nPbO，m＋n(2m＋n)＝1.41n(Pb)n(O)＝nm0.40.632＝＝即为：2PbO2·3PbO重温经典模型建构名师导学2023知识重构“两步法”突破热重曲线分析及计算题第一步依据分解规律