高中化学奥林匹克竞赛辅导资料化学热力学基础
高中化学奥林匹克竞赛辅导资料
化学热力学基础
【竞赛要求】
热力学能（内能）、焓、热容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程极其应用。范特霍夫标准熵及其应用。
【知识梳理】
一、基本概念
1、体系和环境
体系：我们研究的对象，称为体系。
环境：体系以外的其它部分，称为环境。
按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系，将体系分为三类：
（1）敞开体系：既有物质交换，也有能量交换。
（2）封闭体系：无物质交换，有能量交换。
（3）孤立体系：既无物质交换，也无能量交换。
例如：一个敞开瓶口，盛满热水的瓶子，水为体系，则是敞开体系; 若加上一个盖子，则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶（保温瓶），则变成孤立体系。热力学上研究得多的是封闭体系。
2、状态和状态函数
状态：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式，称为体系的状态。
状态函数：确定体系状态的物理量，是状态函数。例：某理想气体体系n = 1 mol，p = 1.013×105 Pa，V = 22.4 dm3，T = 273 K这就是一种存在状态（我们称其处于一种标准状态）。是由n，p，V，T所确定下来的体系的一种状态，因而n，p，V，T都是体系的状态函数。状态一定，则体系的状态函数一定。体系的一个或几个状态函数发生了变化，则体系的状态也要发生变化。
始态和终态：体系变化前的状态为始态；变化后的状态为终态。状态函数的改变量：状态变化始态和终态一经确定，则状态函数的改变量是一定的。
例如：温度的改变量用△T表示，则△T = T
终－T
始
同样理解△n，△p，△V等的
意义。
3、过程和途径
过程：体系的状态发生变化，从始态到终态，我们说经历了一个热力学过程。简称过程。若体系在恒温条件下发生了状态变化，我们说体系的变化为“恒温过程”，同样理解“恒压过程”、“恒容过程”。若体系变化时和环境之间无热量交换，则称为之“绝热过程”。
途径：完成一个热力学过程，可以采取不同的方式。我们把每种具体的方式，称为一种途径。过程着重于始态和终态；而途径着重于具体方式。
状态函数改变量，取决于始终态，无论途径如何不同。如上述过程的两种途径中：
4、体积功
化学反应过程中，经常发生体积变化。体系反抗外压改变体积，产生体积功。设：在一截面积为S的圆柱形筒内发生化学反应，体系反抗外压p膨胀，活塞从I 位移动到II 位。
这种W =－p·△V称
为体积功，以W
体表示。若体积变化△V = 0，则W
体
= 0我们研究的体系与过程，若不加以
特别说明，可以认为只做体积功。即：W = W
体
5、热力学能（内能）
体系内部所有能量之和，包括分子原子的动能，势能，核能，电子的动能……，以及一些尚未研究的能量，热力学上用符号U表示。
虽然体系的内能尚不能求得，但是体系的状态一定时，内能是一个固定值，因此，U是体系的状态函数。
体系的状态发生变化，始终态一定，则内能变化（△U）是一定值，△U = U
终－U
始
理想气体是最简单的体系，可以认为理想气体的内能只是温度的函数，温度一定，则U 一定。即△T = 0，则△U = 0。
二、热力学第一定律
1、热力学第一定律的表示
某体系由状态I 变化到状态II，在这一过程中体系吸热Q，做功(体积功) W，体系的内能改变量用△U表示，则有：
△U = Q + W（3-1）
体系的内能变化量等于体系从环境吸收的热量加上环境对体系所做的功。显然，热力学第一定律的实质是能量守恒
例如：某过程中，体系吸热100 J，对环境做功20 J，求体系的内能改变量和环境的内能改变量。
由第一定律表达式：△U = Q + W = 100 J －20 J = 80 J 从环境考虑，吸热－100 J，做功－20 J，所以：
△U
环
= (－100 J) －(－20 J) = －80 J 体系的内能增加了80 J，环境的内能减少了80 J。
2、功和热
（1）功和热的符号规定
Q是指体系吸收的热量。体系吸热为正；放热为负。
W是指体系对环境所做的功。体系对环境做功为负值；环境对体系做功为正值。
（2）功和热与途径有关
体系由同一始态经不同途径变化到同一终态时，不同途径作的功和热量变化不同，所以功和热不是状态函数。只提出过程的始终态，而不提出具体途径时，是不能计算功和热的。
三、热化学
1、化学反应的热效应
当生成物的温度恢复到反应物的温度时，化学反应中所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应，简称反应热（无非体积功）。
（1）恒容反应热
恒容反应中，△V = 0，故W =－p·△V = 0
则有：△r U = Q
v +W = Q
v
即：
△r U = Q
v
（3-2）
Q
v 是恒容反应中体系的热量，从△r U = Q
v
可见，在恒容反应中体系所吸收的热量，全
部用来改变体系的内能。
当△r U > 0 时，Q
v
> 0，是吸热反应
△r U < 0 时，Q
v
< 0，是放热反应
则Q
v
和状态函数的改变量△r U建立了联系。
（2）恒压反应热
恒压反应中，△p = 0，
则有：△r U = Q
p + W = Q
p
－p·△V = Q
p
－△(pV)
所以：Q
p
=△r U + △(pV)
Q
p
= △r U +△(pV)
= (U2－U1) + (p2V2－p1V1)
= (U2 + p2V2) －(U1 + p1V1)
U，p，V都是状态函数，所以U + pV也是一个状态函数，
令H = U + pV，则Q
p
=△(U + pV) 即：
△r H = Q
p
（3-3）H称热焓，或焓，是一个新的状态函数。
关于焓H：
H = U + pV，由于U 不可求，故焓H不可求；是一种和能量单位一致的物理量；量度性质，有加合性。对于理想气体，H也只和T有关。
Q
p = △r H说明，在恒压反应中，体系所吸收的热量Q
p
，全部用来改变体系的热焓。
△r H > 0 时，Q
p
> 0，是吸热反应
△r H < 0 时，Q
p
< 0，是放热反应
注意：△r U，Q
v ，△r H，Q
p
的单位均为焦耳J。
（3）Q
p 和Q
v
的关系
同一反应的Q
p 和Q
v
并不相等。
Q
v = △r U，Q
p
= △r U + p△V = △r H
由于两个△r U近似相等(对于理想气体，两个△r U相等)，所以：
Q
p = Q
v
+ p△V
对于无气体参与的液体、固体反应，由于△V很小，故p△V可以忽略，则近似有：
Q
p = Q
v
对于有气体参加反应，△V不能忽略，p△V=△nRT ，所以：
Q
p = Q
v
+△nRT（3-4）
即△r H = △r U +△nRT
对于1摩尔反应在标态下进行，则有：
△r H0
m = △r U0
m
+(
1
2
ν
ν-)RT（3-5）
式中
2
ν是方程式中气态产物化学式前计量数之和，1ν是方程式中气态反应物化学式前计量数之和。
2、热化学方程式
3、盖斯定律
1836年，Hess 提出定律，指出：一个化学反应，不论是一步完成，是分数步完成，其热效应是相同的。
前面讲过，热量的吸收和放出，是和途径相关的。Hess 定律成立的原因，在于当时研究的反应，基本上都是在恒压下进行的。即反应体系压强和外压相等。这时，Q
p
= △r H，H是终态函数，故不受途径影响。亦即，Hess 定律暗含的条件：每步均恒压。
Hess 定律的实际意义：有的反应虽然简单，但其热效应难以测得。例如：C + 1/2O2 = CO，是很简单的反应，但是难于保证产物的纯度，所以，反应热很难直接测定。应用Hess 定律，可以解决这一难题。
4、生成焓
（1）定义：某温度下，由处于标准态的各种元素的指定单质，生成标准态的 1 mol 某物
质时的热效应，叫做该物质的标准摩尔生成焓。简称标准生成焓（或生成焓）。用符号△f H0
m 表示，单位为J·mol－1。
指定单质，通常是最稳定的单质，它的△f H0
m
当然为零。
人们通过大量试验，将298K 时的物质的标准生成热列成表，供查阅使用。如表中可查
到：△f H0
m CO(g)
= －110.5 kJ·mol－1。意思是指CO(g) 的生成热的值，为－110.5 kJ·mol－1，同
时，CO(g) 的生成反应C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) 的△f H0
m
= －110.5 kJ·mol－1（2）标准态
在生成热的定义中，涉及到“标准态”，热力学上，对“标准态”有严格规定：
固态和液态：纯物质为标准态，即：X
i
= 1
溶液中物质A：标准态是浓度b A = 1 mol·kg－1 即：A的质量摩尔浓度为1 mol·kg－1，经常近似为1 mol·dm－3，物质的量浓度。
气体：标准态是指气体分压为 1.013×105 Pa
（3）标准生成热的应用
看如下关系：
根据Hess定律：
△r H0
m
f H
∑?r H
m
(III) =
)
(
生
m
f
H
?
△r H0
m (I) +△r H0
m
(II) =△r H0
m
(III)
所以△r H0
m (II) =△r H0
m
(III)－△r H0
m
(I) 即：
△r H0
m
=)
(
生
m
f
H
∑?－)
(
反
m
f
H
∑?（3-6）
由于各种物质的△r H0
m 有表可查，故利用公式，可以求出各种反应的焓变△r H0
m
，即求出
反应的热效应。
5、燃烧热
热力学规定：在1.013×105Pa 压强下，1mol 物质完全燃烧时的热效应，叫做该物质的标准摩尔燃烧热。简称标准燃烧热(或燃烧热)。
用符号△c H0
m
表示(c为Combustion，燃烧)，单位为kJ·mol－1
对于燃烧热终点的规定，必须严格：
C：CO2(g) H：H2O(l) S：SO2(g) N：NO2(g) Cl：HCl(aq)
用燃烧热计算反应热的公式，可由下图推出：
可知△r H0
m (I) =△r H0
m
(II) +△r H0
m
(III)
所以△r H0
m (II) =△r H0
m
(I) －△r H0
m
(III)即：
△r H0
m
=)
(
反
m
c
H
∑?－)
(
生
m
c
H
∑?（3-7）
常见的有机物的燃烧热有表可查，因此，燃烧热为计算有机反应的反应热，提供了可用的方法。
6、从键能估算反应热
化学反应的实质，是反应物分子中化学键的断裂与生成物中分子的化学键的形成。这些旧键断裂和新键形成过程的热效应的总结果，则是反应热。断键吸热，成键放热。若知道各种键的能量，则可估算反应热：
△r H0
m = )
(反
键能
∑－)
(生
键能
∑（3-8）
由于在不同化合物中，同种键的键能不完全一致，如C2H4和C2H4OH 中的 C — H 键就不一样；再者，定义键能的条件也和反应条件不一致。故利用键能，只能估算反应热。
四、化学反进行的方向
1、化学反应进行的方向
化学反应方向是指反应物和生成物均处于标准态时，反应进行的方向。如当体系中[Ag+] 和[Cl－] 均为1mol·L－1，并与AgCl 固体共存时，反应的方向当然是生成AgCl沉淀。1.013×105 Pa的水蒸气在常温下与水共存，过程的方向当然是液化。反应方向的讨论要结合方式来
谈，我们谈的方向是指在标准态反应自发进行的方向。
非自发过程不等于不能进行，而是不能自发进行。室温298K，冰箱内273K，自发进行的方向是高的变低，低的变高。用致冷机，则发生了非自发的变化，室温变高，冰箱内变低。
2、反应热和温度对反应方向的影响
①C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) △m
Hθ＜0
r
②C7H16(l) + NH3(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) △m
Hθ＜0
r
这些反应放热很大，在常温下可以自发进行；
③HCl(g) + NH3(g) = NH4Cl(s) △m
Hθ＜0
r
④N2O4(g) = 2NO2(g) △m
Hθ＜0
r
放热，在常温下可自发进行。
升高温度，由于反应的△H受温度的影响不大，仍为放热反应。但反应方向发生逆转，即向吸热方向进行。
⑤CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) △m
Hθ＞0
r
⑥NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) △m
Hθ＞0
r
吸热反应，常温下不能自发进行；高温仍吸热，但可以自发进行。许多的吸热反应在常温下不能自发进行。
但并不是所有吸热反应在常温下都不自发进行，如：
⑦Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4SCN(s) = Ba(SCN)2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
这是常温下可自发进行的吸热反应。也并不是所有反应，高温下都发生逆转，如：
⑧N2(g) + 1/2O2(g) = N2O(g)
吸热反应，常温下不自发进行；高温下仍不自发进行。
综上所述，放热反应，一般可自发进行；改变反应温度，有时可使反应方向逆转。但这并不是绝对的。因此，除反应热和温度外，还有其它影响因素。
3、状态函数——熵
（1）混乱度
总结前面的反应，其中违反放热规律的几个反应，其特点是：
③NH4Cl(s) = HCl(g)+ NH3(g) 固体变气体
④N2O4(g) = NO2(g) 气体少变成气体多
⑤CuSO4·5H2O(s) = CuSO4(s) +5H2O(l) 固体变液体
⑥NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(l)+ CO2(g) 固体变液体和气体
⑦Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4SCN(s) = Ba(SCN)2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)固体变液体和气体
总之，生成物分子的活动范围变大，活动范围大的分子增多，体系的混乱度变大，这是一种趋势。
（2）状态函数熵( S )
体系内部质点的混乱度可用一状态函数表示，这个状态函数是熵( S )。熵，有加合性，是量度性质，单位为：J·K－1。
一定。则一个过程的过程的始终态一定时，热量Q不一定，但以可逆方式完成时，Q
r
熵变△S为：
△S =
T
Q r （3-9）
可逆过程热温商——熵名称的来源
实际上，我们认为相变点的相变，是可逆过程，如：373 K 时，H 2O(l) = H 2O(g) 可逆且等温，则：
△S =
T
Q r
化学反应(过程)，有一种混乱度增大的趋势，即为熵增加的趋势。△S > 0
纵上所述，化学反应(过程)，有两种趋势，一是放热，△H < 0；另外一种熵增加，△S > 0。 例如，一盒粉笔落地粉碎，是熵增加的趋势所导致的。 当 △H = 0 时， △S > 0 是过程自发的判据。 当 △S = 0 时， △H < 0 是过程自发的判据。 （3）热力学第三定律和标准熵
假设实现了0 K ，晶体的粒子运动停止，粒子完全固定在一定位置上，S = 0。这种观点即为热力学第三定律。
体系从 S = 0 的始态出发，变化到温度 T ，且 P = 1.013×105 Pa
这一过程的△S 值即等于终态体系的熵值。这个值可以利用某些热力学数据求出， 故各种物质在298 K 时的熵值，人们求出后，列成表，称之为 298 K 时的标准熵，用S 0m 表示。单位：J ·K －1
·mol －1
。
有了标准熵表，即可求出各反应的△rS 0m ，公式为：
△r S 0m =
)(0
生∑m S －)(0
反∑m S （3-10）
S 0m 的数据随温度的变化较小，和 △f H 0m 相似，在普通化学中，认为S 0
m 不随温度变化，
△r S 0m 也不变。故 298 K 的标准熵表，对其它温度也适用。
（4）△r S 正负的定性判断
除查标准熵表外，定性判断熵变的增减，也是很有实际意义的。 由固体变成液体气体：△S > 0
由气体分子少变成气体分子多：△S > 0
如：CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) ；C(石墨) + 1/2O 2(g) = CO(g)
△r S 0m 均为正值，亦即 △r S 0
m > 0
判断了△S 的正负，再结合 △H 符号，对判断反应方向极有意义。 4、状态函数自由能 ( G ) （1）自由能判据
人们并不满足△r H 和△r S 分别加以考虑的判断反应方向的方法， 要寻找出更加好的判据， 用于判断反应(过程)自发进行的方向。
吉布斯把恒温恒压下系统做非体积功的能力叫自由能，我们叫吉布斯自由能，量符号为G ，并定义：
G = H －TS （G状态函数，称自由能，有加合性，量度性质。单位是J ）
吉布斯自由能是系统做非体积功的能力，如果系统对环境做非体积功之后，系统的吉布斯自由能必然减少，热力学研究证明，恒温恒压过程，ΔG＝G终态－G始态≤W非在化学变化中，体系中所做非体积功的最大限度，是G的减少值。只有在可逆过程中，这种非体积功的最大值才得以实现。
故状态函数G可以理解为体系在等温等压条件下，可以用来做非体积功的能量。这是G 的物理意义。
若将过程还原到恒温等压无非体积功，则判据变为：
△G ＜0 自发进行
△G =0 可逆进行
△G ＞0 非自发
即自由能减少的方向，是恒温等压下，无非体积功反应自发进行的方向。这是热力学第二定律的一种表达形式。
（2）标准生成自由能
热力学规定：某温度下，由处于标准态的各种元素的最稳定（指定）单质，生成1mol 某物质的自由能改变量，叫做这种温度下该物质的标准摩尔生成自由能，简称生成自由能。用符号△f G0
m
表示，单位kJ·mol－1。
298 K时的△f G0
m 有表可查。查表，利用公式可计算已知反应的自由能变△r G0
m
：
△r G0
m
= )
(
0生
m
f
G
∑?－)
(0反
m
f
G
∑?（3-11）
于是，可利用△r G0
m
判断化学反应进行的方向。
△f G0
m
受温度影响很大，不能忽略温度的影响。（3）吉布斯(Gibbs) —赫姆霍兹(Holmholtz)方程由定义式：G = H – TS
恒温恒压下有公式：
△r G
m = △r H
m
－T△r S
m
（3-12）
这就是吉布斯—赫姆霍兹方程。可看出△r G
m 综合了△r H
m
和△r S
m
的双重影响，
从而决定反应方向。
1、已知下列反应 ：
H 2（g ）= 2H （g ） △H = +Q 1 ；1/2O 2（g ）= O （g ） △H = +Q 2
2H （g ）+ O （g ）= H 2O （g ） △H = －Q 3 ；H 2O （g ）= H 2O （l ） △H = －Q 4 H 2（g ）+ 1/2O 2（g ）= H 2O （l ） △H = －Q 5
试指出Q 1、Q 2、Q 3、Q 4、Q 5的关系 。 2、假设反应H 2 (g)?→? 2 H (g) 的内能变化ΔU 与键能ΔH H-H 相等，已知ΔH H-H 为433.2 kJ ·mol -1 ，则键焓ΔH 是 kJ ·mol -1
。
3、298 K 时，生成气态水的Δf G 0m = -228.6 kJ ·mol -1，Δr S 0m
= -44.4 J ·mol -1·K -1， 则其Δf H 0m
为_________________________。 4、27℃时，将100g Zn 溶于过量稀硫酸中，反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行，哪种情况放热较多？多出多少？
5、100 g 铁粉在25℃溶于盐酸生成氯化亚铁（FeCl 2）， (1) 这个反应在烧杯中发生；
(2) 这个反应在密闭贮瓶中发生；两种情况相比， 哪个放热较多？ 简述理由。
6、已知：
BaO （s ）+ H 2O （l ）= Ba(OH)2（s ） △H = －103 kJ·mol -1
Ba(OH)2(s) + aq = Ba 2＋（aq ）+ 2OH －（aq ） △H = －52 kJ·mol -1 Ba(OH)2·8H 2O （s ）+ aq = Ba 2＋（aq ）+ 2OH －（aq ）+ 8H 2O △H = + 64 kJ·mol -1 请回答下列问题，若能，给出答案；若不能，简述原因。 （1）能求得BaO （s ）的溶解热吗？
（2）能求得Ba(OH)2（s ）转变成Ba(OH)2·8H 2O （s ）能量变化吗？ （3）能求得“O 2－”（s ）+ H 2O （l ）= 2OH －（s ）的能量变化吗？ （4）能求得“O 2－”（s ）+ aq = 2OH －（s ）的能量变化吗？
7、反应
2
3H 2(g) +
2
1N 2(g) = NH 3(g) 在298K 、101 kPa 下能否自发进行？
（已知：△f G )(30
298,NH m = －16.5 kJ·mol -1）
8、通常中和热、溶解热等测定是在一种恒压绝热的量热计（又叫杜瓦瓶）中进行。已知：△f H 0
)
(,2l O H
m = －286 kJ·mol -1，△f H 0
)
(,aq OH
m -
= －230 kJ·mol -1
。欲测弱酸与强碱反应的中和热，进行下列实验：
第一步，量照计热容量的测定。先在杜瓦瓶中装入350 mL 0.2 mol·L -1
HCl 溶液，在另一带活塞的小储液管中装入35mL 0.2 mol·L -1 NaOH 溶液，并将储液管放入杜瓦瓶酸液中，测定反应前温度为23.20℃，然后快速拔去活塞，使碱液与酸混合并搅拌，测得反应后最高温度为28.33℃。
第二步，以350 mL 0.2 mol·L -1 HAc 标准溶液代替盐酸，重复上述操作，测得反应前后温度分别为23.33℃和27.64℃。
（1）求HAc 与NaOH 的中和热（kJ·mol -1）；
（2）求HAc 的电离热（kJ·mol -1
）。
9、将金属镁粉在纯氮气中加热，得到Mg 3N 2和剩余Mg 的混合物。经测定，混合物中含氮为18.73 ％。在25℃、101.3 kPa 下：
①将149.5 g 混合物加到过量的稀盐酸中，放热2129.8 J ，且放出的氢气被水蒸气饱和。 ②将1.00 mol Mg 放入与①同量的稀盐酸中（也是过量），放热467.2 kJ ，放出的氢气也被水蒸气饱和；
③将1.00 mol 气态氨溶于与①同量的稀盐酸中，放热87.9 kJ 。
已知：△f H 0
)
(,3g NH
m = －46.1 kJ·mol -1
，25℃、101.3 kPa 时水的饱和蒸气压为23.0 mmHg ，
水的摩尔蒸发热为43.93 kJ·mol -1。相对原子质量：N ：14.0，Mg ：24.3。试回答下列问题：
（1）写出有关相应的化学反应方程式；
（2）求 △f H 0
)
(,2
3s N Mg
m （298 K ）的值。
10、合成氨造气工段生产水煤气是将水蒸气通过炽热的炭，其反应为： C （s ）+ H 2O （g ）???→?kPa
3.101CO （g ）+ H 2（g ）
（1）设造气炉温度为1100℃，求此温度下反应的△r U 0
m 、△r H 0
m 。
（2）把制得的50 kg 水煤气（CO ︰H 2 = 1︰1）送进101.3 kPa 、100℃的气柜储存，求此过程中Q 、W 、△U 、△H 。已知298 K 时有关物质的热力学数据如下：
11、试判断反应：2NaHCO3 (s)= Na2CO3 (s)+ CO2 (g)+ H2O (g) (1)298K标态下反应的自发方向；(2)反应方向逆转的温度条件。已知298K时下列热力学数据：
参考答案
1、
Q 5 = －Q 1－Q 2＋Q 3＋Q 4 2、435.7
3、－241.8 kJ·mol -1
4、在开口烧杯进行时热效应为Q p ，在密封容器中进行时热效应为Q V ，后者因不做膨胀功，故放热多，多出的部分为ΔnRT ＝3814J
5、Q p = Q V +ΔnRT ,第(1)种情况放热量为Q p ，第(2)种情况为Q V ，因为变化过程有气体产生，Δ n 为正值。所以情况(2)放热多于(1)。
6、（1）－155 kJ·mol -1 （2）－116 kJ·mol -1
（3）不能；该热效应是拆散BaO 晶格吸能、Ba 2＋水合释能、O 2－与水反应生成OH －释能以及水合释能的代数和。 （4）不能 理同（3）
7、△r G 0
298,m =
)(0298,生m f G ∑?－)(0
298
,反m f G ∑? = －16.5－0.0 = －16.5 kJ·mol -1
计算表明，该反应的△r G 0
298,m ＜0，可以自发进行。
8、（1）△H = －47.05 kJ·mol -1 （2）△H = 8.95 kJ·mol -1
9、（1）Mg 3N 2+6HCl = 3MgCl 2+2NH 3 NH 3+HCl = NH 4Cl Mg+2HCl = MgCl 2+H 2↑ （2）－478.4 kJ·mol -1 10、（1）△r U 0
m = 148.24 kJ·mol -1 △r H 0m = 136.82 kJ·mol -1
（2）Q = △H = －9.665×104 kJ W = 2.771×104 kJ △U = 6.894×104
kJ
11、（1）△r G 0
298,m =
)(0298,生m f
G ∑?
－)(0
298
,反m f G ∑? = －228.59－394.36－1048+2×852 = 32.95 kJ·mol -1 ＞0 即表明298K 及标态下,该反应逆向自发 。
（2）△r H 0
298,m = )
(0298
,生m f H ∑? － )(0298
,反m f H
∑?= －241.82－393.51－1130.8+2
×948 = 129.87 kJ·mol -1
△r S 0
298,m = )(0
298,生∑m S －)(0298,反∑
m S =189+214+135－2×102 = 334 J·mol -1·K -1 △r G 0m (T ) = △r H 0
298,m － T×
△r S 0
298,m = 129.87－ T ×334×10－3 当△r G 0m (T )＜0，才能使上述反应方向发生逆转，变为正向自发过程，因此有 129.87－ 0.334 T ＜ 0 T ＞
334
.087.129 = 389 K 即标态下NaHCO 3 (s)自发分解的最低温度为389K 。
2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题
2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题 考生须知： 1.全卷分试题卷和答题卷两部分，试题共有8题，满分100分。考试时间120分钟。 2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县（市）、学校、姓名、准考证号，字迹清楚。 3.只能用黑色水笔成签字笔答卷，铅笔圆珠笔等答卷无效；答卷上用胶带纸，修正液为无效卷；答卷上有与答题无关的图案，文字为无效卷； 4.可以使用非编程计算器。 第1题（10分）根据所给条件按照要求书写化学反应方程式（要求系数为最简整数比） 1-1 铜在潮湿空气中慢慢生成一层绿色铜绣23[Cu(OH)CuCO ] 。 1-2 乙硼烷与一氧化碳在NaBH 4、THF 条件下1:2化合，生成物有一个六元环。 1-3 古代艺术家的油画都是以铅白为底色，这些油画易受H 2S 气体的侵蚀而变黑（PbS ），可以用H 2O 2对这些古油画进行修复，写出H 2O 2修复油画的化学反应方程式。 1-4 光气（COCl 2）和NH 3反应制备常见的氮肥。 1-5 银镜实验时需要用的银氨溶液，必须现配现用：因为久置的银氨溶液常析出黑色的氮化银沉淀。写出相应的化学反应方程式。 第2题（30分） 2-1 画出下列分子的立体结构：PH 3、P 2H 4、H 3PO 2。
2-2 甲基异氰酸酯（MIC）是制造某些杀虫剂的中间体，是一种剧毒的物质，其分子式为C2H3NO，MIC原子连接顺序为H3CNCO，除氢外的四个原子不都在一条直线上。指出N的杂化类型、写出最稳定路易斯结构式。 2-3 在水溶液中，水以多种微粒的形式与其它物种成水合物，画出微粒H5O2+和H9O4+的结构图示。 2-4 根据所给信息画出下列物种的结构。 2-4-1 As3S4+中每个原子都满足8电子结构，有一个S-S键，如果将其中一个S换成As，则变成一个有三重轴的中性分子。 2-4-2 As4蒸气分子具有白磷一样的正四面体结构：As4S4分子可以看做4个硫原子分别插入As4的四条边，As的化学环境相同。画出As4S4的结构。 2-4-3 S4O62-中含有3个S-S键。 2-5 A、B、C、D、E五种元素分居四个不同的周期和四个不同的族，它们的原子序数依次增大。常温常压下，A、B、D的单质为气态，而C、E的单质为固态。五种元素中，只有C、D、E的单质能与氢氧化钠溶液反应；C的剧毒单质与氢氧化钠溶液加热反应，有一种剧毒气体生成；D单质与氢氧化钠溶液加热反应，生成两种盐；E单质与氢氧化钠溶液反应，放出A单质。E的基态原子不含单电子，其L能层和M能层的电子数不相等，N能层只有2个电子。 2-5-1 写出A、B、C、D、E的元素符号。 2-5-2 写出D单质与氢氧化钠溶液加热反应的方程式。 2-5-3 写出E单质与氢氧化钠溶液反应的方程式。 2-6 用次氯酸钠氧化过量的氨可以制备化合物A，A可以用作火箭燃料。最新制备A的工艺是用氨和醛（酮）的混合气体和氯气反应，然后水解。A的水溶液呈碱性，用硫酸酸化一定浓度A溶液，冷却可得到白色沉淀物B。在浓NaOH介质中A溶液可作氧化剂放出气体C。气体C的水溶液可以使Cu2+溶液变成深蓝色溶液D。C的水溶液不能溶解纯净的Zn(OH)2，但若加入适量的NH4Cl固体后，Zn(OH)2溶解变成含E的溶液。A的水溶液有很强的还原能力，它能还原Ag+，本身被氧化成气体单质G。将气体C通过红热CuO粉末，可得到固体单质F和G。给出A~G的化学式。 第3题（15分） 3-1 有一含Co的单核配合物，元素分析表明其含Co 21.4%，H 5.4%，N 25.4%，C l 13.0%（质
2020届高中化学必修三知识点大全
一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 注：①需要加热的反应，不一定是吸热反应；不需要加热的反应，不一定是放热反应 ②通过反应是放热还是吸热，可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。 如C（石墨，s） C（金刚石，s）△H3= +1.9kJ/mol，该反应为吸热反应，金刚石的能量高，石墨比金属石稳定。 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。 4．中和热的测定实验
化学奥赛2
2002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题 (2002年8月5日8：30－11：30 共计3小时) 姓名 1．(12分)(1) 如果已经发现167号元素A，若已知的原子结构规律不变，167号元素应是第周期、第族元素；可能的最高氧化态为；氢化物的化学式为。 (2) 某一放射性物质衰变20％需15天，该物质的半衰期是。 分子中有种化学环境不同的氢原子。如果用氯 (3) 化合物CH3CH CH2 O 取代分子中的氢原子，生成的一氯代物可能有种。 (4) 硅与碳为同族元素，呈四价。然而，与碳化合物相比，硅化合物的数量要少得多。碳易于形成双键，硅则不易形成双键。但据美国《科学》杂志2000年报道，已合成了分子中既有Si－Si单键，又有Si=Si双键的化合物X。X的分子式为Si5H6，红外光谱和核磁共振表明X分子中氢原子的化学环境有2种，则X的结构式是：。 2．(13分)(1) 磷和氢能组成一系列的氢化物，如PH3，P2H4，P12H16等。其中最重要的是PH3。PH3称为膦，它是一种无色剧毒的有类似大蒜臭味的气体。它可由NaOH和白磷反应来制备，其制备反应的化学方程式为，P2H4的沸点比PH3(填“高”或“低”)，原因是。AsH3又称胂，试写出由As2O3制备胂的反应方程式，胂的汽化热比膦(填“大”或“小”)。 (2) ①根据VSEPR理论，SCl3+和ICl4－的空间构型分别是和，S 和I分别以和杂化轨道同Cl形成共价键。 ② SCl3+和PCl3是等电子体，其S－Cl键键长(填>、＝或<)P－Cl键键长，原因是。 3．(5分)石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB……。图(2)为AB两层的堆叠方式，O和●分别表示A层和B层的C原子。 (1) 在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。 (2) 画出2H型石墨晶胞的立体示意图，并指出晶胞类型。
历年高中化学奥赛竞赛试题及答案
中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分 满分12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9 100 得分 评卷人 ●竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌 面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其 他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题（12分） 通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。 1-1已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。 1-3该离子是（）。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下： 1-4该分子的分子式为； 1-5该分子有无对称中心？ 1-6该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7该分子有无手性碳原子？ 1-8该分子有无手性？ 第2题（5分） 羟胺和用同位素标记氮原子（N﹡）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下： NH2OH+HN﹡O2→A+H2O NH2OH+HN﹡O2→B+H2O
全国高中化学奥赛初赛试题与答案
第1题（4分） 2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X 和Y 。X 是用高能48Ca 撞击Am 24395靶得到的。经过100微秒，X 发生α-衰变，得到Y 。然后Y 连续发生4 次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db 的同位素。以X 和Y 的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X 和Y 的核反应方程式。 答案： Am 24395+ 4820Ca = 288115+3n （2分）不写3n 不得分。答291115不得分。 288115 = 284113 + 4He （2分） 质量数错误不得分。 4He 也可用符号α。 （答下式不计分：284113-44He = 268105或268105Db ）（蓝色为答案，红色为注释，注释语不计分，下同） 第2题（4分）2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮, 这种高聚氮的N-N 键的键能为160 kJ/mol (N 2的键能为942 kJ/mol)，晶体结构如图所示。在这种晶体中，每个氮原子的配位数为 ；按键型分类时，属于 晶体。这种固体的可能潜在应用是 ，这是因为： 。 答案： 3 原子晶体 炸药（或高能材料） 高聚氮分解成N 2释放大量能量。（各1分） 第3题（6分）某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa 如下表所示： 3－1 请将各种气体的分子式填入上表。 3－2 指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。 答案： 姓名学校赛场报名号赛区省市自治区
（每空1分，共4分） 呼出气中的N2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是呼出气中的CO2和水蒸气有较大分压，总压不变，因而N2的摩尔分数下降（1分）；呼出气中的O2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是吸入的O2被人体消耗了。（1分）（共2分） 第4题（15分）在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A（键角102o，偶极矩0.78x10-30 C·m；对比：氨的键角107.3o，偶极矩4.74x10-30 C·m)； 4-1 写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。 答案：NF3（1分）4NH3 + 3F2 = NF3 + 3NH4F（1分）（共2分） 4-2 A分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么？ 答案：N-F 键的偶极方向与氮原子孤对电子的偶极方向相反，导致分子偶极矩很小，因此质子化能力远比氨质子化能力小。画图说明也可，如： （1分） 4-3 A与汞共热，得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C（相对分子质量66）。写出化学方程式及B和C的立体结构。 答案： 2NF3 +2Hg = N2F2 + 2HgF2（1分） (14+19)X2=66（每式1分）（共3分） 4-4 B与四氟化锡反应首先得到平面构型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物；这种离子化合物受热放出C，同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F 的立体结构；写出得到它们的化学方程式。 答案： D E F （每式1分） 2 N2F2 + SnF4 = [N2F+]2[SnF6]2-（1分） [N2F+]2[SnF6]2- = [N2F] +[SnF5]- + N2F2 （1分）（共5分） 4-5 A与F2、BF3反应得到一种四氟硼酸盐，它的阳离子水解能定量地生成A和HF，而同时得到的O2和H2O2的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的合成反应的化学方程式，并用化学方程式和必要的推断对它的水解反应产物作出解释。 答案： 阳离子的化学式为NF4+。（1分） NF3 + F2 + BF3 = NF4+BF4-（1分） NF4+水解反应首先得到HOF （否则写不出配平的NF4+水解反应）:
高中化学奥林匹克竞赛-有机化学的几个基本反应
重排 酮肟在酸性条件下发生重排生成烃基酰胺的反应。1886年由德国化学家.贝克曼首先发现。常用的贝克曼重排试剂有硫酸、五氯化磷、贝克曼试剂（氯化氢在乙酸－乙酐中的溶液）、多聚磷酸和某些酰卤等。反应时酮肟受酸性试剂作用，形成一个缺电子氮原子，同时促使其邻位碳原子上的一个烃基向它作分子内 1,2－迁移，其反应过程如下： 贝克曼重排是立体专一性反应。在酮肟分子中发生迁移的烃基与离去基团（羟基）互为反位。在迁移过程中迁移碳原子的构型保持不变，例如： 贝克曼重排反应可用于确定酮类化合物的结构。工业上利用环己酮肟发生贝克曼重排，大量生-己内酰胺，它是合成耐纶6（见聚己内酰胺）的单体。 亲电取代反应
亲电取代反应一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应，这种被取代的基团通常是氢，但其他基团被取代的情形也是存在的。亲电取代是芳香族化合物的特性之一．芳香烃的亲电取代是一种向芳香环系，如苯环上引入官能团的重要方法。其它另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。 亲电加成反应 亲电加成反应是烯烃的加成反应，是派电子与实际作用的结果。派键较弱，派电子受核的束缚较小，结合较松散，因此的作为电子的来源，给别的反应物提供电子。反应时，把它作为反应底物，与它反应的试剂应是缺电子的化合物，俗称亲电试剂。这些物质又酸中的质子，极化的带正电的卤素。又叫马氏加成，由马可尼科夫规则而得名：“烯烃与氢卤酸的加成，氢加在氢多的碳上”。广义的亲电加成亲反应是由任何亲电试剂与底物发生的加成反应。 在烯烃的亲电加成反应过程中，氢正离子首先进攻双键（这一步是定速步骤），生成一个碳正离子，然后卤素负离子再进攻碳正
历年高中化学奥赛竞赛试题及标准答案
中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区)试题题号１ 2 3 4 ５ 6 7 8 ９10 １1 总分 满分12 ６ 1 ２9 １0０ 得分 评卷人 ●竞赛时间３小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷 (背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。 不得持有任何其他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题(1２分) 通常,硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH）4。1-1已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5＋的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动－转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型:氢原子围绕着碳原子快速转动;所有Ｃ-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?简述理由。 1-3该离子是( )。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D．亲核试剂 ２003年5月报道,在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”,若能合成,有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下：
1-4该分子的分子式为； 1-5该分子有无对称中心？ 1-6该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7该分子有无手性碳原子? 1-8该分子有无手性？ 第２题(5分) 羟胺和用同位素标记氮原子（Ｎ﹡)的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下： NH2OH+ＨＮ﹡Ｏ2→A+H2Ｏ NH2ＯH＋ＨN﹡Ｏ２→Ｂ＋Ｈ2O Ａ、B脱水都能形成N2O，由A得到Ｎ﹡NO和NＮ﹡Ｏ，而由Ｂ只得到NN﹡Ｏ。 请分别写出A和B的路易斯结构式。 第3题(８分) X-射线衍射实验表明,某无水MｇCl2晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方最密堆积（cｃp），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数:a=363.63pｍ,ｃ=17６6.６3pm;p=2．53ｇ·ｃm-3。 3－１以“”表示空层,Ａ、Ｂ、Ｃ表示Cｌ－离子层，a、b、c表示Mg２＋离子层,给出 三方层型结构的堆积方式。 ２计算一个六方晶胞中“MｇCl2”的单元数。 3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Ｍg2+离子，将是哪种晶体结构类型？ 第４题(7分） 化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将A与惰性填料混合均匀制成样品,加热至4０0℃,记录含A量不同的样品的质量损失（％），结果列于下表: 样品中A的质量分数/% 20 50 70 90 33.3 样品的质量损失/％７.4 18．5 ２ ５．８ 利用上述信息,通过作图，推断化合物A的化学式，并给出计算过程。
2014-2017全国高中生化学竞赛(初赛)试题及解析
第28届中国化学奥林匹克初赛试题 第1题（6分）合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下：（1）CH4(g)＋H2O(g)→CO(g)＋3H2(g) （2）2CH4(g)＋O2(g)→2CO(g)＋4H2(g) （3）CO(g)＋H2O(g)→H2(g)＋CO2(g) 假设反应产生的CO全部转化为CO2，CO2被碱液完全吸收，剩余的H2O通过冷凝干燥除去。进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H2。 1-1为使原料气中的N2和H2的体积比为1∶3，推出起始气体中CH4和空气的比例。设空气中O2和N2的体积比为1∶4，所有气体均按理想气体处理。 1-2计算反应（2）的反应热。已知： （4）C(s)＋2H2(g)→CH4(g)ΔH4＝－74.8kJ mol－1 （5）C(s)＋1/2O2(g)→CO(g)ΔH5＝－110.5kJ mol－1 第2题（5分）连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。硫同位素交换和核磁共振实验证实，其水溶液中存在亚硫酰自由基负离子。 2-1写出该自由基负离子的结构简式，根据VSEPR理论推测其形状。 2-2连二亚硫酸钠与CF3Br反应得到三氟甲烷亚磺酸钠。文献报道，反应过程主要包括自由基的产生、转移和湮灭（生成产物）三步，写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。 第3题（6分）2013年，科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构：N8分子晶体。其中，N8分子呈首尾不分的链状结构；按价键理论，氮原子有4种成键方式；除端位以外，其他氮原子采用3种不同类型的杂化轨道。 3-1画出N8分子的Lewis结构并标出形式电荷。写出端位之外的N原子的杂化轨道类型。 3-2画出N8分子的构型异构体。
高中化学奥林匹克竞赛专题练习：专题三 化学热力学基础
专题三 化学热力学基础 学号 姓名 得分 1、25℃，KNO 3在水中的溶解度是6mol ·dm -3，若将1 mol 固体KNO 3置于水中，则KNO 3变成盐溶液过程的ΔG 的符号为_____________，ΔS 的符号为_____________。 2、已知下列反应 ： H 2（g ）= 2H （g ） △H = +Q 1 ；1/2O 2（g ）= O （g ） △H = +Q 2 2H （g ）+ O （g ）= H 2O （g ） △H = －Q 3 ；H 2O （g ）= H 2O （l ） △H = －Q 4 H 2（g ）+ 1/2O 2（g ）= H 2O （l ） △H = －Q 5 试指出Q 1、Q 2、Q 3、Q 4、Q 5的关系 。 3、假设反应H 2 (g)?→? 2 H (g) 的内能变化ΔU 与键能ΔH H-H 相等，已知ΔH H-H 为433.2 kJ ·mol -1 ，则键焓ΔH 是 kJ ·mol -1 。 4、298 K 时，生成气态水的Δf G 0m = -228.6 kJ ·mol -1，Δr S 0m = -44.4 J ·mol -1·K -1 ， 则 其Δf H 0m 为_________________________。 5、27℃时，将100g Zn 溶于过量稀硫酸中，反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行，哪种情况放热较多？多出多少？ 6、已知下列反应的焓变为： H 2 (g) +2 1I 2 (s) = HI (g) Δr H 0 m = 25.9 kJ ·mol -1 21 H 2 (g) = H (g) Δr H 0 m = 218 kJ ·mol -1 21 I 2 (g) = I (g) Δr H 0 m = 75.7 kJ ·mol -1 I 2 (s) = I 2 (g) Δr H 0 m = 62.3 kJ ·mol -1 计算反应 H (g) + I (g) = HI (g) 的焓变Δr H 0 m 。 7、100 g 铁粉在25℃溶于盐酸生成氯化亚铁（FeCl 2）， (1) 这个反应在烧杯中发生； (2) 这个反应在密闭贮瓶中发生；两种情况相比， 哪个放热较多？ 简述理由。 8、已知： BaO （s ）+ H 2O （l ）= Ba(OH)2（s ） △H = －103 kJ·mol -1 Ba(OH)2(s) + aq = Ba 2＋ （aq ）+ 2OH － （aq ） △H = －52 kJ·mol -1 Ba(OH)2·8H 2O （s ）+ aq = Ba 2＋ （aq ）+ 2OH － （aq ）+ 8H 2O △H = + 64 kJ·mol -1
高中化学竞赛用书推荐
高中化学竞赛用书推荐 常规/高考类： 化学岛 用户名： 密码：woaihuaxuedao 以下是另一个公邮 icholand. 密码:huaxuedaogongyou 提供公共邮箱的目的还是方便大家交流，如果遇到超出流量限制的问题，可以直接把邮件转发出去。 尽管以前有XX的Gbaopan。。但是貌似很多人并不清楚密码。。 附上： 部分优秀资料帖索引 《高中化学重难点手册》（华中师范大学出版社，王后雄老师主编）；历年高考试题汇编（任何一种，最好有详细解析的，比如三年高考两年模拟）；《高中化学读本》（很老的人民教育出版社甲种本化学教材，最近有更新版本）；《高中化学研究性学习》（龙门书局，施华、盛焕华主编）南师大化科院创办的《化学教与学》每年的十套高考模拟题题型新颖质量比较高，可作为江苏预赛的模拟卷，不少5月份预赛原题就出自本套模拟题。 初赛类： 比较经典的有《化学高考到竞赛》（陕西师范大学出版社，李安主编，比较老）；《高中化学奥林匹克初级本》（江苏教育出版社，段康宁主编）；《高中化学竞赛初赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《高中化学竞赛热点专题》（湖南师范大学出版社，肖鹏飞、苏建祥、周泽宇主编，版本比较老，但编排体系不错）；最新奥林匹克竞赛试题评析·高中化学》（南京师范大学出版社，马宏佳主编，以历年真题详细解析为主，可作为课外指导）；《最新竞赛试题选编及解析高中化学卷》（首都师范大学出版社）；《化学竞赛教程》（华东师范大学出版社，三本，王祖浩、邓立新、施华等人编写，适合同步复习），还有一套西南师范大学出版社的《奥林匹克竞赛同步教材·高中化学》（分高一、高二和综合卷，综合卷由严先生、吴先生、曹先生等参加编写，绝对经典），还有浙江大学出版社《高中化学培优教程》AB教程、《金牌教程·高一/二化学》（邓立新主编，南京大学出版社）。江苏省化学夏令营使用的讲义是马宏佳主编的《全国高中化学竞赛标准教程》（东南大学出版社），简明扼要，但由于不同教授编写不同章节，参差不齐；春雨出版的《冲刺金牌·高中化学奥赛辅导》（任学宝主编，吉林教育出版社）、《冲刺金牌·高中化学奥赛解题指导》（孙夕礼主编，吉林教育出版社）。《赛前集训·高中化学竞赛专题辅导》（施华编著，体现他的竞赛培训思维，华东师范大学出版社） 比较新颖的包括浙江大学出版社的林肃浩主编的竞赛系列《高中化学竞赛实战演练》（高一、高二）、《高中化学竞赛解题方法》、《冲刺高中化学竞赛（省级预赛）》、《冲刺高中化学竞赛（省级赛区）》、《高中化学竞赛解题方法》、《决战四月:浙江省高中化学竞赛教程(通向金牌之路)》《金版奥赛化学教程》（高一、高二、·综合）都是近年来体系、选题新颖的竞赛资料，足见浙江省对化学竞赛的重视，端木非常推荐。南京教研室刘江田老师2010年5月份主编的《高中化学竞赛全解题库》（南京大学出版社）选择了近年来省级赛区真题和各地新颖的预赛题，解析详细，适合缺少老师指导的同学参考。 决赛类： 比较经典的有《高中化学奥林匹克高级本》（江苏教育出版社，段康宁主编，完全按照大学的思路）；《金牌之路高中化学竞赛辅导》以及配套解题指导书（陕西师范大学出版社，李安主编）；《高中化学竞赛决赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《历届国际化学奥林匹克竞赛试题分析》（学苑出版社）；《最新国际国内化学奥林匹克竞赛优化解题题典》（吉林教育出版社），还有浙江大学出版社的浙江大学出版社《高中化学培优教程》“专题讲座”，《高中化学奥赛一
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第3讲化学热力学基础
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第3讲化学热力学基础 【竞赛要求】 热力学能（内能）、焓、热容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程极其应用。范特霍夫标准熵及其应用。热化学循环。 【知识梳理】 一、基本概念 1、体系和环境 体系：我们研究的对象，称为体系。 环境：体系以外的其它部分，称为环境。例如：我们研究杯子中的H2O，则H2O是体系，水面上的空气，杯子皆为环境。当然，桌子、房屋、地球、太阳也皆为环境。但我们着眼于和体系密切相关的环境，即为空气和杯子等。又如：若以N2和O2混合气体中的O2作为体系，则N2是环境，容器也是环境。 按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系，将体系分为三类： （1）敞开体系：既有物质交换，也有能量交换。 （2）封闭体系：无物质交换，有能量交换。 （3）孤立体系：既无物质交换，也无能量交换。 例如：一个敞开瓶口，盛满热水的瓶子，水为体系，则是敞开体系; 若加上一个盖子，则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶（保温瓶），则变成孤立体系。热力学上研究得多的是封闭体系。 2、状态和状态函数 状态：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式，称为体系的状态。 状态函数：确定体系状态的物理量，是状态函数。例：某理想气体体系n = 1 mol，p = 1.013×105 Pa，V = 22.4 dm3，T = 273 K这就是一种存在状态（我们称其处于一种标准状态）。是由n，p，V，T所确定下来的体系的一种状态，因而n，p，V，T都是体系的状态函数。状态一定，则体系的状态函数一定。体系的一个或几个状态函数发生了变化，则体系的状态也要发生变化。 始态和终态：体系变化前的状态为始态；变化后的状态为终态。状态函数的改变量：状态变化始态和终态一经确定，则状态函数的改变量是一定的。
高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦
高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦（浙江省） 1. 下列实验现象描述和解释都合理的是 （ ） 2. 如右图所示装置，a 、c 为弹簧夹，b 为分液漏斗旋塞，欲检验该装置的气密性，下列操作属必需的是 （ ） A ．关闭a ，打开 b 、 c ，液体不能顺利流下 B ．关闭a 、c ，打开b ，液体不能顺利流下 C ．关闭c ，打开a 、b ，液体不能顺利流下 D ．关闭a 、c ，拔掉分液漏斗上口的橡胶塞，打开b ，液体不能顺利流下。 3. 下列实验操作或实验原理的说法中正确的是（ ） A ．用如图装置进行蒸馏实验 B ．用如图装置分离氯化钠、碘固体混合物 C ．用裂化汽油提取溴水中溴 D ．用如图装置灼烧碳酸钙制取少量氧化钙 4. 下列选择或操作均正确的是 ( )
A．.装置Ⅰ适合用于吸收氨气。 B．.装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液。 C．.装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石。 D．.装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸。 5.（10分）实验室用如图装置制备1-溴丁烷。已知有关物质的性质如下表： 实验操作流程如下所示： 回答下列问题： ⑴回流装置C中漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是_____________________； ⑵回流过程中生成1-溴丁烷的化学方程式_________________________________________； ⑶实验中往烧瓶中加1∶1的硫酸溶液，目的是________；
A．加水作反应的催化剂 B．降低硫酸浓度，以减少溴元素被氧化为Br2 C．降低硫酸浓度，以防止较多正丁醇转化成烯烃、醚等副反应发生 ⑷制得的1-溴丁烷粗产物经常显红色，上述操作流程中为了除去红色杂质要加入试剂X溶液再洗涤，下列试剂中最合适作为试剂X的是； A．水B．饱和NaHCO3C．KI溶液D．饱和NaHSO3E．NaOH溶液 ⑸下图为常压蒸馏和减压蒸馏的装置图，减压蒸馏中毛细管的作用是。蒸馏操作时，蒸馏的速率不宜过快，原因是________________________________________。 6.（8分）乙酰苯胺是一种常用的解热镇痛药的主要成分。已知：纯乙酰苯胺是无色片状晶体，熔点114℃，不溶于冷水，可溶于热水；乙酸酐遇水反应生成乙酸。 实验室可用苯胺跟乙酸酐反应、或苯胺跟冰醋酸加热来制取乙酰苯胺，且苯胺与乙酸酐的反应速率远大于与冰醋酸反应的速率。反应式为： 用苯胺与乙酸酐为原料制取和提纯乙酰苯胺的实验步骤如下： ①在装有磁力搅拌子的100mL圆底烧瓶中，依次加入5.0 mL苯胺（密度1.04 g/mL）、 20 mL水，在搅拌下分批次加入6.0 mL乙酸酐（密度1.08 g/mL），搅拌2小时至反应完全。 ②反应完全后，及时把反应混合物转移到烧杯中，冷却、抽滤、洗涤，得粗产品； ③将粗产品转移至烧杯中，加入适量水配制成80℃的饱和溶液，再加入过量20%的水。稍冷后，加半匙活性炭，搅拌下将溶液煮沸3~5 min，过滤I，用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体，合并滤液，冷却结晶，过滤Ⅱ、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品。 （1）若不搅拌会有结块现象，结块将导致的后果是；
中学化学竞赛试题及答案——热力学
中学化学竞赛试题资源库——热力学 A组（方程式） 1．已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 A H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1 B 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－484kJ·mol－1 C H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1 D 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJ·mol－1 2．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是 A 2CH4（g）＋4O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋890kJ·mol－1 B CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝＋890kJ·mol－1 C CH4（g）＋4O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890kJ·mol－1 D 1/2CH4（g）＋O2（g）＝1/2CO2（g）＋H2O（l）ΔH＝－890kJ·mol－1 3．据报道，2004年2月17日，宁波市城市天然气利用工厂初步设计通过专家评审。预计明年5月，宁波市民有望用上比液化气便宜得多的东海天然气。已知，天然气的主要成分是甲烷，在101kPa时，一定质量的甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出的热量为QkJ。若完全吸收生成的CO2，需消耗掉 8.0moL/L的NaOH溶液50mL，则下列热化学方程式肯定错误的是 A CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g）；△H＝－5.0QkJ/mol B CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－5.0QkJ/mol C CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－3.0QkJ/mol D CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g）；△H＝－2.4QkJ/mol 4．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是 A C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)；△H＝－393.5kJ/mol B 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；△H＝＋571.6kJ/mol C CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；△H＝－890.3kJ/mol D 1/2C6H12O6(s)＋3O2(g)＝3CO2(g)＋3H2O(l)；△H＝－1400kJ/mol 5．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol。下列热化学方程式中，正确的是 A C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)；△H＝－393.5kJ/mol B 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；△H＝＋571.6kJ/mol C CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；△H＝－890.3kJ/mol D 1/2C6H12O6(s)＋3O2(g)＝3CO2(g)＋3H2O(l)；△H＝－1400 kJ/mol 6．已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－4bkJ/mol B C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)；ΔH＝2bkJ/mol C 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－2bkJ/mol D 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝bkJ/mol 7．以N A代表阿伏加德罗常数，则关于反应： C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(1)；△H＝－1300kJ/mol 下列说法中，正确的是 A 有10N A个电子转移时，该反应吸收1300kJ的能量 B 有N A个水分子生成且为液态时，吸收1300kJ的能量
第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题
第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题 ·竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。 ·试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 ·姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 第1题（13分） 1-1氢化锂铝是有机反应常用的还原剂，过量的氢化锂铝常使用叔丁醇淬灭，写出淬灭过程的反应方程式。 1-2工业上常以黄铜矿为原料制备胆矾。方法为将黄铜矿在一定条件下氧化焙烧，后用水浸取即可得到胆矾。写出该法制备胆矾的反应方程式。 1-3锂金属的液氨溶液与乙炔反应无气体生成，产物均为二元化合物，写出反应的化学方程式。 1-4在农场中，常在潮湿的仓库中放置几片磷化铝片剂用于杀灭害虫。该过程应用了什么化学原理？试用化学术语表达之。 1-5实验室常用氯酸钾在二氧化锰催化的条件下分解制备少量氧气。然而在没有催化剂时，氯酸钾加热至熔化也不会放出气体。试写出没有催化剂的条件下氯酸钾加热分解的化学方程式。 1-6核化学是军工业的重要组成部分。研究发现锕-227是一种不稳定的同位素，其会自发衰变生成钫-223，写出衰变反应方程式。 第2题（11分） 配合物可看作正负电荷相互作用而形成的一种酸碱加合物。配合物中的配体按配位原子的个
数可分为单齿配体与多齿配体两类。 2-1试画出下列按端基配位形成配合物的结构： Fe(SCN)63-Ni(CN)42-Mn2(CO)10 2-2多齿配体有的可以作为螯合配体，有的可作为桥联配体。试画出下列各化合物的结构： Al(EDTA)-H3F4-Fe2(CO)9 2-3一些特殊的配体与一些特殊的金属可形成一些超分子化合物。现有一种由Pt(II)、邻二氮菲以及配体X所组成的超分子化合物，已知该配合物中C与Pt的质量分数分别为49.40%、33.43%，且在该配合物中，所有组成部分均为其常见配位形式。已知分子中存在S4轴（分子沿轴旋转90°做镜面操作与原分子重合），试画出该超分子化合物的骨架。 第3题（13分） 根据中学所学的知识，铁制品在空气（p(O2) = 20 kPa）中放置得到铁锈，而铁丝在装满氧气（p(O2) = 100 kPa）的广口瓶中燃烧，火星四溅并得到黑色固体。已知铁、四氧化三铁和三氧化二铁的熔点分别为1538 ℃、1597 ℃和1565 ℃。假设上述物质的焓和熵不随温度变化，此题仅从热力学角度考虑。 3-1请通过计算确定铁锈的主要成分。 3-2-1铁丝在纯氧中燃烧时的反应温度至少为______℃。 3-2-2在该温度下通过计算确定黑色固体的主要成分。 3-3计算测定三氧化二铁的熔点时需要的氧气分压（kPa）。 有关物质的热力学数据： 第4题（10分） 已知X是一种一元强酸，常温下为无色透明的液体。工业上可通过如下过程制备X：电解一定浓度的NaClO3溶液，得到一种单质气体和一种盐Y，然后Y经酸化可得X。实验测定结果表明，X中键角∠O-Cl-O有两种大小，分别为105.8°和112.8°，而X的酸根离子中，键角∠O-Cl-O只有一种。X与过量P4O10反应，得到两种产物，其中一种含两个六元环。 4-1写出X的化学式。 4-2在X的两种∠O-Cl-O键角中，哪一种键角为112.8°？简述原因。 4-3 分别写出电解NaClO3溶液时，阴阳两极的电极反应方程式。 4-4分别画出两分子X与一分子P4O10反应得到的两种产物的结构。
高中化学奥赛培训教程全集---之有机化学
黄冈中学化学奥赛培训教程系列(精美ｗｏr ｄ版) 有机化学 第一节 有机化学基本概念和烃 1、下列构造式中： ①指出一级、二级、三级碳原子各一个。 ②圈出一级烷基、二级烷基、三级烷基各一个。 CH 3CCH 2CH 3CH 3 C CHCH 3 CH 3CH 3CHCH 2CH 3 CH 3 解析: ↓ 1℃ 2℃3℃↑↑↑三级烷基 三级烷基 一级烷基 CH 3CH 3 CHCH 3CH 3CH 3 CH 3 CH 2C CH 3C CH CH 2CH 3 ２、已知下列化合物的结构简式为： （1)CH 3ＣHClCHClCH 3 （2)C Ｈ3ＣHBrCHClF (3)CH 3CHClCHCH 2CH 3CH 3 分别用透视式、纽曼式写出其优势构象。 解析:用透视式和纽曼式表示构象，应选择C 2—C ３间化学键为键轴，其余原子、原子团相当于取代基。这四个化合物透视式的优势构象为(见图） 其纽曼式的优势构象见图
3、（2０00年广东省模拟题）用烃A分子式为C10Ｈ1６,将其进行臭氧化后，水解得到ＨCHO 和A催化加氢后得烃B，B化学式为C10H20,分子中有一个六 元环,用键线式写出A,B的结构。 解析:从A催化加氢生成的Ｂ的化学式可推知,原A分子中有两个C=C键和一个六元环。从水解产物 可知，Ｃ1与C６就是原碳环连接之处HCＨO的羰基,只能由 Ｃ3支链上双键臭氧化水解生成。所以A的结构为，B的结构为。 4、下列化合物若有顺反异构,写出异构体并用顺、反及E、Z名称命名。
5、（河南省9８年竞赛题）写出符合C6H10的所有共轭二烯烃的异构体，并用E—Z命名法命名。 解析：
2020年全国高中化学竞赛预赛试题(山东省)
2020年全国高中化学奥林匹克竞赛 山东省预赛试题 (满分100分时间120分钟) 可能用到的相对原子质量： H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108 Ba-137 一、选择题(本题包括18小题，每题2分，共36分，每题有．1．～．2．个．选项符合题意。多选错选不得分，有两个答案的只选一个且答对者得1分) 1．两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，因为发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得2020年诺贝尔化学奖。他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为( )。 A．他们的研究和化学物质水有关 B．他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物 C．他们的研究深入到分子、原子的层次 D．他们的研究深入到细胞的层次 2．为了探索月球上是否有生命存在的痕迹，就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物(当然这仅仅是探索的第一步)。科学家用氘盐酸(DCl)和重水(D2O)溶液处理月球岩石样品，对收集的气体加以分析，结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物。这个实验不能用普通盐酸，其理由是( )。 A．普通盐酸的酸性太强 B．普通盐酸具有挥发性 C．普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应 D．无法区别岩石中原来含有的是碳化物，还是碳氢化合物 3．下列与“神舟五号”载人飞船有关的说法不正确 ．．．的是( )。 A．飞船的表面覆盖的一层石墨瓦之所以能起到保护作用是因为石墨能够耐高温 B．宇航员的食物做成大小可口的“一口酥”，目的是防止飞船内产生飘尘 C．飞船在宇宙中运行时，船舱内温度低、氧气少，无法划着火柴 D．在飞船上使用LiOH吸收多余的CO2而不使用NaOH 4．下列解释不科学 ．．．的是( )。 A．“水滴石穿”主要是溶解了CO2的雨水与CaCO3长期作用生成了可溶性Ca(HCO3)2的缘故B．长期盛放NaOH溶液的试剂瓶不易打开，是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内气体减少形成“负压”的缘故 C．严格地讲，实验室使用“通风橱” 防污染是不负责任的，因为实验产生的有害气体没有得到转化或吸收 D．“雨后彩虹”与“海市蜃楼”都是自然界的光学现象，也与胶体的知识有关 5．2020年12月31日，世界上第一条商业磁悬浮铁路在上海投入运营。磁悬浮的核心