高中化学竞赛讲义_热分解反应规律
高中化学竞赛：反应方程式
当x=1时，M为Zn，不符合价态规律 当x=2时，M为Xe，符合要求要求要
↓ (NF4)2XeF8 → 2NF3 + 5F2 + Xe
2024/5/17
14
借助数据写方程
【练】KMnO4在不同温度下分解得到的产物有所不同。给出下列三种 情况下高锰酸钾分解的方程式。 1. 固态KMnO4在200℃加热，失重10.1%。 2. 固态KMnO4在240℃加热，失重15.2%。 3. 固态KMnO4在240℃~300℃加热，失重12.2%。
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【答案】 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 4KMnO4 → 2K2MnO3 + 2MnO2 + 3O2↑ 5KMnO4 → K3MnO4 + K2MnO4 + 3MnO2 + 3O2↑
2024/5/17
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问题的简单处理
【例】化合物A合成于1929年，至1969年才被用作牙膏的添加剂和补牙 填充剂成分。A是离子晶体，由NaF与NaPO3在熔融状态下反应得到。 试写出A生成的反应方程式。
2xNaBH4 + xNiCl2 + 9H2O → NixB + 3H3BO3 + 2xNaCl + (8x+9)/2H2↑ ↓
B守恒，得出x=2 ↓
8NaBH4 + 4NiCl2 + 18H2O → 2NixB + 6H3BO3 + 8NaCl + 25H2↑
2024/5/17
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机理与配凑
【练】强热下，Ag2SO4分解，生成的若干种气体的平均式量为54.9。 写出反应的方程式。 【答案】4Ag2SO4 → 8Ag + 3O2↑ + 2SO3↑ + 2SO2↑
高中化学竞赛第7章_化学动力学基础课件
0 BB B
已知 d dnB B
转化速率的定义为：
•
d
1 dnB
dt B dt
2022/4/16
反应速率（rate of reaction）
IUPAC推荐反应速率用单位体积内的转化速率表示，
反应的速率定义为：
r
1
d
V dt
( d 1 dnB ) dt B dt
1 dnB /V 1 d c B
动力学认为：
1 2
N2
3 2
H2
NH3(g)
需一定的T，p和催化剂
1 H 2 2 O 2 H 2O(l)
点火，加温或催化剂
2022/4/16
7.1 化学动力学的任务和目的
化学动力学发展简史
•1848年 van’t Hoff
dlnKc U
提出：
dT RT2
dlnkEa dT RT2
Kc
kf kb
例如：
r k 0
r k 反 应
r k [ A ] [ B ] 二 级 , 对 A 和 B 各 为 一 级
r k [ A ] 2 [ B ] 三 级 , 对 A 为 二 级 , 对 B 为 一 级
r k [ A ] [ B ] - 2
负 一 级 反 应
r k [ A ] [ B ] 1 /2
k 的单位随着反应级数的不同而不同。
2022/4/16
准级数反应（pseudo order reaction）
在速率方程中，若某一物质的浓度远远大于其 他反应物的浓度，或是出现在速率方程中的催化 剂浓度项，在反应过程中可以认为没有变化，可 并入速率系数项，这时反应总级数可相应下降， 下降后的级数称为准级数反应。例如：
高中化学竞赛：7 热力学稳定性和动力学稳定性
由表中数据可见：位于前方的多为强正电性的金属，它们的
氧化物具有较大的生成焓负值，最为稳定；位于后面的元素的氧 化物的生成焓负值不断减少，其稳定性减小，Cl2O、NO等氧化物 的生成焓已为正值，更不稳定。实际上，后面的几个元素已成为 负电性较大的非金属了。
Al、Si常被用来作为还原剂将金属从其氧化物中还原出来， 这时Al、Si自身便成为氧化物。还原出金属的能力的大小，反应 了生成氧化物的倾向的实质，或换句话说，是这些氧化物的稳定 性的体现。
动力学稳定性是指在热力学上它是不稳定的，只是反应速 率很慢，慢到不能觉察，根据阿伦尼乌斯公式，慢的反应速率 意味着大的活化能：
k＝Ae－Ea／RT 因此我们可以用下面的反应坐标来表示热力学和稳定性和 动力学稳定性。
衡量体系是否是热力学稳定体 系,需从反应物和生成物之间的能 量差去考虑,若产物的能量低于反应 物的能量，则反应物在热力学上为 不稳定(图中A到C，△G2<0，然而, 由于活化能△G2’很大，反应速率很 慢, 可以预料此时A在动力学上 可能是稳定体系)。反之若产物的能量高于反应物的能量，则反应 物在热力学上是稳定的(图中A到B ，△G1>0)。
△rGmθ＝－318.3 kJ·mol－1 根据 △rGmθ＝－RTlnKθ，K＝[1/{p(O2) /Pθ}]1/2 ， 解出 p(O2) ＝2.82×10－107 Pa。 即要使此反应不能正向进行, 则应使Q>K, 即要使p(O2)如此 地低，这是难以办到的，在通常情况下，p(O2) 总是大于这个值。
热力学稳定性和反应的自发性
一 热力学稳定性和动力学稳定性
无机化学中讨论元素及化合物的性质时，其中一个中心问题 就是化学体系的稳定性。
如，某元素能否形成某种化合物，这要看该化合物能否在一 定条件下稳定存在。在研究一个合成反应是否可行时，也可把问 题归结为有关反应物体系是否稳定。因而可以说，无机化学里的 一个重要问题是试图去说明不同化学体系的稳定性。
高一化学竞赛《分子的极性》讲义
极性分子与非极性分子你知道冰为什么在4℃时密度最大吗？这就是本讲所学内容——分子间作用力和氢键的有关知识。
由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构。
根据近代X射线的研究，证明了冰具有四面体的晶体结构。
这个四面体是经过氢键形成的，是一个敞开式的松弛结构，因为5个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。
这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占34%，因此冰的密度较小。
液态水不像冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度的无序排列，即水分子间的距离不像冰中那样固定，H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。
这样，分子间的空隙减少，密度就增大了。
温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序排列增多，使密度增大。
但同时，水分子的热运动也增加了分子间的距离，使密度又减小。
这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡，因此，在4℃时水的密度最大。
过了4℃后，分子的热运动使分子间的距离增大的因素，就占优势了，水的密度又开始减小。
知识延伸一、分子间作用力分子型物质无论是气态、液态或固态，都是由许多分子组成的，在分子间存在着一种较弱的作用力叫分子间作用力，也叫做范德华力。
它比分子内原子间的作用力（化学键）要小。
分子间的作用力是一个总的提法，按作用力产生的原因和特性可分为三种力：l．取向力当两个极性分子靠近时，同极相斥，异极相吸，产生相对转动，最后必然是异极相对，同极尽量远离，这叫做分子的取向。
这种由于极性分子取向而产生的力叫取向力。
2．诱导力当极性分子接近非极性分子时，极性分子的偶极电场使非极性分子发生极化从而产生正、负电荷重心不相重合，这种由于外来的影响而产生的偶极叫诱导偶极，诱导偶极与固有偶极产生的力称为诱导力。
一般说来，极性分子的极性越大，诱导力越大。
分子的变形性越大，诱导力也越大。
3．色散力非极性分子之间也存在着相互吸引力，非极性分子内部的原子核和电子都在不断地运动，不断地改变它们相对的位置。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第7讲 化学反应速率与化学平衡-典型例题与知能训练
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第7讲 化学反应速率与化学平衡【竞赛要求】反应速率基本概念。
反应级数。
用实验数据推求反应级数。
一级反应积分式及有关计算（速率常数、半衰期、碳-14法推断年代等等）。
阿累尼乌斯方程及计算（活化能的概念与计算；速率常数的计算；温度对速率常数影响的计算等）。
活化能与反应热的关系。
反应机理一般概念。
推求速率方程。
催化剂对反应影响的本质。
标准自由能与标准平衡常数。
平衡常数与温度的关系。
平衡常数与转化率。
利用平衡常数的计算。
热力学分解温度（标态与非标态）。
克拉贝龙方程及其应用（不要求微积分）。
【典型例题】例1、把6 mol A 气和5 mol B 气混合后放入4 L 密闭容器中，在一定条件下发生反应： 3 A(g) + B(g)2C(g) + x D(g)，经5 min 生成C 为2 mol ，测定D 的平均速率为0.1 mol ·L -1min -1。
求：（1）A 的平均反应速率； （2）此时A 的浓度；（3）温度不变，体积不变，容器内压强与开始时压强比值； （4）B 的转化率。
分析：不同物质表示同一反应的反应速率，其比值等于方程式中各物质的化学计量数之比。
同温、同体积时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比。
转化率则为转化的量与起始量之比值。
解：经5 min 生成D 的物质的量：n (D) = 0.1 mol ·L -1min -1×4 L ×5min = 2 mol, 3 A(g) + B(g)2C(g) + x D(g)起始物质的量/mol 6 5 0 0 转化物质的量/mol 3 1 2 2 5 min 后物质的量/mol 3 4 2 2 （1）υ(A) = min 5·43L mol= 0.15 mol ·L -1·min -1（2）C(A) =Lmol43 = 0.75mol ·L -1 （3）容器内压强p 1与开始压强p 0之比为：01p p = mol mol )56()2243(++++ = 11（4）B 的转化率 =%10051⨯molmol= 20% 例2、N 2O 5分解反应的实验数据如下：时间/min 0 1 2 3 4 浓度/mol ·L -10.1600.1130.0800.0560.040（1）计算1 min 到3 min 的平均速率；（2）用浓度对时间作图，求2 min 时的瞬时速率。
高一化学竞赛培训讲义2(主族元素)-3卤
OF2分子中， O原子采取sp3杂化方式，有两对孤电子对， 分子呈V形结构。
F
~100。 F
OO
90。
O
OO
90。
OO
F
F
F
F
OF2
O2F2
O4F2
制备： 2F2 + 2NaOH (2%)= 2NaF + H2O + OF2↑
溶解性：OF2溶于水可得到中性溶液，溶解在NaOH溶液中
得到F-和氧气，它不是酸酐。
分子间力 小
Cl2
Br2
I2
g
ls
大
***./℃ -188 -34.5 59 183 ***/℃ -220 -101 -7.3 113 颜色 浅黄 黄绿 红棕 紫
半径依次增大，分子量也增大，导致色散力也增大，所以分别以气 体—液体—固体状态存在。
显色原因：分子中π*和σ*反键轨道能差不同，吸收的可见光波长度不同。
还原能力为: I-> Br-> Cl-> F-
卤化氢的制备
(1) HF
CaF2 H2SO4（浓）CaSO 4 2HF 复分解反应
(2) HCl
Cl 2 H2 hv 2HCl 直接合成法（工业） NaCl H2SO 4 (浓) HCl NaHSO 4 复分解反应
2NaCl H2SO4 (浓) 500O C2HCl Na2SO4
海藻灰中提取碘 2NaI + 3H2SO4 + MnO2 ＝ 2NaHSO4 + MnSO4 + 2H2O + I2
大量的碘还来源于自然界的碘酸钠 2IO3－ +5HSO3－ ＝ 5SO42－ + H2O + 3H+ + I2
高中化学化学反应的热效应知识点讲解
为放热反应,从图中可看出b放出热量更多,故ΔH2<ΔH1。
3.两个有联系的不同反应,常利用已知的知识进行比较。如:
①C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1<0
②C(s)+ 1 O2(g)
2
CO(g) ΔH2<0
反应①为C的完全燃烧,反应②为C的不完全燃烧,|ΔH1|>|ΔH2|,所以ΔH1<ΔH2。
中生成,则CH3OH是反应的催化剂,C项错误;反应②③④中有极性键的断 裂和生成,反应②④中还有非极性键(H—H)的断裂,D项正确。 答案 C
方法总结 分析循环图题时,重点在于判断各物质的类型。一般来说,通 过一个箭头进入循环的是反应物;通过一个箭头离开循环的是生成物;先 参加反应,又在后续反应中生成的是催化剂;先生成后又消耗掉的是中间 产物。
例2 (2022重庆三调,11)香草醛(
)高效加氢脱氧合成4-甲
基愈创木酚(
)是研究木质素转化成高附加值生物质柴油
的重要模型反应,其反应历程如下图所示。下列说法错误的是 ( )
A.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
B.在催化剂作用下可能发生反应:
+H2
+H2O
C.甲醇是反应的中间产物 D.该过程中有非极性键和极性键的断裂以及极性键的形成
3.燃烧热与中和反应反应热的比较
比较项目
燃烧热
中和反应反应热
能量变化
放热,ΔH<0
含义
在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成 在稀溶液里,酸和碱发生中和反
指定产物时所放出的热量
应生成1 mol水时所放出的热量
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
高级中学化学竞赛必背知识点.doc
2017高中化学竞赛必背知识点高中化学竞赛必背知识点篇一1.盛有生石灰的试管里加少量水：反应剧烈，发出大量热。
２.将一洁净铁钉浸入硫酸铜溶液中:铁钉表面有红色物质附着，溶液颜色逐渐变浅。
3.将铜片插入硝酸汞溶液中：铜片表面有银白色物质附着。
２-4.向盛有石灰水的试管里，注入浓的碳酸钠溶液：有白色沉淀生成。
5.细铜丝在氯气中燃烧后加入水：有棕色的烟生成，加水后生成绿色的溶液。
6.强光照射氢气、氯气的混合气体:迅速反应发生爆炸。
7.红磷在氯气中燃烧：有白色烟雾生成。
8．氯气遇到湿的有色布条：有色布条的颜色退去。
9．加热浓盐酸与二氧化锰的混合物：有黄绿色刺激性气味气体生成。
高中化学竞赛必背知识点篇二１.硅酸的物理性质和化学性质：(１)物理性质:不溶于水的白色沉淀原硅酸(H4ＳｉO４）是白色胶状沉淀(2)化学性质:①不稳定性：H２SiO3SiO2＋H2O②与强碱反应：H2ＳiO3＋2ＮaOＨ＝= Na2SiO3＋２Ｈ2O２．硅酸的用途：用作气体的吸附剂,油脂和蜡等的脱色剂，催化剂载体，以及分析化学试剂等。
3.硅酸的制取:由可溶性硅酸盐稀溶液和酸作用制得正硅酸的不稳定水溶液,失水成偏硅酸即通称的硅酸。
放置能缩合成多分子聚合物称硅酸溶胶(ｍSｉO2nH2O）,简称硅溶胶，加热脱水可得硅胶(多孔SiO２含水４％)。
由细孔球形硅胶用盐酸浸泡４~6h后用纯水洗涤,烘干72h，用纯水洗涤,再在70~80℃二次烘干制得。
也可由硅酸钠与硫酸反应生成硅溶胶,经凝聚,一次洗涤，干燥,浓盐酸浸泡,二次洗涤，干燥而制得。
高中化学竞赛必背知识点篇三1. 在溴化钠溶液中滴加硝酸银溶液后再加稀硝酸：有浅黄色沉淀生成。
２.在碘化钾溶液中滴加硝酸银溶液后再加稀硝酸：有黄色沉淀生成。
3．Ｉ2遇淀粉，生成蓝色溶液。
4.细铜丝在硫蒸气中燃烧:细铜丝发红后生成黑色物质。
5.铁粉与硫粉混合后加热到红热：反应继续进行，放出大量热,生成黑色物质。
6.硫化氢气体不完全燃烧(在火焰上罩上蒸发皿)：火焰呈淡蓝色(蒸发皿底部有黄色的粉末）。
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高中化学竞赛第三讲热分解反应基本规律
本讲的主题是“有规则拆分”！
一、热分解反应的“推动力”
从热力学角度看，热分解反应是向着能量低产物方向进行，反应的“推动力”是能量降低的过程（△r G=△r H-T△r S）。
用上述观点可以解释下列反应为什么是按（1）式而不是按（2）式进行：
CaCO3→CaO+CO2（1）CaCO3→CaC+3/2O2（2）
KClO3→KCl+3/2O2（1）KClO3→1/2K2O+1/2Cl2O5（2）
二、含氧酸盐的热分解反应规律
按上述能量观点，由于氧化物能量低于相应硫化物、氮化物、磷化物、碳化物，所以（大多数）硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、草酸盐的（固态）热分解按以下规律进行：含氧酸盐(s)→金属氧化物(s)+酸酐（热分解通式）
还要考虑的是，酸酐是否稳定？金属氧化物是否稳定？两种产物间是否还会发生氧化还原反应?（实例见下）。
（一）硫酸盐的热分解反应
规律：硫酸盐(s)→金属氧化物(s)+SO3
例：
1、当温度显著高于758℃时，SO3分解，气态产物以SO2和O2为主，反之气态产物以SO3为主。
（758℃是从△r G=△r H-T△r S计算出来的数据。
）
例：
2、在活动序中位于铜以后的金属硫酸盐，因碱性氧化物对热不稳定而分解。
例：
若分解温度不很高，则得HgO和SO3；若高于HgO显著分解的温度，则产物为Hg和SO3、O2。
3、两种产物间发生氧化还原反应
例：
产物中有Fe2O3、SO2，原因是“高温”下SO3有一定的氧化性，氧化FeO为Fe2O3，自身转化为SO2。
（二）硝酸盐的热分解反应
1、NaNO3、KNO3在温度不很高条件下分解为MNO2和O2。
例：2KNO32KNO2+O2↑
2、其余硝酸盐均可按照热分解反应通式讨论：硝酸盐→金属氧化物+硝酸酐(N2O5)
∵N2O5在室温下就明显分解：N2O5=2NO2+1/2O2
∴硝酸盐热分解反应一般规律为：硝酸盐→金属氧化物+NO2+O2 (后两者mol比为1：4)
例：
2Cu(NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑
（1）如果硝酸盐在明显高于500℃下分解，NO2分解，则气态产物为NO和O2；如果高于950℃下分解，NO进一步分解为N2和O2，则反应式为：
（2）在活动序中位于铜以后金属硝酸盐，因碱性氧化物对热不稳定而分解。
例：2AgNO32Ag+2NO3↑+O2↑
（3）NO2、O2在高温下都有明显氧化性，若碱性氧化物具有还原性，则将有可能被氧化，但很难说明是被NO2或O2氧化的。
例：
若FeO被NO2氧化，NO2的还原产物NO将和O2生成NO2；若O2是氧化剂，产物仍是NO2和O2，从反应结果看，都是O2减少了。
类似地，其他具有还原性的碱性氧化物有MnO（强还原性）、SnO、CoO、PbO（弱还原性）。
（4）硝酸的热稳定性不如相应硝酸盐。
如浓硝酸见光易分解，主要是H+、M n+不同引起的。
因异电相吸，M n+和酸根阴离子（的配位O原子）互相靠近，由于M n+外围也有电子和O原子互相排斥，所以两者间不可能靠得很近。
H+则不同，没有电子，因此它不仅能和含氧酸要中配位O原子靠近，而且还能钻入配位O原子，（从效果上看，相当于）削弱了这个O原子和成酸元素原子间结合，所以含氧酸（尤其是在受热时）较易分解。
（H2CO3类似）
4 HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
（三）碳酸盐的热分解反应
和热分解反应通式是一致的：碳酸盐→碱性氧化物+CO2
例：CaCO3高温分解
（1）由于CO2能量低，要在2300℃以上才明显分解为CO和O2，而碳酸盐热分解温度显著低于2300℃，所以一般不涉及产物CO2分解的问题。
（2）不活泼金属碳酸盐，也会因碱性氧化物对热不稳定而分解。
例：
（3）气态CO2的氧化性不强，只有在遇到强还原性碱性氧化物才有可能表现出来。
例：。
（四）草酸盐的热分解反应
草酸（H2C2O4）的酸酐是“C2O3”（没有这个化合物，所以标以“”号），可认为是+2、
+4价碳的混合氧化物。
所以草酸盐热分解反应式为（以CaC2O4为例）：
，
H2C2O4·2H2O CO2↑+CO↑+3H2O
总结：
（五）其他含氧酸盐
由于磷酸盐分解生成的酸酐P2O5挥发性低，所以磷酸盐分解温度高。
硅酸盐中SiO2不具挥发性，所以硅酸盐“不发生”热分解反应。
硼酸盐中B2O3也不易挥发，所以一般也不讨论硼酸盐的热分解反应。
（六）元素的中间氧化态含氧酸（盐）受热时可能发生自氧化还原反应。
例：3NaClO NaClO3+2NaCl NaClO33/4NaClO4+1/4NaCl
4KClO33KClO4+KCl Na2SO31/4Na2S+3/4Na2SO4
三、铵盐、碳酸氢盐的热分解反应规律
（一）铵盐
铵盐（以NH4A为例）热分解始于NH4+上质子（H+）转移和A-结合，即NH4A NH3+HA。
1、若HA没有氧化性，产物即NH3和HA，如NH4X、NH4HCO3、NH4HS等。
2、若HA有氧化性，则将和NH3发生氧化还原反应，反应特点是分子内得失电子平衡。
例：NH4NO2N2↑+2H2O NH4NO3N2O↑(笑气)+2H2O
(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O
(NH4)2SO4受热到357℃释NH3：(NH4)2SO4NH4HSO4+NH3↑，而后在更高温度下发生NH3还原“SO3”反应。
3、据铵盐热分解机理可归纳总结铵盐热分解温度高低及其产物：既然铵盐热分解反应始于NH4+中H+转移，可以想象A-接受质子倾向越强，则相应铵盐热分解温度低；反之，热分解温度较高。
例如比较卤化铵热分解温度高低，实际上是在比F-、Cl-、Br-、I-接受H+倾向，F-接受H+倾向最强，I-接受H+倾向最弱，所以顺NH4F、NH4Cl、NH4Br、NH4I序热分解温度升高。
又例如已知NH4HCO3在室温下就能发生部分分解，可想而知(NH4)2CO3在室温下更易分解。
（二）碳酸氢盐
碳酸氢盐（以M(HCO3)2为例）热分解始于其中一个HCO3-上质子（H+）转移和另一个HCO3-结合，即M(HCO3)2MCO3+CO2↑+H2O。
或者是：2MHCO3M2CO3+CO2↑+H2O
四、碱的热分解反应规律
2Al(OH)3 Al2O3+3H2O NH3·H2O NH3↑+H2O
LiOH、氢氧化镁受热分解AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O
（2013国初）Fe(OH)2在常温无氧条件下转化为Fe3O4
3Fe(OH)2Fe3O4+H2↑+2H2O
五、热重分析曲线及其分析方法。