内容正文:
中考化学专题:化学反应的应用价值及合理调控
一、专题核心定位
1. 本专题是初中化学的综合应用模块,衔接化学史、生产生活、实验探究三大核心场景,是中考选择题、填空题的高频考点。
2. 核心目标:掌握化学家贡献、化学反应的实际应用、反应调控的原理与方法,建立“化学服务生活、调控优化生产”的学科思维。
二、考点一 著名化学家及核心贡献(中考必背)
1. 拉瓦锡:通过定量实验研究空气的组成,精准测定出空气中氧气的占比,同时验证了质量守恒定律,被称为“近代化学之父”。
2. 门捷列夫:整理元素的性质与原子量的关系,编制出世界上第一张元素周期表,发现了元素周期律,为化学研究搭建了系统框架。
3. 侯德榜:研发出侯氏制碱法(联合制碱法),打破了国外对纯碱生产的技术垄断,是我国近代化学工业的奠基人之一。
4. 张青莲:主持测定了铟、铱等多种元素的相对原子质量,其测定结果被国际原子量委员会采用,为化学计量作出了重要贡献。
5. 闵恩泽:深耕石油化工催化剂领域,研发了多种炼油催化剂,被称为“中国催化剂之父”,推动了我国炼油工业的发展。
6. 屠呦呦:从青蒿中提取出青蒿素,研发出治疗疟疾的有效药物,体现了化学在医药健康领域的重要价值,获得诺贝尔生理学或医学奖。
7. 道尔顿:提出了近代原子学说,为近代化学的发展奠定了重要的理论基础。
8. 阿伏加德罗:提出了分子的概念,指出了分子和原子的区别与联系,完善了近代原子-分子学说。
9. 波义耳:提出了科学的元素定义,把化学确立为独立的科学,是近代化学的开端。
三、考点二 化学反应的应用价值
(一)化工生产中的应用
1. 利用化学反应从金属矿石中提炼铁、铜、铝等常用金属,满足建筑、机械、生活器具等领域的基础材料需求。
2. 通过化学反应制造氮肥、磷肥、钾肥等各类化肥,助力农作物生长,提升粮食产量。
3. 石油依靠催化裂化、重整等化学反应加工转化,得到汽油、柴油等燃料,以及塑料、合成纤维、合成橡胶等高分子材料。
4. 利用化学反应制取纯碱、烧碱、硫酸等基础化工原料,用于玻璃、造纸、纺织、洗涤用品等多个行业的生产。
5. 通过化学反应合成医药中间体,为各类药物的生产提供原料,支撑医药工业发展。
(二)日常生活中的应用
1. 天然气、煤炭、汽油等各类燃料的燃烧,发生化学反应释放热量,用于做饭、取暖、交通工具的动力供应。
2. 食品制作中,利用发酵反应让面食蓬松、食材发酵入味;利用小苏打受热分解让糕点松软可口。
3. 利用酸碱中和反应,服用含碱性物质的药物缓解胃酸过多,调理身体不适。
4. 利用含氯消毒剂、酒精等物质的氧化反应,破坏细菌、病毒的结构,实现杀菌消毒,保障卫生安全。
5. 利用化学反应制作电池,将化学能转化为电能,为手机、电动车等设备提供动力。
(三)环境与保护中的应用
1. 利用酸碱中和反应处理工厂产生的酸性或碱性废水,降低废水的腐蚀性,减少对水体的污染。
2. 利用化学反应吸收、转化汽车尾气、工厂废气中的有害气体,减少空气污染物的排放,改善空气质量。
3. 采用化学反应原理对垃圾进行无害化处理,分解有毒有害物质,减少垃圾对环境的危害。
4. 利用化学反应研发可降解材料,替代传统难降解塑料,缓解白色污染问题。
四、考点三 化学反应的合理调控
(一)调控化学反应的核心目的
1. 加快反应速率:缩短工业生产的反应时间,提高生产效率,降低生产成本。
2. 减慢反应速率:延缓食品腐败、金属锈蚀、药品变质,延长物质的保存时间。
3. 控制反应过程:减少无用的副反应,提高原料的利用率,提升产品的纯度。
4. 保障生产安全:通过调控反应条件,避免剧烈反应引发的爆炸、泄漏等安全事故。
(二)调控化学反应的常用方法
1. 改变温度
升高温度一般可以加快化学反应的速率;降低温度可以减缓反应速率。生活中用冰箱冷藏食物保鲜、加热加快实验反应,都是这个原理的应用。
2. 改变反应物浓度
增大反应物的浓度,通常会加快反应的速率;减小反应物浓度,会使反应变慢。比如实验室用浓度较高的盐酸制取气体,反应会更迅速。
3. 使用催化剂
加入催化剂可以改变反应的快慢,只调节反应速率,不会增加生成物的总量,也不会改变最终产物的组成,反应前后催化剂自身的质量和化学性质保持不变。
4. 增大反应物接触面积
把固体反应物粉碎、研磨成粉末,或者将块状物质加工成细小颗粒,都能增大反应物的接触面积,让反应更快、更充分。比如把煤块粉碎成煤粉,燃烧会更剧烈、更充分。
5. 调节酸碱性环境
改变溶液的酸碱性,可以促进或抑制某些特定的化学反应,常用于农业改良土壤、食品加工、化工生产等场景。比如用熟石灰改良酸性土壤,就是调节土壤的酸碱度,促进作物生长。
6. 改变压强
对于有气体参与的化学反应,增大压强可以加快反应速率;减小压强会减慢反应速率,常用于工业合成氨等气体参与的生产过程。
五、专题分层练习题(知识点拨随题对应)
(一)基础题(夯实识记)
1. 化学的发展离不开化学家的贡献,下列说法错误的是( )
A. 拉瓦锡——定量探究空气中氧气含量
B. 闵恩泽——研究石油化工催化剂
C. 门捷列夫——测定多种元素的相对原子质量
D. 侯德榜——发明侯氏制碱法
知识点拨:门捷列夫的核心贡献是编制元素周期表,测定多种元素相对原子质量的是张青莲;拉瓦锡、闵恩泽、侯德榜的贡献均对应正确,因此选C。
答案:C
2. 下列生活中的现象,利用化学反应放热的是( )
A. 用干冰人工降雨
B. 用天然气做饭
C. 用冰箱冷藏食物
D. 用太阳能热水器烧水
知识点拨:天然气做饭依靠天然气的燃烧反应,该反应会释放热量;干冰人工降雨、冰箱冷藏食物、太阳能热水器烧水都属于物理变化,没有发生化学反应放热,因此选B。
答案:B
3. 下列措施中,能减慢化学反应速率的是( )
A. 将煤块粉碎成煤粉燃烧
B. 把食物放入冰箱冷藏
C. 给过氧化氢溶液加入二氧化锰
D. 用浓度较高的盐酸制取二氧化碳
知识点拨:冰箱冷藏通过降低温度减慢食物变质的反应速率;粉碎煤块增大接触面积、加催化剂、提高盐酸浓度,都是加快反应速率的措施,因此选B。
答案:B
(二)中档题(理解应用)
4. 关于催化剂的说法,正确的是( )
A. 催化剂只能加快化学反应的速率
B. 加入催化剂可以增加生成物的质量
C. 催化剂在反应前后化学性质保持不变
D. 所有化学反应都需要催化剂才能进行
知识点拨:催化剂可以加快或减慢反应速率,只改变反应速率,不改变生成物的质量,且反应前后自身的质量和化学性质不变;并非所有化学反应都需要催化剂,因此选C。
答案:C
5. 下列关于化学反应调控的应用,说法错误的是( )
A. 食品包装中充入氮气,是为了隔绝氧气,减慢食品氧化变质的速率
B. 工业炼铁时将矿石粉碎,是为了增大接触面积,加快冶炼反应的速率
C. 实验室用双氧水制氧气时加二氧化锰,是为了让反应更快进行
D. 用冷藏的方法保存疫苗,是为了加快疫苗中有效成分的反应速率
知识点拨:冷藏保存疫苗是通过降低温度,减慢疫苗有效成分变质的反应速率,延长保存时间,不是加快反应;其余选项的调控原理均正确,因此选D。
答案:D
6. 下列化工生产的应用中,不属于化学反应应用的是( )
A. 用铁矿石冶炼金属铁
B. 用石油炼制汽油
C. 用海水晒盐得到食盐
D. 用侯氏制碱法制取纯碱
知识点拨:海水晒盐是通过蒸发水分让食盐结晶析出,属于物理变化,没有发生化学反应;铁矿石炼铁、石油炼制、侯氏制碱都依靠化学反应实现,因此选C。
答案:C
(三)拔高题(综合探究)
7. 化学在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用,请结合化学反应的知识回答下列问题:
(1) 工业上炼铁利用了一氧化碳的什么性质?
(2) 胃酸过多的病人服用含氢氧化铝的药物缓解不适,该反应属于哪种基本反应类型?
(3) 分别写出一条加快铁锈蚀速率、防止铁制品生锈的措施。
知识点拨:
(1) 工业炼铁中,一氧化碳可以夺取铁矿石中的氧,体现了还原性;
(2) 氢氧化铝和胃酸的反应是酸碱中和,属于复分解反应;
(3) 加快铁锈蚀可以通过增大接触面积、升高温度、接触电解质溶液等方式实现;防止铁生锈可以通过涂漆、镀金属、保持干燥等方式实现。
答案:
(1) 还原性
(2) 复分解反应
(3) 加快锈蚀:将铁制成铁粉(合理即可);防止生锈:在铁制品表面刷漆(合理即可)
8. 某工厂需要提高某化学反应的生产效率,同时减少副反应的发生,下列调控措施合理的是( )
A. 降低反应温度,减慢反应速率
B. 加入合适的催化剂,加快主反应速率
C. 减小反应物浓度,降低反应速率
D. 不做任何调控,让反应自然进行
知识点拨:加入合适的催化剂,可以选择性加快目标主反应的速率,同时抑制副反应,提高生产效率和产品纯度;降低温度、减小浓度都会减慢主反应速率,降低生产效率,因此选B。
答案:B
六、专题总结
1. 化学家的贡献是中考的基础考点,需要精准对应,避免混淆。
2. 化学反应的应用贯穿生产、生活、环保等多个领域,核心是利用化学反应实现物质的转化和能量的利用。
3. 调控化学反应的核心是通过改变温度、浓度、催化剂、接触面积等条件,让反应按照人类的需求进行,服务于生产生活。
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