专题四化学变化的基本特征

专题四物质的化学变化（化学变化的基本特征）【复习目标】1．认识化学变化的基本特征，初步了解化学反应的本质。2．知道物质发生化学变化时伴随有能量变化，认识通过化学反应实现能量转化的重要性。3．知道催化剂对化学反应的重要作用。4.初步形成“在一定条件下物质可以转化”的观点。【知识要点梳理】一、物质的变化1.化学变化。宏观上：变化时有其他物质生成的变化叫化学变化。化学变化常伴随发光、放热、颜色变化、生成沉淀和放出气体等现象。微观上：物质发生化学变化时，物质的分子发生了变化，变为其他物质的分子。2.物理变化。宏观上：变化时没有其他物质生成的变化叫物理变化。一般只是物质的形状或状态发生变化。微观上：物质发生物理变化时，物质的分子没有发生变化，只是分子间的间隔改变。【注解】（1）物理变化和化学变化的联系：在化学变化中，同时发生物理变化，在物理变化中，一定不发生化学变化。如：蜡烛受热熔化，只是状态的改变（固→液），它还是石蜡，此时只发生了物理变化而无化学变化；蜡烛燃烧是先熔化、气化（属于物理变化），再燃烧起来（属于化学变化），所以，化学变化过程中同时发生物理变化。（2）常见的化学变化：各种可燃物的燃烧（氧化反应）、铁生锈、食物的腐败（缓慢氧化）、植物的光合作用、呼吸作用一定是化学变化。爆炸不一定都是化学变化。如汽车轮胎爆炸、锅炉的爆炸等就属于物理变化。（3）化学变化常常伴随一些反应现象，只能作为判断的辅助依据，而不能作为判断化学变化的标准。即不能根据现象来判断物理变化和化学变化。如：无色的氧气在-183℃时变为淡蓝色液体；“雪碧”饮料开盖时冒出气泡；电灯发光、放热等都是物理变化。二、物质的性质1．化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质是化学性质，如：氧化性、还原性、可燃性、稳定性、毒性等。2．物理性质：物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质。如：颜色、状态、气味、熔沸点、硬度、密度、延展性、溶解性、挥发性、导电、导热性、吸附性、吸水性等。3.能从宏观研究物质的变化，进而知道物质的性质，推知物质的用途。（1）变化与性质的区别：性质是物质的基本特征，是变化的依据，一种物质能够发生哪些变化，全是由物质本身具有的性质决定的。而变化只是一个过程，是性质的具体体现。如：“木材能燃烧”是指木材具有这种化学性质（可燃性）。“木材在燃烧”是指木材正在发生一种化学变化（燃烧）。（2）物质的变化和性质在描述上是不同的。描述物质“可以”“易”或“能”“具有”等这些词都是描述物质所具有的性质，而不是正在发生的现象。如：铁在潮湿空气中能生成铁锈，铁锈与铁是完全不同的物质，所以这是指化学性质；食盐可溶于水，属于溶解性，所以属于物理性质。（3）性质与用途①物理性质应用：铜作导线、食盐用作调味品、干冰用于人工降雨、用石墨作电极、用汽油除油污、活性炭除异味等；②化学性质应用：用氧气抢救病人、用稀硫酸除铁锈、小苏打用于治胃酸、焦炭用于炼铁、熟石灰改良酸性土壤、甲烷用作燃料、用二氧化碳灭火等。三、化学变化中的能量变化（化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化）。（1）放热反应：金属和酸反应、酸碱中和反应、一切燃烧、缓慢氧化反应如生锈等。（2）吸热反应：大多数分解反应、铵盐和碱反应、碳作还原剂的反应等。四、催化剂和催化作用1、概念：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。【注解】（1）紧抓“一变二不变”。“一变”指的是改变其他物质的化学反应速率，不能片面理解为加快；“二不变”是指自身的质量和化学性质在反应前后没有改变，物理性质可能改变，如催化剂颗粒大小、形状等可能发生变化；（2）催化剂不能增加或减少生成物的质量。催化剂不能决定反应能否进行；（3）催化剂离不开特定的化学反应，离开化学反应讨论催化剂是没有意义的；如：二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，作催化剂；（4）在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂。如：利用过氧化氢分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰作为催化剂，也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液等作催化剂。【应用示例】例1.下列现象和做法，仅涉及物理变化的是（）A．绿色植物光合作用B．世博会开幕燃放烟花C．电解水探究水的组成D．相互划刻比较硬度【解析】本题考查物质的变化。植物的光合作用、烟花爆竹的燃放、水的电解在反应后都有新物质生成，均属于化学变化。物理变化和化学变化的本质是看是否有新物质生成，最好熟悉生活中常见的实例，如燃烧、缓慢氧化、金属锈蚀、植物的光合作用、呼吸作用一定是化学变化。例2．下列物质的用途利用了其物理性质的是（）A．生活中用镶有金刚石的玻璃刀裁划玻璃B．农业上常用熟石灰改良酸性土壤C．工业上常用一氧化碳作还原剂冶炼金属D．化工生产中以煤为原料制取甲醇(CH3OH)【解析】本题考查物质的用途与性质。在化学变化中表现出来的性质属于化学性质。关键看这一性质是否通过化学变化表现出来，只有通过化学变化才能表现出来的性质才属于化学性质。金刚石用于裁划玻璃是利用了其硬度大的性质，属于物理性质；熟石灰改良酸性土壤是利用熟石灰可以和酸发生中和反应，属于化学性质；一氧化碳具有还原性，属于化学性质；以煤为原料制取甲醇，发生的是化学变化。例3．在KClO3分解制取氧气的反应中，MnO2作催化剂，下列有关催化剂的说法不正确的是（）A．反应前后化学性质不发生改变B．反应前后质量发生了改变C．某些反应可使用不同的催化剂D．某些催化剂可催化不同的反应【解析】能改变其他物质的反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质，叫催化剂；MnO2还可在H2O2分解的反应中作催化剂；H2O2分解还可用CuO、Fe2O3等物质作催化剂。例4．取一块木炭做如下实验，并做好实验记录：①观察木炭颜色、状态：为黑色固体；②另取一块体积相同的煤块比较它们的质量，发现煤块的质量大；③点燃木炭，木炭燃烧；④把木炭砸碎；⑤把木炭放入水中，浮于水面上。（1）上述各项描述中，属于物理变化的是___________，属于化学变化的是___________（填序号）；（2）由此推知木炭的物理性质有______________（用文字叙述，下同），化学性质有____________________。【解析】根据变化过程中是否有新物质生成可以判断物质发生变化的类型，根据物质的性质是否需要通过化学变化表现出来可以判断物质的物理性质和化学性质。把木炭砸碎的过程中没有新物质生成，属于物理变化；木炭燃烧有新物质二氧化碳生成，属于化学变化；物质的颜色、状态、密度等性质不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质．故木炭的物理性质有黑色固体、密度比煤和水的密度小；木炭能够燃烧需要通过化学变化表现出来，属于物质的化学性质，故木炭具有可燃性。【备考精练】一、选择题（每小题只有一个选项最符合题意）1.（2012·陕西副题）以下物质的用途，利用其物理性质的是（）A．氮气填充食品包装袋B．氧气供给呼吸C．活性炭用于防毒面罩D．生石灰作干燥剂2．厨房是家庭中重要的组成部分。以下在厨房发生的变化中，不属于化学变化的是（）A．苹果腐烂B．榨取果汁C．面包发霉D．菜刀生锈2.下列说法你认为错误的是（）A.化学变化和化学反应是同一个概念B.物质发生化学变化时同时一定发生物理变化C.化学变化的特征就是一定会有沉淀生成D.物质的性质决定了物质的变化，物质的变化反映了物质的性质4．现代社会生产和生活需要消耗大量能源。下列活动中，通过化学反应提供能量的是（）A．风力发电站B．太阳能供热C．发射航天飞机D.发电机工作产生电能5．物质的用途与性质密切相关。下列说法错误的是（）A．因磷燃烧能产生白烟，所以可用于制作烟幕弹B．因铜化学性质不活泼，所以可镀在某些铁制品表面防止铁生锈C．因氮气化学性质不活泼，所以常用于食品防腐D．因氢氧化钠是一种碱，所以可用于改良酸性土壤6.（2010·陕西副题）下列有关物质用途与性质的说法正确的是（）A．氮气可用作保护气，说明氮气不能与任何物质发生反应B．二氧化碳能用于制取碳酸饮料，说明二氧化碳显酸性C．金刚石可用于切割玻璃，说明金刚石硬度大D．氧气能供给水中生物呼吸，说明氧气极易溶于水7．下列初中常见实验操作中主要发生化学变化的是（）A．除去CO中CO2B．检查装置的气密性C．排水法收集气体D．过滤8．下列有关物质性质和用途关系的叙述，错误的是（）A．由于氢气燃烧时，放出大量的热，所以可用作燃料B．烧碱极易吸收水分，可用来干燥二氧化碳气体C．金刚石的硬度很大，常用于切割玻璃、大理石等D．由于铝具有良好的导电性，因此常用于制造电缆、电线等9．下列物质的用途，利用其化学性质的是（）A．液化气做燃料B．铝材做高压锅C．干冰人工降雨D．钢材制铁轨10．化学思想的建立对于化学学习起着至关重要的作用，“物质的性质常决定物质的用途”是常用的一种化学思想，下列关于这一思想，说法错误的是（）A．氧气可以支持燃烧，所以氧气是一种高效燃料B．二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，所以二氧化碳可用来灭火C．石墨具有良好的导电性，可用作电池中的电极D．铁的熔点高，导热性好，所以铁可用于制作锅11．通过学习化学，我们了解了许多，下列物质用途与其依据的性质或解释不符合的是（）A．炭黑常用来制作炭素墨水----碳在常温下化学性质稳定B．氧气用于金属切割-----氧气具有助燃性C．洗洁精用于除油污-----洗洁精能溶解油污D．用食醋可除去热水瓶胆的水垢-----食醋具有酸性12.下列有关O2和CO2的自述中，属于物理性质的是（）ABCD13.下列质量增加的变化有一种与其他三种存在着本质的区别，这种变化是（）A．长期放置在空气中的氢氧化钠质量增加B．久置在潮湿空气中的铁钉质量增加C．久置在空气中的生石灰质量增加D．长期敞口放置的浓硫酸质量增加14．我国科学家在CO低温氧化的研究上取得了突破性进展，利用四氧化三钴纳米棒作催化剂，可将汽车尾气中的CO在低温下氧化为CO2，示意图如右图。下列关于该反应的说法错误的是（）A．可有效降低汽车尾气对大气的污染B．属于化合反应C．反应前后四氧化三钴纳米棒的化学性质发生变化D．反应前后氧原子数不发生变化二、填空及简答题1．教材中常用下列词语描述物质的性质：①氧化性；②还原性；③可燃性；④毒性；⑤吸水性；⑥溶解性；⑦酸碱性；⑧腐蚀性；⑨挥发性。请选择相应的代号（①→⑨）填写下列空格（每空只填一个代号）。（1）浓硫酸常用作干燥剂，是因为它具有______；(2)氢气可用作无污染的高能燃料，是因为它具有___________；（3）长期开口放置的食醋，其酸味变淡是因为它具有________；（4）硫酸和氢氧化钠对人体的皮肤有___________；（5）工业上常用一氧化碳冶炼金属，因为它具有_________；（6）氧气可用于炼钢或发射火箭，是因为它具有_______。2．物质的性质与物质的组成、结构、用途密切相关。请回答下列问题：（1）铜常用于制作导线，因为其有良好的延展性和________性。（2）浓硫酸由于具有_____________性，因此常用作干燥剂。（3）二氧化碳气体不能燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，因此常用于_________________。（4）氢氧化钙常用作建筑材料，因为其吸收二氧化碳会变成坚固的________，在农业上常用来改良_________土壤。（5）生石灰常用作食品干燥剂，其原因是（用化学方程式表示）______________________。（6）碳酸氢钠可用于治疗胃酸（主要成分是盐酸）过多，其原因是（用化学方程式表示）_______________________。3．芯片是所有电脑、“智能家电”的核心部件，它是以高纯度的单质硅（硅的元素符号为Si）为材料制成的，用化学方法制得高纯硅的反应原理为：（1）SiO2+2CSi+2CO（2）Si+2Cl2SiCl4（3）SiCl4+2H2Si+4HCl请回答：（1）上述反应中属于置换反应的是_