分解过氧化氢制取氧气实验活动分析报告
集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
氧气的实验室制取与性质报告
姓名＿＿＿＿＿学校＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿
【实验名称】
氧气的实验室制取与性质（分解过氧化氢制取氧气）
【实验目的】
1.学习实验室制取氧气的方法。
2.加深对氧气性质的认识。
【实验用品】
锥形瓶、双孔橡胶塞、长颈漏斗、集气瓶、玻璃导管、胶皮管、水槽、二氧化锰，过氧化氢溶液、木炭、澄清石灰水、细铁丝。
过氧化氢分解氧气 成员：罗玉洁、何瑾、徐丽、胡艳、骆磊、申林 一、 实验目的 1、掌握实验室用双氧水制备氧气的原理、装置和操作。 2、了解影响双氧水制备氧气反应速率的因素。 3、能认识催化剂在化学反应中的作用及化学反应前后质量的变化。 二、 实验原理 过氧化氢不稳定，在常温下就能缓慢分解放出氧气。但速度较慢，不易察觉。在过氧化氢溶液中加入适量二氧化锰后，能立即有氧气迅速放出。在此反应中，二氧化锰是催化剂，能加速该反应的发生。 过氧化氢 水+氧气→ 二氧化锰 ↑+??→?2222O O H O H 2MnO 三、 实验药品与仪器 实验药品：5%、30%的双氧水、二氧化锰、氧化铜。 仪 器：注射器（20ml ）、锥形瓶、导管、软木塞、恒温水浴锅、 集气瓶、橡皮管、钥匙。 四、 实验步骤 1、实验室制备氧气 ①连接仪器，检查装置的气密性； ②在锥形瓶中加入少量二氧化锰粉末，旋紧软木塞，用注射器在双氧水瓶里吸取10ml 5%双氧水，将注水器里的双氧水按需要的量缓慢注入加入装有少量二氧化锰粉末的锥形瓶中； ③等气泡连续均匀冒出时，开始收集； ④等集气瓶中液面下降至瓶口，瓶外有气泡产生时，实验结束。并用带火星的木条进行检验。实验装置如下：
改进装置原因： （1）因锥形瓶中的二氧化锰不易收集。所以将锥形瓶换成试管，便于收集二氧化锰，好做称量，证明二氧化锰作为一种催化 剂时，在反应前后质量不变。 （2）用分液漏斗来控制反应的速率,收集装置采用向下排水法。 （3）通过改变浓度、温度、催化剂来探究对双氧水催化分解氧气速率的影响。 2、探究影响双氧水分解速率的因素 （1）浓度对反应的影响 分别将10ml 5%双氧水溶液与10ml 30%双氧水溶液与等量的MnO2混合于试管中，分别观察实验现象。 （2）温度对反应的影响 分别观察：室温下10ml 30%双氧水溶液，发生装置浸入80℃的水浴加热的10ml 30%双氧水的现象。 （3）催化剂对反应的影响 10mL5%双氧水溶液加入少许氧化铜作为催化剂，10 ml 5%双氧水溶液加入少许二氧化锰作为催化剂。且氧化铜与二氧化锰等量，分别观察实验现象。 五、注意事项 1、在做实验之前，必须检查装置的气密性。气密性检查：用止水夹 关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。 2、双氧水的浓度不能过大，并且不适宜加多过氧化锰，容易造成反 应太剧烈。 3、刚开始出现气泡时，混有空气，此时不易收集氧气，待气泡增多 时，再进行收集。 六、思考题 1、实验中分液漏斗的作用？ 2、二氧化锰在实验中的作用？ 3、与高锰酸钾相比，双氧水分解制取氧气有哪些优点？ 答：1、分液漏斗可以控制反应物的量，从而控制反应的速率。 2、二氧化锰在该反应中做催化剂，能改变反应的速率，而本身 在反应前后质量和化学性质不变，对于生成物的量是没有影响 的。 3、双氧水分解不需要加热，操作简单方便，且可以通过分液漏 斗控制反应物的量，从而控制反应的速率。
课本中对这部分内容是这样安排的：在试管中加入 5 mL 10％的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，木条不复燃，但说明了“过氧化氢溶液在常温下能生成氧气”结论。显然这样的结论会使学生感到矛盾。将5 mL 10％的过氧化氢溶液放置一天（用橡皮塞塞紧），再把带火星的木条伸入试管，木条就会复燃，建立在实验基础上，学生对“过氧化氢溶液在常温下能生成氧气”就会变得清晰。 (二)、催化剂概念的理解 因过滤操作安排在第三单元课题3水的净化中，在本课题的学习中较难安排将催化剂二
液制取氧气的实验条件为常温，反应物的状态为固体和液体，所选装置如图1所示。 图1 缺点： 1. 在实验操作中，很难做到使反应随时发生随时停止（即很难做到使过氧化氢溶液 粉末分离而使反应停止）。 与MnO 2 2. 无法控制液体药品的用量，浪费药品。 因此做了适当的改进： 改进一 1. 改进所需器材 铁架台（带铁夹）、大试管、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞。 2. 改进后的发生装置如下图2所示： 3. 操作方法 ①先将少量的二氧化锰粉末放入大使管的底部。 ②然后将过氧化氢溶液放入分液漏斗中，打开活塞，逐滴加入过氧化氢溶液，使 反应停止。 ③不需产生气体时将活塞关闭，使反应停止。 4. 改进后发生装置的优点 ①通过分液漏斗逐滴向试管加入过氧化氢溶液来控制反应的速度，可以得到 平稳的氧气流，同时也便于收集。 ②可以控制所加过氧化氢溶液的用量，节约药品。 ③操作简便。 改进二 1. 1. 改进所需器材 吸滤瓶、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋） 2.改进后的发生装置如图3 1. 操作方法 ①按上图将一根铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋），伸入到吸滤 瓶底部。 ②将过氧化氢溶液放入分液漏斗中，通过分液漏斗逐滴加入5℅过氧化氢溶 液，使反应发生，产生气体。 ③不需产生气体时将铜丝向上拉起，将小砂袋脱离液面，使反应停止。
课题： 对过氧化氢分解速 率影响因素的探究
课题：对过氧化氢分解速率影响因素的探究 教学设计 本课题教学设计思想 化学是一门以实验为基础的科学，化学变化创造了千变万化的物质世界，化学反应的速率受诸多因素的影响更使化学带来神奇，学生有强烈探究欲望。虽然实验操作有一定难度以及受条件的影响致使课堂组织有一定困难，但通过对第二单元“对蜡烛及其燃烧的探究”和“对人体吸入的空气和呼出气体的探究”的学习，学生有一定的基础和能力。相信通过本课题的学习，会激发学生对科学探究的兴趣和原动力，更加热爱化学，同时提高学生的实验操作能力、记录与表述能力，培养学生合作精神。 三维目标 （1）知识与技能 了解外界因素影响过氧化氢分解速率。 学习对比实验的设计，初步了解从量方面设计实验。提高实验操作能力以及 对实验报告的记录和交流能力。 （2）过程与方法 重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究能力。 通过实验探究分析影响化学反应速率的因素。 （3）情感、态度、价值观 培养学生积极参与科学探究的热情，体验成功的快乐，培养学生相互配合 师生配合的情感。 教学重难点 重点：体验以实验为核心的科学探究过程。 难点：探究方案的设计、实验装置的确定、实验过程的实施与评价。 学习方法 以实验为核心的自主、合作、探究学习 教具准备 试管、橡皮塞、导气管、量筒、水槽、秒表、胶头滴管等； 红砖粉、二氧化锰、不同浓度的过氧化氢溶液、蒸馏水等。 教学过程
教学流程简图： 课题导入探究一（反 应物浓度） ①设计实验 ②分组实验 ③交流 探究二（催 化剂种类） 探究小结①学生发言交流 ②教师总结 课堂 小结 ①学生谈感受 ②教师激励 ①播放视频 ②教师激发 ③学生猜想 ①设计实验 ②分组实验 ③交流 课题导入 教师活动学生活动 教师语：请同学们先观看一段视频： 这是我们一个月之前上课的场景，其中有同学讲到二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，其实影响过氧化氢分解速率的因素还很多，今天这节课我们就来对过氧化氢分解速率影响因素进行探究（展示课题） 1、启发学生大胆猜想，哪些因素可能影响过氧化氢分解产生氧气的速率。 2、小组交流猜想，教师作出评价积极鼓励。 观看思考 倾听 小组讨论，将猜想填入探究报告单。 倾听交流，积极补充。 设计意图与教学预测留心观察与大胆猜想是科学探究的源泉，教师旨在用激励性的语言唤起学生对化学的兴趣，对科学探究的兴趣，对探究什么的兴趣。 探究一：浓度对反应速率的影响 教师活动学生活动 教师语：同学们的猜想很多也很好，有大胆 的猜想就成功的迈出了科学探究的第一步。今天由于时间和条件的限制，我们选择其中的两个因素进行探究。（课件展示两个探究实验并板书） 1、教师引导学生设计实验方案，并请各组提出自己的实验设计方案 关注老师的表述，知道本节课探究内容。 积极思考,交流讨论
实验四 比较过氧化氢在不同条件下的分解 !实验安全： 1. 使用酒精灯加热一定注意按照要求 ，防止烫伤、烧伤和引发火 灾！ 2?实验材料一律不能入口，以防发生意外！ 3. H 2O 2溶液有一定的腐蚀作用。用量筒量取 出02溶液时请小心，切勿将 出02溅在皮肤上 或者衣服上，一旦发生要马上用大量清水冲洗！ 4. 实验中，试管口不要对着自己或同学，以免反应太剧烈，气泡冲出试管到脸上产生危险！ 一、 实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。 二、 知识背景 1. 化学反应活化能在一个化学反应体系中，任何一个分子要发生化学反应，都必须先被活 化，即增加能量。分子从常态跃迁到容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量， 称为化学 反应的活化能。酶是一种有机催化剂，与无机催化剂相比较， 其主要作用是高效性，即在常 温常压下能显著地降低化学反应所需要的活化能，从而促进化学反应高效地进行。 2. 过氧化氢是一种代谢过程中产生的废物， 它能够对机体造成损害。 为了避免这种损害， 过 氧化氢必须被快速地转化为其他无害或毒性较小的物质， 而过氧化氢酶就是常常被细胞用来 催化过氧化氢分解的工具。 几乎所有的生物机体都存在过氧化氢酶， 肝脏是重要的解毒器官， 过氧化氢酶尤其丰富，另外在土豆、 青椒、鸡血等材料中也较多。 过氧化氢酶是一种生物催 化剂，Fe 3+是一种无机催化剂，它们都可以将过氧化氢分解成水和氧气。反应如下： 每滴质量分数为 3.5%的FeCb 溶液中的Fe 3+数，大约是每滴质量分数为 20%勺肝脏研磨液中 过氧化氢酶分子数的 25万倍。 三、 材料器材 1. 实验材料：新鲜的质量分数为 20%勺肝脏研磨液、土豆提取液和青椒提取液； 2. 试剂：质量分数为 3.5%的FeCl 3溶液；③新配制的体积分数为 3%勺过氧化氢溶液； 3. 器材：量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯（或恒温水浴锅） ，试管夹， 大烧杯，三脚架，石棉网，温度计。 四、 方法与步骤（按下表添加试剂并观察现象） H 2O 2 Fe 3+ 过氧化氢酶 H 2O 2 + 02
过氧化氢催化分解反应速率常数的测定 分类：药学资料 标签： 化学 实验报告 过氧化氢 反应速率常数 教育 一、实验目的 （1）了解过氧化氢催化分解反应速率常数的测定方法。 （2）熟悉一级反应的特点，了解催化剂对反映速率的影响。 （3）掌握用图解计算法求反应速率常数。 二、实验用品 1、仪器 玻璃反应容器1个、水准瓶1个、50mL量气管1个、超级恒温槽1套、三通活塞1个、秒表1块、10mL量筒1个、5mL吸量管2支、胶管3m。 2、药品 质量分数为2%的H2O2溶液（新鲜配制）、0.1mol·L-1KI溶液。 三、实验原理与技术
过氧化氢很不稳定，在常温下的分解反应式为： H2O2→H2O+1/2O2（Ⅰ） 在KI作用下的分解反应机理为： H2O2+KI→KIO+ H2O （慢）（Ⅱ） KIO→KI+1/2O2 （快）（Ⅲ） （Ⅱ）式是H2O2分解的速控步骤，H2O2分解反应的反应速率方程为： －dc H2O2/d t=k′c H2O2·c KI （Ⅳ） 因为c KI近似不变，（Ⅳ）式可简化为： －dc H2O2/d t=k c H2O2 （Ⅴ） （其中k=k′c KI）。 H2O2的催化分解反应为一级反应，对（Ⅴ）式积分可得：ln（c/ c0）=－kt （Ⅵ） （其中c0为H2O2的初始浓度；c为反应至t时刻H2O2的浓度；k为H2O2的催化分解反应的速率常数）。 反应的半衰期为： t1/2= ln2/k=0.693/k （Ⅶ） 在等温等压条件下，在H2O2的分解反应中，氧气体积增长速率反映了H2O2的分解速率，本实验就是通过测定不同时刻放出的氧气的体积，间接地求出H2O2在相应时刻的浓度，这种方法称为物理法。 令ⅴ∞表示H2O2全部分解放出的O2的体积；ⅴt表示反应至t时刻放出的O2的体积；则由（Ⅰ）式可看出：
作业名称 学员培训帐号：xy5011094 学员姓名:吴红 所在学校名称：织金县珠藏中培训所在班级名称：织金、纳雍初中化学班 一、基本信息 1）学科：化学 2）所用教材版本：人教版 3）年级（册）：九年级1、2册 4）课题名称：过氧化氢制取氧气的实验探究 5）课时数：1课时 二、改进后的教学设计 (一)教学目标 知识与技能目标： 1．了解过氧化氢的颜色状态，知道过氧化氢常温下是无色的气体； 2．知道催化剂在化学反应中的作用，并为过氧化氢的分解寻找一种合适的催化剂； 3．能组装简单的实验装置用过氧化氢制取氧气。 过程与方法目标： 1．通过学习比较，学会探究学习方法； 2．通过本节课的学习，培养学生分析、对比、迁移知识的能力。 情感、态度与价值观目标： 1．知道化学与生产和生活的联系.； 2．探究活动，提高学生学习兴趣，激发求知欲，培养学生科学素养； 3．培养学生勇于创新的科学精神和团结合作的意识。增强社会责任感，养成良好的环保意识 （二）学情分析 1．教材分析：本节主要内容是氧气的制取，在氧气的制取中学生一个明白氧气制取的原理，反应式的书写，气体的收集装置等部分，掌握排空气法收集气体和排水法收集气体的方法，明确气体制取的装置，知道固体和液体在不加热的情况下制取气体的实验装置。 2．学生分析：在此之前，学生学习了氧气的密度及水溶性的相关内容，以这个知识储备为基础，对氧气的制取及收集进行一些讨论。
三、结合国培课程研修对本节课设计与改进的教学反思（300-600字）
（一）知识点的过渡和连接：本届内容是探究氧气的制取，以氧气的制取为例，对学生教授如何通过已学的知识来探索新的知识的方法，所以本节的教学要以学生已经掌握的知识为基础，虽然过氧化氢是生活中经常用到的化学试剂，但学生对过氧化氢一点都不了解，它为什么会分解生成氢气，这学生就更不知道了，所以如何让新旧知识衔接起来是一个问题。 （二）对催化剂的概念如何让学生去理解的问题，这里提到过催化剂可以加快反应的速率，如何提高反应速率的？催化剂参加反应了吗？这都得给学生做相关的解释，但对于刚开始学习化学的学生来说我们该如何去解释这个问题，这就得老师把握好一个度了，这个度是最不好把握的，但是在处理的时候一定不能违反科学规律，如不可以说催化剂不参加化学反应等; (三）教学目标设计应该具体而具有可操作性，这也是符合课程标准的要求，在课程标准的要求中除了情感态度与价值观目标外，知识与技能目标、过程与方法目标应该能够当场做出评价或者能在探究过程在红体现出来，改进后的教学设计中，教学目标变得具体使用而且有操作性。
比较过氧化氢在不同条件下的分解 1、实验原理： H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中的过氧化氢酶的作用下加速分解。 2、实验过程和现象 实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更高。 3、实验中变量的控制 变量：在实验过程中可以变化的因素。 自变量：实验过程中可以人为改变的变量，如上述实验中FeCl3溶液、肝脏研磨
液。 因变量：随着自变量的变化而变化的变量。如上述实验中H2O2分解速率。 无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，如试剂的用量、实验室温度等。 考点一：实验原理及操作过程注意事项 例一、(2018·廊坊高一上月考)关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，下列叙述正确的是() A.实验中所用肝脏必须是新鲜的，若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少 B.实验中用到的滴管，必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液，这样对实验结果影响较小 C.过氧化氢在温度高的环境中分解速度比常温下会加快 D.实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况 考点二：实验的变量分析技巧 例一、关于下图所示实验的叙述中，错误的是() A．甲装置是实验组，乙装置是对照组
B．H2O2溶液的浓度属于无关变量 C．乙试管产生气泡的速率比甲试管快 D．两支试管中H2O2溶液的体积应相同 例二、(2018·河北安平中学月考)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如表所示。下列有关分析不正确的是() A.上表实验涉及温度和催化剂种类两个自变量 B.试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组 C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用 D.若要研究酶的高效性，可选用实验组合试管3和试管4 易错点一：肝脏必须是新鲜的，过氧化氢酶是一种蛋白质，不新鲜的肝脏，酶的活性较低。 易错点二：肝脏要磨碎，充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触。 易错点三：滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一个滴管。原因是少量酶混入FeCl3溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。
过氧化氢制氧气 (一)教学目标 知识与技能目标： 1．了解过氧化氢的颜色状态，知道过氧化氢常温下是无色的气体； 2．知道催化剂在化学反应中的作用，并为过氧化氢的分解寻找一种合适的催化剂； 3．能组装简单的实验装置用过氧化氢制取氧气。 过程与方法目标： 1．通过学习比较，学会探究学习方法； 2．通过本节课的学习，培养学生分析、对比、迁移知识的能力。 情感、态度与价值观目标： 1．知道化学与生产和生活的联系.； 2．培养学生勇于创新的科学精神和团结合作的意识。 （二）学情分析 1．教材分析：本节主要内容是氧气的制取，在氧气的制取中学生一个明白氧气制取的原理，反应式的书写，气体的收集装置等部分，掌握排空气法收集气体和排水法收集气体的方法，明确气体制取的装置，知道固体和液体在不加热的情况下制取气体的实验装置。 2．学生分析：在此之前，学生学习了氧气的密度及水溶性的相关内容，以这个知识储备为基础，对氧气的制取及收集进行一些讨论。 （三）教学过程设计 进 程 教师活动学生活动设计意图 1．复习知识 在上一节课，我们已经学习了 在实验室如何制取氧气。 那么当时我们用什么药品制 取了氧气？制气装置是怎样 的？收集装置呢？书写比较三 个化学方程式 （回忆）用高锰酸钾 作药品既复习了上一节课的 内容，也为下面的新知识 打下埋伏。 2．课题引入 对比之后发现由过氧化氢制 取氧气比较简单环保，认真听讲学生能比较出用高锰 酸钾和过氧化氢溶液制 取氧气实验的不同之处， 培养学生的观察能力，并 为下面的实验方案选择 提供依据。
3．学习活动1通过实验方程式2H2O2MnO2 2H2O+ O2↑，分析理论实验 步骤。 【提问1】打开漏斗的活塞 会看到什么现象？ 认真思考做笔记 代表上台观察，描述 现象 了解实验的原理和操作 方法 现象：过氧化氢接触二氧 化锰，反应剧烈，导管口 有气体产生。 学习活 动2 【提问2】在实验室氧气的收 集装置该怎样确定呢？ （提示回忆上节课内容） 从下图中选择： 小组的成员回忆、讨 论 希望同学们记住向上 排空气法和排水法制取 氧气的方法。并注意能与 空气中的成分反应的气 体不能用排空气法收集， 溶于水且能与水发生反 应的气体不能用排水法 收集。并得出“气体收集 装置的选择取决于气体 的密度和水溶性”的结 论。 教师要补充说明：在“塞”好带 有长颈漏斗和导管的双孔塞后 再“加”入过氧化氢溶液。【若 为分液漏斗，则打开塞子，缓慢 滴入溶液（根据反应速度确定滴 加过氧化氢溶液的速度）。】 回忆固、液试剂加入 的先后顺序。 让学生们想到先“固” 后“液” 的顺序。 待气泡均匀且较快放出时，用排 水法收集气体。【若为分液漏斗， 关闭分液漏斗活塞，从水槽中取 出导管。】 清理实验台。 学生体会制取到氧气 时的快乐 体验分液漏斗与长颈 漏斗在制取气体过程中 的不同之处。同时让学生 养成良好的实验习惯。
实验 过氧化氢的分解 一、 实验目的 1．测定H 2O 2分解反应的速率系数和半衰期。 2．熟悉一级反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应的影响。 3．学会用图解法求一级反应的速率系数。 二、 实验原理 过氧化氢是很不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，但分解速度很慢。但加入催化剂时能促使H 2O 2较快分解，分解反应按下式进行： H 2O 2→H 2O+ 2 1O 2 (1) 在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为： H 2O 2+KI →KIO+ H 2O （慢） (2) KIO →KI+ 2 1O 2 （快） (3) KI 与H 2O 2生成了中间产物KIO ，改变了反应的机理，使反应的活化能降低，反应加快。反应（2）较（3）慢得多，成为H 2O 2分解的控制步骤。 H 2O 2分解反应速率表示为： r = dt dc ) O H (22 反应速率方程为： dt dc ) O H (22=k ’c(H 2O 2)c(KI) (4) KI 在反应中不断再生，其浓度近似不变，这样（4）式可简化为： dt dc ) O H (22=kc(H 2O 2) (5) 其中，k=k ’c (KI)，k 与催化剂浓度成正比。 由（5）式看出H 2O 2催化分解为一级反应，积分（5）式得：ln 0 c c = - kt （6） 式中：c 0——H 2O 2的初始浓度；c ——t 时刻H 2O 2的浓度。 一级反应半衰期t 2 1为： t 2 1= k 2ln = k 693.0 (7) 可见一级反应的半衰期与起始浓度无关，与反应速率系数成反比。本实验通过测定H 2O 2 分解时放出O 2的体积来求反应速率系数k 。从H 2O 2=== H 2O+ 2 1O 2中可看出在一定温度、一定 压力下反应所产生O 2的体积V 与消耗掉的H 2O 2浓度成正比，完全分解时放出O 2的体积V ∞与H 2O 2溶液初始浓度c 0成正比，其比例常数为定值，则c 0∝V ∞、c 0∝(V ∞-V)
实验二 过氧化氢分解反应动力学 一、实验目的： 1．熟悉一级反应特点，了解反应物浓度、温度、催化剂等因素对一级反应速度的影响。 2．用静态法测定H 2O 2分解反应的速度常数和半衰期。 3．掌握量气技术，学会用图解计算法求出一级反应的速度常数。 二、实验原理： 凡是反应速度只与反应浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。实验证明，过氧化氢的反应机理为一级反应。 化学反应速度取决于反应物的浓度、温度、反应压力、催化剂、搅拌速度等许多因素。 过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行的很慢。许多催化剂如Pt 、Ag 、MnO 2、FeCl 3、碘化物等都能加速H 2O 2分解。 过氧化氢分解反应的化学计量式如下： H 2O 2(l) = H 2O(l) + 1/2O 2(g) 若以KI 为催化剂，在KI 作用下催化分解步骤为： KI(l) + H 2O 2(l) = KIO + H 2O(l) （慢） KIO = KI(l) + 1/2O 2(g) 由于第一步的速率比第二步慢得多，所以，第一步为反应的控制步骤。因而可以假定其反应的速率方程式为： -dc A /dt =k ’c KI c A 式中，c A 为反应系统中反应到t 时刻H 2O 2浓度，因KI 在反应过程中浓度不变，故上式可简化为 - dc A /dt = kc A （2.1） 式中k=k ’c KI , 将上式分离变量积分： 当 t=0 时， C A =C 0 ； t=t 时， C A =C t ； 定积分式为： ? ?=-t C C t A A k d t c dc 00 （2.2）
积分结果： 0ln ln c kt c t +-= （2.3） 式是t c t ~ln 的直线方程。反应进行过程中，测定不同时刻 t 时反应系统中H 2O 2的浓度c t ，取得若干组c t 、t 的数据后，以lnc t 对t 作图，得一直线，表明该反应为一级反应（准一级反应），直线斜率为-k 。 在H 2O 2催化分解过程中t 时刻H 2O 2的浓度可通过测量相应的时间内分解放出的氧气的体积得出。放出的氧气的体积与分解了的H 2O 2的量成正比，其比例系数为定值。令V f 表示H 2O 2全部分解放出的氧气的体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻分解放出的氧气体积，则： f O H O O H V RTV P V n c ?= = 2 2 002222 ; ()t f O H O O H t t t V V RTV P V n n c c c -?=-= -=2 2' 0'02222 c o ∝V f ， c t ∝ （V f －V t ） 将上述关系代入（14.3）式，得： ln （V f －V t ）= - kt + ln V f (2.4) 如果以ln （V f －V t ）对t 作图得一直线，即验证是一级反应；由直线斜率m 可求出速率常数k ，m = - k 。 (2.4)为ln （V f －V t ）～ t 的直线方程，式中V f 为H 2O 2全部分解放出的氧气体积，反应温度及KI 浓度一定时，它不随时间改变。实验过程中只需要测定反应进行的不同时刻t 时H 2O 2分解放出的氧气体积V t (若干个数据)和反应终了时H 2O 2全部分解放出的氧气体积V f （一个数据），以ln （V f －V t ）对t 作图得一直线，直线斜率为－k ，用作图法可求出反应速率常数k 。 V f 可采用下面两种方法来求得： （a ）外推法：以1/t 为横坐标，对V t 作图，将直线外推至1/t =0，其截距即V f 。 （b ）加热法：在测定若干个V t 数据后，将H 2O 2加热至50—60℃约15分钟，可认为H 2O 2已基本分解完毕，待溶液冷却到实验温度时，读出量气管读数即为V f ，同学们可自择二者之一，与滴定结果作对照。 当02 1 c c t =时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期. 由（2.3）式变换得：
中考经典实验例析------过氧化氢分解 VCM仿真实验——过氧化氢分解 过氧化氢制取氧气被称为“绿色制取氧气”的方法，在近年的中考中反复出现，仔细研究历年真题，探究考试的重点和方向，把握2010的中考出题方向。下面对过氧化氢的分解进行例析。 例1、（2008山东）如图所示,老师在演示用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的实验中,收集完氧气后,反应还在继续进行。小明同学认为,这个装置的缺点是不能控制反应随时发生、随时停止,造成了药品的浪费。为了解决小明提出的问题,请你对原实验装置加以改进,或设计新的简易实验装置,以便有效地控制过氧化氢的分解反应。
方案一: ; 方案二: . 答案：（1）将长颈漏斗改为分液漏斗 （2）将长颈漏斗改为注射器 （3）将长颈漏斗改用胶头滴管 （4）选用盛装二氧化锰的小布袋，将连在小袋子上的铁丝穿过橡皮塞并上下抽动。 （5）仿照启普发生器原理的简易实验装置等。 解析：要想控制反应则要控制双氧水与二氧化锰的接触。 例2、（08沈阳）在2008年沈阳市化学实验操作考查中，我们认真完成了用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验，请据此实验回答下列问题。 （1）要检查A装置的气密性是否良好，通常是把导管口插入水中，然后双手紧握锥形瓶外壁，观察导管口是否有气泡产生。请你回答这种做法的依据是什么？（用微粒的观点解释）。 （2）A装置内发生反应的化学方程式为，二氧化锰在该反应中做剂。实验后回收二氧化锰的最佳方案是。 （3）在实验过程中，某同学由于动作太慢，氧气还没有收集满，锥形瓶内的反应就已经停止（如图所示）。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置的前提下，请你帮他想出两种方法。 ① ② 答案：（1）手握锥形瓶，使瓶内气体受热，微粒运动速率增大，间隔变大，气体体积膨胀，能从导管逸出 （2）2H2O22H2O+O2↑催化过滤 （3）①再加入适量的双氧水使反应继续进行 ②从分液漏斗向锥形瓶内加水，将锥形瓶内的氧气压入集气瓶中 例3、（2008黄冈）根据下列实验装置图，回答问题：
课题3 制取氧气（第2课时）教学设计教材内容分析：本课题内容分为三部分。首先是通过【实验2-5】讲述了用加热 高锰酸钾的方法制取氧气，接着再通过探究“分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用”；再通过介绍实验室加热氯酸钾和二氧化锰来制取氧气的方法，最后分析三种制取氧气的原理总结出分解反应的概念。 本节课的内容包括三点：1.通过探究“分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用”介绍催化剂的概念。 2.过氧化氢制取氧气的原理、装置、操作的探究。 3.总结分解反应的概念。 教学目标 知识能力：1．初步掌握用分解过氧化氢制取氧气的实验操作。 2.认识催化剂和催化作用。 3.认识分解反应。 过程方法：学习运用观察、实验等方法获取信息，从而提高对实验进行分析、思考的能力 情感态度价值观：通过体验实验探究过程，尝试实验成功的快乐，养成严肃认真的科学态度和良好的实验习惯 教学重点：实验室用分解过氧化氢制取氧气的方法；催化剂的概念；分解反应的概念。 教学难点：催化剂的概念和催化作用。 教学策略和方法：教师边实验边启发讲解，学生通过观察、思考、领悟、归纳等方式完成学习任务。 教具（课件）准备：药品：5％的过氧化氢溶液、二氧化锰； 仪器：大试管、木条、酒精灯、塞子(带导管)、集气瓶(2个)、毛玻璃片、水槽、 铁架台、火柴、小烧杯、药匙 教学流程 教师活动预设学生活动 【导入新课】 我们已经知道实验室常采用加热 【回忆】实验室制氧气的三种方法高锰酸钾、加热氯酸钾、分解过
教学环节氧化氢的方法来制取氧气。上节 课我们学习了加热高猛酸钾制取 氧气，这节课我们继续学习制取 氧气。 二、新课学习 1.认识教学目标 2.指导学生完成温故互查部分 3.课件出示三个文字表达式 提问：在这三个反应中都出现二 氧化锰，有什么不同？ 【设问】为什么分解过氧化氢溶 液制取氧气要加入二氧化锰？它 在这里起什么作用？ 4.【探究】P38分解过氧化氢制取 氧气的反应中二氧化锰的作用。 PPT出示实验内容 演示实验 （1）在试管中加入过氧化氢溶 液，把带火星的木条伸入试管中， 观察现象。 （2）向上述试管中加入少量二 氧化锰，把大火星的木条伸入试 管，观察现象。 提问:产生这种现象的原因？ 学生齐读学习目标 完成导学卡上的温故互查部分两 名学生板书实验室制取氧气三个反 应的文字表达式 【回答】高锰酸钾制取氧气的反应中 二氧化锰是生成物 【疑问】对另外两个反应中二氧化锰 的作用不是很清楚。 学生齐读实验内容 学生观察实验现象，作好记录。 学生猜想，思考
备课时间授课时间授课班级课节总课时 第二单元我们周围的空气 课题3 制取氧气(课时2) 一.学习目标： 1.知识与技能 （1）掌握实验室分解过氧化氢制氧气的药品、反应原理。 （2）了解催化剂、催化作用的概念。 2.过程与方法 （1）通过探究分解过氧化氢制氧气的制法，初步学习实验探究过程。 （2）通过对催化剂概念和性质的学习，使学生学会实验探究的一般方法。 3.情感态度与价值观 （1）通过对催化剂的探究和阅读有关材料，培养学生自主探究，勇于创新的科学精神。 （2）激发学生学习化学的兴趣和探究的欲望。 二.学习的重点及难点 学习重点：实验室分解过氧化氢制取氧气的反应探究过程。 学习难点：实验探究方法的掌握，催化剂概念的理解和性质的总结。 三. 实验探究学习过程： （一）温故知新导入新课 通过上一节课的学习，我们知道了动植物呼吸离不开氧气，我们每时每刻都要通过呼吸来得到氧气，没有氧气将没有生命，所以氧气是不是对于我们无比的重要，并且上一节课我们已经学习了加热高锰酸钾和加热氯酸钾制氧气的方法。 那么我们今天就来学习实验制氧气的第三种方法“分解过氧化氢制氧气”的方法。 反应原理：过氧化氢（H 2O 2 ）————→水（H 2 O） + 氧气（O 2 ） 首先根据这个反应的反应式，我们该选用什么样的发生装置和收集装置呢？ 然后同学们带着问题进行下列实验，并且实验后回答下面这个问题：试验中的现象都有哪些？ （二）实验探究 实验1 在试管中加入5ml 5%过氧化氢溶液，把带火星的木条深入试管，观察实验现象： 实验2 向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条深入试管，观察实验现象： 二氧化锰
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。 实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、 石棉网、温度计 实验原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。比较过氧化氢在常温、加热、滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的条件下，比较过氧化氢的分解产生的气泡数或者观察带火星的木条复燃的情况，来分析不同条件下的过氧化氢的分解情况。 变量控制：自变量因变量 方法步骤： 1、取4支洁净的试管，分别编上序号ABCD，向各试管中分别加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。 2、设计实验组和对照组如下表，填写表中的空白位置， 3、填写你观察到的实验结果
4、实验现象分析 (1) B、C、D号试管与A号试管对比说明。 (2)C号试管和D号试管对比说明。 (3)CD号试管和B号试管对比说明。 说明：对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。 注意：①实验时要选用新鲜的肝脏作材料，否则肝细胞中的过氧化氢酶等有机物会部分分解，从而影响实验的准确性。 ②肝脏要制成研磨液。研磨后的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，加速过氧化氢的
分解。 实验设置原则：单一变量原则、 、 。 巩固练习： 已知222222H O H O O =+↑，可以通过观察反应过程中O 2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H 2O 2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的H 2O 2溶液，蒸馏水，3.5%3FeCl 溶液，0.01%的过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。 （1）实验步骤： ① ； ② ； ③ 。 （2）实验结果预测及结论： 整个实验中不同处理的试管中O 2的释放速度从快到慢依次是： 。由此可得出的结论是 。 （3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O 2释放的速度最快的是 ，原因是 。 1.使用酶作为催化剂，与一般的无机催化剂相比，反应速度提高107～13倍。这说明了酶具有 A.专一性 B.多样性 C.高效性 D.多变性
探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用 一、提出问题： 探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用。 二、猜想与假设： 在过氧化氢制取氧气中二氧化锰是催化剂，加快过氧化氢的分解速率。 三、进行实验： 1、取三支试管编号成a、b、c，称取1g二氧化锰，木条4根，备用。 2、将5mL5%的过氧化氢溶液加入a试管中，用一根的带火星木条伸入a试管内，木条不能复燃，说明此时过氧化氢分解速度比较缓慢。 3、将称取好的1g二氧化锰加入b试管中，用一根的带火星木条伸入b试管内，木条不能复燃，说明二氧化锰不能产生氧气。 4、再将5mL5%的过氧化氢溶液加入b试管，用一根的带火星木条伸入b试管内，木条复燃，说明过氧化氢溶液在加入二氧化锰后的分解速率加快了。 5、将试管b中的试液过滤，将滤渣干燥后称重，发现质量还是1g。说明二氧化锰在反应过程中质量没有发生改变。 6、将干燥后的二氧化锰加入试管c中，再加入5mL5%的过氧化氢溶液，用一根的带火星木条伸入c试管内，木条复燃。说明此时的二氧化锰还是能加快过氧化氢溶液的分解速率，那么二氧化锰可以多次的重复使用，能加快过氧化氢溶液分解速率的化学性质在化学反应前后没有发生改变。 四、实验结论： 1、二氧化锰在过氧化氢溶液分解反应前后其质量和化学性质没有发生改变。 2、二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中加快其分解速率。 3、根据前面两点，可以得出二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂。 五、实验反思： 1、不能比较实验4和实验6氧气产生的速率，不知道两个实验产生氧气的速率到底是不是一样快。 2、不知道实验2中不加二氧化锰时过氧化氢是不是能分解产生氧气还是分解产生氧气的速率比较缓慢。 3、课堂上做这个实验所耗时间太长，最好能分为几个小组进行实验，然后让几个小组把实验结果进行比较，这样可以节约时间。 4、本实验现象比较明显，基本能说明二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中的作用。
3实验三过氧化氢分解 实验三一级反应速率常数的测定-HO分解 22 一、实验目的 1. 熟悉一级化学反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应速率常数的影响。 2. 测定HO分解反应的速率常数和半衰期。 22 3. 学会用图解法求一级反应速率常数。 二、实验原理 HO是不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，但分解速率很慢。22 当加入催化剂时能促使HO较快分解，分解反应按下式进行: 22 11 HO? HO + O(3-1) 22 22 22 在催化剂KI作用下，HO分解反应的机理为: 22 HO+ KI ? KIO + HO (慢) (3-2) 22 2 1O (快) (3-3) KIO ? KI + 2 2 KI与HO生成了中间产物KIO，改变了反应的机理，使反应的活化能降低，22 反应加快。反应(3-2)较(3-3)慢很多，成为HO分解的控制步骤。 22 HO分解反应速率表示为: 22 dc(HO)22r (3-4) ,dt 反应速度方程为: dc(HO)'22 (3-5) ,,kc(HO)c(KI)22dt KI在反应中不断再生，其浓度近似不变，这样(3-5)式简化为: dc(HO)22 (3-6) ,,kc(HO)22dt '其中，，k与催化剂浓度成正比。 k,kc(KI)
由(3-6)式看出HO催化分解为一级反应，积分(3-6)式得: 22 cln,,kt (3-7) c0 式中:c——HO初始浓度; 022 c——t时刻HO的浓度。 22 t一级反应半衰期为: 12 1 ln20.693,,t (3-8) 1kk2 可见一级反应的半衰期与起始浓度无关，与反应速率常数成反比。 本实验通过测量HO分解时放出O的体积来求反应速率常数k。根据(3-1)222 式可知HO完全分解后放出的O体积V与HO溶液初始浓度c成正比，其比222?220例常数为定值，则 c?Vc?(V,V) (3-9) 0? ? 代入(3-7)式得: V,V,ln,,kt (3-10) V, 改写成直线方程式: VVV,,,lnktln,,， (3-11) [V][V] 以ln(V,V/,,,)对t作图，得一直线，从斜率即可求出反应速率常数k。 ? [V]—单位体积。 三、仪器与试剂 33实验装置如图3-1所示。其它仪器:5cm移液管1支;10cm移液管1支; 3333100cm容量瓶1个;10cm量筒1个;150cm烧杯2个;250cm锥形瓶2个;秒表1块。 -3-330% HO溶液;0.1000mol?dmKI标准溶液;0.02000mol?dmKMnO标准溶224-3液、3mol?dmHSO溶液。 24
课题：探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 一、教材依据 教材版本：苏教版普通高中课程标准实验教科书《实验化学》选修 课题名称：§4—2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 二、设计思想 （一）教学指导思想、设计理念 应让学生成为学习的主体，一切教学活动都必须从学生出发，知识建构理论认为：每个学生都在积极主动的建构自我的知识体系。基于此，在本节教学中我以学生的求知要求为主 线，追求教师和学生面对知识共同探讨、平等对话。对于知识的建构，除了个体探究之外，我更倡导合作探究。在探究教学中，要根据学生的实际差异，提出不同的探究目标。最后利 用学生集思广益、思维互补、各抒己见的特点，使问题更清楚准确。因此作为教学的组织者、引领者的教师，要设计有层次的探究问题，充分挖掘学生的能动作用。这样的设计，能使学 生主动的探索，充分调动了学生善于发现问题、勇于解决问题的积极性，体现了“情景---- 发现”教学法的基本观点，整体思路为：情境创设→问题探索→交流反馈→形成结论并达成 共识→应用提高。 （二）教材分析 本节课从催化剂的概念出发，首先通过课本P49页的[课题方案设计]，采取设计实验、讨论、交流的形式，归纳出不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。其次为了定量描述 反应速率的大小，提出了定量记时比较法，为深入学习催化剂对化学反应速率的影响做了丰 富的准备。 （三）学情分析 1、学生经过《化学必修2》的学习，化学反应速率的影响因素已经比较熟悉，但是对从定 量的角度认识化学反应速率，却很少思考。 2、另外学生对化学现象的观察比较熟悉，但定量记时比较法在化学实验中的应用还比较陌 生。 三、教学目标 （一）知识与能力： 1.探究不同催化剂对同一反应的催化效果，用比较法通过定性和定量实验， 来寻找实验的最佳方案。认识催化剂、有效碰撞、活化能等理论。 2.提高学生处理实验数据和分析实验结果的能力。
2.3制取氧气（第二课时） 分解过氧化氢制取氧气催化剂 一、学习目标： 1.掌握实验室制取氧气的方法和原理，初步了解通过化学实验制取新物质的方法。 2.理解分解反应，区别化合反应和分解反应。 3.知道催化剂和催化作用。 4.初步建立“理论分析----实验设计----实验操作”的科学思路。 【课前预习】 1.空气中有多少体积的氧气？ 2.实验室有几种制取氧气的方法？写出它们的文字表达式，并将各物质的化学式写在相应物质下面。 3.请说出每种制取氧气的方法中所用药品的状态和反应条件。 4.你知道在酿酒过程中酒曲的作用吗？ 【预习自测】P42.3～4 【我的疑惑】通过预习，你对本节课内容有何疑问？ 【情境导入】实验室制取氧气一般用什么药品？其反应原理的文字表达式怎样书写？实验室用什么样的装置制取氧气？ 知识点2：分解过氧化氢制氧气催化剂 实验内容现象分析 实验⑴ 在试管中加入5ml5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。 实验⑵ 再往试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。 实验⑶ 待上述试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液（重复多次） 39 1.催化剂的定义：化学反应里，能_____其他物质的化学反应速率，而本身的 __________和__________在反应前后都 没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。 2.催化作用：______________________________________。 3.二氧化锰能做过氧化氢溶液分解的催化剂，过氧化氢溶液分解还可加入__________； 由此可知一个反应的催化剂不止一种。 4.过氧化氢分解的文字表达式______________________________。 【讨论交流】 1.催化剂的作用：__________________________； 2.催化剂的特点：__________________________。 知识点3:分解反应 由反应物生成或其他物质的反应。 2.特点：一变多。 3.表示：AB→A+B。 化合反应分解反应 概念 由或物质生成 新物质的反应。 由反应物生成或 其他物质的反应。 特点“一变多”举例 联系都属于四大基本反应类型之一。