比较过氧化氢在不同条件下的分解

高考生物实验突破：专题05 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【答案】 C【解析】肝脏放置时间过长，过氧化氢酶会分解失活，A错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况是因变量，D错误。

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【答案】 A【解析】本题考查的是探究过氧化氢酶生理作用的相关实验。

用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。

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。

过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤过氧化氢是一种常见的化学物质，其分解可以产生氧气和水。

在不同条件下，过氧化氢的分解速率和反应路径可能会有所不同。

下面是过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤。

1.常温下分解：a.准备实验室用瓶子，并将过氧化氢溶液倒入瓶中。

b.堵住瓶口，以防止氧气泄漏。

c.等待一段时间观察反应进行。

d.记录下反应时间和反应产物。

2.加热下分解：a.准备一个试管，并将过氧化氢溶液倒入试管中。

b.使用试管夹夹住试管，并将试管加热到适当的温度。

c.观察试管中反应的进行情况，可以通过观察气泡的产生来判断反应的进行。

d.记录下反应温度、时间和反应产物。

3.使用催化剂：a.准备一个试管，并将过氧化氢溶液倒入试管中。

b.加入适量的催化剂，例如铁盐或二氧化锰。

c.观察试管中反应的进行情况。

d.记录下反应时间、反应产物和所使用的催化剂。

4.光照下分解：a.准备一个透明的容器，并将过氧化氢溶液倒入容器中。

b.将容器放置在光照明亮的地方或使用紫外灯照射。

c.观察容器中反应的进行情况。

d.记录下反应时间、反应产物和光照强度。

以上是过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤。

需要注意的是，过氧化氢是一种强氧化剂，具有较强的腐蚀性和爆炸性，操作时务必戴上防护眼镜和手套。

同时，由于反应产物中可能会产生氧气和水，应在通风良好的地方进行实验，避免氧气积聚和爆炸的危险。

此外，过氧化氢在一些条件下可能会分解缓慢或不完全，因此在实验中可能需要调整条件或添加催化剂等来促进反应的进行。

具体的操作步骤和结果可能会因实验条件、催化剂种类和浓度等因素而有所不同。

重复实验并记录结果是获得准确数据和结论的关键。

比较过氧化氢在不同条件下的分解【目的要求】1．进行比较过氧化氢在不同条件下分解的实验。

2．说出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。

【实验原理】新鲜的肝脏中和酵母菌溶液中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解为水和氧气。

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溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数的25万倍。

【材料用具】材料新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液或酵母菌溶液。

用具量筒，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。

试剂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。

【巩固练习】1、酶在细胞代谢中的作用是（）A．催化作用B．提供能量C．反应物D．生成物2、下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是（）A．在没有催化剂时，过氧化氢不会分解成水和氧气B．过氧化氢和水一样无色无味，对细胞无害C．和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解D．从最终结果看，在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应会进行得更彻底3、下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（）A．要设置对照组和实验组B．自变量要始终保持相同C．无关变量要始终相同且适宜D．要遵循单因子变量原则4、比较H2O2在不同条件下分解的实验中，新鲜酵母菌液属于（）A．因变量B．自变量C．无关变量D．以上都对5、同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（）A．能降低反应的活化能B．能供给反应物能量C．改变了反应的途径D．降低反应活化能的作用更显著6、关于活化能下列说法不正确的是（）A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率D．酶能降低反应物分子发生反应所需的活化能而使反应更容易进行。

专题05 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【答案】C【解析】肝脏放置时间过长，过氧化氢酶会分解失活，A错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况是因变量，D错误。

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【答案】A【解析】本题考查的是探究过氧化氢酶生理作用的相关实验。

用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。

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。

【实验6】比较过氧化氢在不同条件下的分解活动目标1．进行比较过氧化氢在不同条件下分解的实验。

2．说出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。

背景资料1．相关知识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。

酶在化学反应中的作用本质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．实验原理新鲜的肝脏中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解为水和氧气。

过氧化氢酶在不同的温度下催化效率不同。

FeCl3溶液中的Fe3+也对过氧化氢具有催化作用，但催化效率要低很多。

3．实验设计和意义基于以上事实，本实验共设置了4组小实验（见下表）。

编号处理情况图示组别现象1号常温对照组过氧化氢的分解速率十分缓慢（难以观察到气泡的产生）2号高温（90 ℃）水浴实验组过氧化氢分解速率加快，有大量小气泡产生3号常温，加入FeCl3溶液实验组与2号试管相比，有更多的气泡产生4号常温，加入过氧化氢酶溶液实验组3号试管相比，气泡大并且产生的速率快说明：2号和1号的对照实验说明，温度升高有助于过氧化氢的分解，但细胞内不可能存在高温条件；3号、4号未经加热也有大量气泡产生，说明催化剂能降低化学反应的活化能，能加快化学反应的速率；4号和3号的实验现象相对比说明，在相同的常温条件下，酶的催化效率远远高于无机催化剂的催化效率由以上分析可知，酶在常温下催化效率很高。

酶催化所需的条件和所产生的效果正是人体细胞所能提供的条件和所需要的效果，同时也说明了酶的高效性，这是本实验要达到的目标。

本实验设置的4组小实验有助于培养学生设置对照实验和控制实验变量的能力。

操作指南1．材料新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。

实验比较过氧化氢在不同条件下的分解设计思路实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是非常重要的一个实验，也是我校学生能在实验室做的为数不多的实验之一。

通过做实验，学生可锻炼动手能力，同时还能体会对照实验应该遵循的设计原则。

不仅如此，还可以利用本实验的原料来拓宽实验的内容，如可以探究酸碱度对酶活性的影响、温度对酶活性的影响、酶浓度对催化效率的影响等，让学生通过观察得出实验结论，比照本宣科直接讲授相关知识效果要好地多。

过氧化氢是动物细胞代谢中产生的有害物质，动物细胞中的过氧化氢酶可将其分解为氧气和水，那么植物细胞在代谢过程中是否也会产生过氧化氢，如果产生，植物细胞中是否存在过氧化氢酶呢？实验室准备了常见的苹果和马铃薯，让学生进行探究实验，还启发学生思考：利用这些实验材料还可以做哪些实验？拓展了学生的想象空间。

教材分析本节课结合学生的认知规律，设计了三个不同的实验。

实验一“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，实验二是“探究酸碱度对酶活性的影响”，实验三是利用学生从实验一中学到的知识来“检测马铃薯与苹果细胞中是否含有过氧化氢酶”。

通过本实验的探究过程，能调动学生的思维能力，锻炼学生的动手操作能力，利用有限的实验条件和材料来发挥学生的主观能动性，教学目标1．知识目标进行有关实验和探究，掌握对照实验的原理，学会控制自变量、观察和检测因变量、怎样控制无关变量，如何分析实验结果和得出实验结论。

2．能力目标通过学生的实验活动，使学生掌握科学探究的程序和方法，培养学生的思维能力和动手实践能力。

3．情感态度价值观通过对酶的作用极其特性的探究，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。

教学重点、难点1．教学重点酶的作用、特性，实验能力和探究能力的培养。

2．教学难点酶的特性的探究，控制变量的方法，教学过程实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解1．学生实验：学生按照课本P79装置进行分组实验；并填写实验报告。

2．实验分析与讨论：⑴．与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？（2号试管放出的气泡多。

比较过氧化氢在不同条件下的分解一. 教材分析本实验选自人教版必修I第五章第1节的内容, 通过实验探究不仅让学生理解酶的催化作用, 认识到酶是细胞代谢中的重要载体, 而且教材中详细介绍了“变量”和“对照实验”的概念以及设计对照实验的原则, 促进学生掌握设计对照实验要遵循的原则和实施的方法, 为学生在学习中掌握自主设计对照实验打下基础。

该部分内容是发展学生实验设计能力、培养学生探究思维和科学素养的良好素材。

二. 学情分析本节授课对象为高一学生, 学生对无机催化剂及H2O2的分解有一定的了解, 但对酶的相关知识了解较少, 对于对照实验设计遵循的原则,实验结果的观察与分析不熟悉。

通过这节实验的学习与操作, 学生不仅对酶有一个全新的认识, 还能初步掌握对照实验遵循的原则, 逐步提高学生的观察能力和分析的能力。

三. 教学目标1.在教材实验的基础上、进一步设计探究方案并动手实践完成实验（科学探究）2.初步学会设计、操作对照组实验, 能科学控制自变量, 有效观察和分析因变量（科学思维）。

3.通过分析实验, 了解过氧化氢酶在生物生命活动中的重要作用和意义。

（生命观念）。

4、通过科学实践, 尝试解决日常生活中的生物催化问题, 认同酶在细胞代谢中的重要性（社会责任）。

四. 教学重难点重点: 酶的作用和特点难点: 探究实验中控制变量的科学方法五. 教学方法本节采用启发式教学法和实验探究教学法, 以设问和疑问层层引导, 启发学生积极思考, 激发学生学习和操作动机, 实验操作过程能让学生熟悉实验设计, 并能尝试进行实验改良设计, 让学生从具体到抽象、从实践到理论来深化科学探究思维, 培养学生的小组协作能力和科学探究能力。

六. 实验创新与改进1.实验材料改进课本原有实验材料猪肝, 材料费用高, 难保存, 且可能出现学生排斥情况, 可增加土豆、杏鲍菇作为实验材料, 减少猪肝的使用量, 确保学生能全员参与实验。

同时实现材料的多样化, 增加实验的趣味性, 贯彻过氧化氢酶普遍存在于生物细胞中。