4.2 《催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响》

课题2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响1.完成下列各题空格⑴分子或离子间的是发生化学反应的先决条件，但不是每次碰撞都会引发反应。

能够引起反应的分子(或离子)间的相互碰撞叫做，能够发生有效碰撞的分子叫做。

活化分子具有的能量，因此活化分子所占分数的大小决定的快慢。

活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为。

⑵催化剂能使反应的活化能(如图Ea、Ea’分别代表有、无催化剂时正反应的活化能)，使得具有平均能量的反应物分子只要吸收较少的能量就能变成，活化分子所占分数增大，可以成千上万倍地加快反应速率。

催化剂能增大化学反应速率，但是它改变反应进行的方向，也使那些不可能发生的化学反应得以发生。

⑶影响过氧化氢分解的因素有溶液的、光、热及遇到大多数。

⑷分解反应的化学方程式为。

⑸催化剂对化学反应速率的影响一般选用MnO2作催化剂，其以及均会影响H2O2分解的速率。

通过观察比较H2O2溶液中的快慢程度，或测定H2O2分解放出的O2的体积判断H2O2分解速率的大小。

⑹保存H2O2溶液时要注意:从安全角度考虑，易分解产生气体的试剂不宜放在密封的中，双氧水通常盛放在干净的中。

2.下列关于催化剂的说法，正确的是()A.催化剂能使不起反应的物质发生反应B.催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变C.催化剂不能改变化学反应速率D.任何化学反应都需要催化剂3.能够增加反应物分子中活化分子百分数的是()A.升高温度B.减小压强C.增大压强D.增大浓度4.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。

分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO，这是因为()A.酸使亚氯酸的氧化性增强B.溶液中的H＋起催化作用C.溶液中的Cl－起催化作用D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低5.某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是()A.该反应为放热反应B.催化剂改变了化学反应的热效应C.催化剂不改变化学反应过程D.催化剂改变了化学反应速率6.使用催化剂能加快反应速率的主要原因是()A.活化分子能量明显增加B.降低活化分子的能量C.增加活化分子百分数D.增加反应活化能7.汽车尾气在光照下分解时，即开始光化学烟雾的循环，它的形成过程可用下列化学方程式表示：NO2===NO ＋O，2NO＋O2===2NO2，O2＋O===O3，下列有关叙述不正确的是()A.此过程中，NO2是催化剂B.在此过程中，NO是中间产物C.此过程的总反应方程式为2O3===3O2D.光化学烟雾能引起人的外呼吸功能严重障碍8.已知：X(g)＋Y(g) 3Z(g)，X与Y在有催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图实线所示，在无催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图虚线所示，则相应的图示正确的是()9.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()Na2S2O3溶液稀H2SO4H2O 实验反应温度/℃V/mL c/mol·L－1V/mL c/mol·L－1V/mLA 25 5 0.1 10 0.1 5B 25 5 0.2 5 0.2 10C 35 5 0.1 10 0.1 5D 35 5 0.2 5 0.2 1010.比较MnO2和CuO对H2O2分解反应的催化能力大小的实验中，若催化剂的质量均控制在0.1 g，6%的H O溶液均取5 mL，可选择的实验装置是()11.酶是蛋白质，因而酶有蛋白质的特性。

课题：探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响【学习目标】（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。

3. 常识性介绍不同催化剂对反应速率影响。

（二）过程与方法：1.先定量实验，后让学生更深的认识催化剂概念。

2. 要让学生在化学实验的探究中，体会“定量记时比较法”的实际应用3. 要培养学生把化学知识与日常化工生产中遇到的实际问题联系起来考虑，并由此提出问题，提高学生的抽象概括能力、形成规律性认识的能力。

【学习重点】建立催化剂的概念，通过定性观察实验现象和定量记时比较分析，认识不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响【学习难点】正确理解催化剂对化学反应速率的影响，定量记时比较法在化学实验中的应用【学习过程】知识准备1、实验目的比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异，从中认识到催化剂的种类、用量及其形状的选择对实验效果的影响。

2、实验原理(1)反应原理：2H2O2 == 2H2O + O2↑(2)实验方法：比较法(3)考虑实验设计依据:a、确定判断依据----相同时间内产生氧气的体积b、设计反应实验装置----测定相同时间产生氧气的体积c、排除干扰因素----控制好与实验相关的各项反应条件3、实验仪器及药品实验仪器：托盘天平、钥匙、具支试管、导管、橡胶管、水槽、10ml量筒、50ml量筒、计时器、试管实验试剂：6％H2O2溶液、MnO2、Fe2O3、CuCl2、蒸馏水【课堂探究】过氧化氢在一定条件下的分解的化学方程式是：思考：1、影响H2O2分解速率大小的因素有哪些？2、常用于H2O2分解的催化剂有哪些？3、猜测：影响催化剂催化效果的因素可能有哪些呢？活动探究：探究同质量不同种类催化剂对H2O2分解速率大小的影响。

小组讨论：如何设计实验方案呢？另外，这是一个多变量条件下的实验，在实验设计时应注意什么？思考：1、可以借助一些什么现象观察到一个反应发生的快慢？2、怎样去定量比较反应进行的快慢？有下列制氧气的装置，你选择哪一个呢？为什么？（讨论设计定量测量气体的装置）【实验探究一】现提供如下试剂： 6％H2O2溶液、MnO2、Fe2O3、CuCl2请同学们动手实验：探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响。

催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响实验背景过氧化氢（H2O2）是一种广泛应用于工业和实验室中的化学品。

在许多应用中，需要对其进行降解。

H2O2分解释放氧气和水，但该反应非常缓慢。

因此，需要加入催化剂以提高反应速率。

本实验旨在通过研究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响来深入了解催化剂在化学反应中的作用。

实验目的1.掌握过氧化氢分解反应的基本原理和反应特征。

2.掌握催化剂在化学反应中的作用。

3.研究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。

4.掌握实验操作技能和实验数据处理方法。

实验原理过氧化氢的分解反应式为：2H2O2 → 2H2O + O2该反应是一个自催化反应，即过氧化氢同时充当反应物和催化剂。

在该反应中，化学键断裂，氧气从过氧化氢分子中释放出来。

在此过程中，过氧化氢分子中的OO键被断裂，产生两个羟基自由基。

自由基反应是一个链反应，其中反应物（自由基）的生成会促进进一步自由基的生成。

催化剂可以在使反应过程更快的前提下不改变反应末状态。

该实验中考虑以下催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响：1.锰离子（Mn2+）2.铁离子（Fe2+）3.离子交换树脂4.蛋白酶实验步骤1.准备4只试管和1个试管夹2.在每个试管中加入3ml 10% H2O2溶液3.每个试管中分别加入适量的不同催化剂（如表格所示）4.加入试管夹，倾斜试管让试剂充分混合5.记录实验数据6.数据处理，并绘制反应速率对催化剂浓度的曲线图以下是要加入的催化剂浓度表：催化剂浓度Mn2+ 0.1MFe2+ 0.1M离子交换树脂0.1g/ml蛋白酶10U/ml实验数据记录与处理催化剂反应时间（s）无300Mn2+ 60Fe2+ 80离子交换树脂120蛋白酶40根据上表的数据，可以绘制反应速率对催化剂浓度的曲线图。

图中纵轴为反应速率，单位为1/s，横轴为催化剂浓度，在本实验中为M（mol/L）。

具体图形如下所示：speed.pngspeed.png结论通过本实验，我们可以得出以下结论：1.催化剂可以加速过氧化氢的分解反应。

促进H2O2 分解的各类催化剂的实验探究江苏省江都中学田薇一、实验目的我们知道，往过氧化氢中加入二氧化锰，其分解速率会大大提高，这主要是催化剂（二氧化锰）的功劳。

那么，除了二氧化锰外，还有什么物质也能起到催化作用呢，不同催化剂的催化原理是否相同呢，其催化作用对实验环境有何要求呢？为此，我们利用手持技术设计了相关实验，从定量的角度探讨了不同类型和浓度的催化剂对过氧化氢反应速率快慢的影响，以揭示促进过氧化氢分解的催化剂的神秘面纱。

二、实验原理H2O2分解的表观反应为：2H2O2→2H2O + O2↑，温度、溶液浓度、催化剂等对这一分解过程均有不同程度的影响，本实验中着重分析催化剂这一因素的影响。

H2O2分解的催化剂有两类，一类是我们所熟悉无机催化剂（如二氧化锰），另一类就是生物酶（过氧化氢酶）。

H2O2同时具有氧化性和还原性的特点，因此在有可变价态金属（如二氧化锰、氧化铜、Fe3+、Fe2+）存在的情况下，过氧化氢可交替与金属发生氧化反应和还原反应，最终结果为过氧化氢被催化生成H2O和O2，而金属离子不发生变化。

例如：MnO2催化过氧化氢：MnO2被H2O2还原成Mn2+，同时H2O2被氧化产生O2，但Mn2+又可被氧化为MnO2，同时H2O2被还原成H2O，因而在反应前后似乎没有什么变化，如此往复循环，使反应得以继续进行。

另一方面，生物体中也存在催化过氧化氢分解的催化剂：过氧化氢酶。

过氧化氢酶是分子量约25万的血红素铁蛋白，分子结构中包含四个Fe（Ⅲ）原卟啉基团。

血红素中心的3价铁与卟啉的4个吡咯环上的N原子形成4个配位键,与血红素平面的近侧(朝向四聚体核心的一侧)Tyr的酚羟基形成第5个配位键。

过氧化氢酶广泛存在于生物组织中，具有催化分解H2O2为H2O和O2的功能。

许多植物如蓖麻子，番茄，菠菜，玉米，棉花等中存在着不同数目的CAT同工酶，少的有2种，多的达数10种。

酶催化反应的机理为：反应中酶的血红素卟啉环(Por)和铁先被H2O2氧化，生成Por·+ - Fe Ⅳ= O(大亚基酶) 或Por - FeⅣ-OH(小亚基酶),称为化合物Ⅰ(Cpd Ⅰ)。

课题：催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响教材分析本节课从催化剂的概念出发，首先通过课本P21页的[课题方案设计]，采取催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。

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。

实验目标（一）知识与能力：催化剂对同一反应的催化效果认识催化剂、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。

3. 常识性介绍不同催化剂对反应速率影响。

（二）过程与方法：要让学生在化学实验的探究中，体会“定量记时比较法”的实际应用要培养学生把化学知识与日常化工生产中遇到的实际问题联系起来考虑，并由此提出问题，提高学生的抽象概括能力、形成规律性认识的能力。

（三）情感态度与价值观：1. 通过对催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响分析，体会事物内外因关系和质变与量变辩证关系。

2.让学生关注与催化剂有关的日常现象，培养学生严谨的科学态度，增强学习化学实验原理催化剂H2O2======H2O+O2↑实验重点建立催化剂的概念，通过定性观察实验现象和定量记时比较分析，认识催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响实验难点正确理解催化剂对化学反应速率的影响突破教学重难点的方法1、组织学生设计实验探究：不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响？学生可以设计出多种实验方案，教师需要引导学生讨论出哪一种情况下的实验是最为科学合理，突显化学教学的育人价值，并由此帮助学生建立催化剂的概念。

教学过程教师：起立！（创造学习氛围、调动学生听课的兴奋点）引入：通过理论课的学习我们都知道影响化学反应速率的因素有温度，浓度，催化剂。

今天我们来主要探究催化剂对实验速率的影响。

教师：回顾催化剂的知识：催化剂它能改变化学反应的路径来改变化学反应的活化能，从而改变化学发应速率。

内容今天我们主要来通过过氧化氢的分解的实验来学习催化剂对化学反应速率的影响。

在我们所了解的知识里过氧化氢的分解以二氧化锰作为催化剂的。

专题4 化学反应条件的控制课题2 :催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响浙江省桐乡市高级中学化学组张锦松钟志兴一、课程标准相关要求《实验化学》模块是6个选修模块其中之一，是普通高中化学课程的重要组成部分。

设置该课程模块有助于学生更深刻地认识实验在化学科学中的地位，掌握基本的化学实验方法和技能，培养学生的创新精神和实践能力。

实验化学模块教材十分注重引导学生运用化学原理理解化学实验技术的内涵与操作要求，理论与实践相结合。

化学实验是化学科学赖以产生和发展的基础，以实验为基础是化学学科重要特征之一，为充分体现化学实验的功能，高中化学新课程专门设置了“实验化学”这个选修模块。

通过本模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：1、认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；2、掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；过程与方法：知识与技能：通过本模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：1、认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；2、掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；3、了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；4、形成实事求是、严谨细致的科学态度，具有批判精神和创新意识；5、形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。

该模块又分成二个主题，分别为“化学实验基础”和“化学实验探究”。

通过化学实验探究，要求学生能达到以下几方面要求：①能发现学习和生产、生活中的意义的化学问题，并进行实验探究。

②能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并予以评价和优化。

③能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理。

④能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。