探究影响过氧化氢分解速率的因素

双氧水缓慢分解概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文主要探讨双氧水缓慢分解的现象，并详细说明其分解机理和实际应用。

双氧水是一种化学物质，化学式为H₂O₂，由两个氧原子和两个氢原子组成。

它具有强氧化性和杀菌作用，在医疗、环境清洁以及工业领域中被广泛应用。

然而，我们也发现了一种有趣的现象，即双氧水在某些条件下缓慢地分解，这引发了人们的兴趣并促使我们深入研究。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面进行论述：首先介绍双氧水的基本信息和缓慢分解现象；接着探究其分解的机理，包括化学反应方程式、高温下的行为以及催化剂的作用；然后详细讨论了双氧水在医疗领域的应用、环境影响评估与防范措施，以及工业利用中所面临的挑战和机遇；最后总结全文并展望未来对该领域研究的方向和建议。

1.3 目的本文旨在全面了解和解释双氧水缓慢分解的现象，揭示其背后的化学机制，并探讨其实际应用和可能产生的影响。

通过这篇文章，希望读者能够对双氧水缓慢分解有一个清晰完整的认识，并为未来相关领域的研究提供思路和参考。

2. 双氧水缓慢分解2.1 双氧水简介双氧水，也被称为过氧化氢，化学式为H2O2。

它是一种无色、易挥发的液体，在常温下呈现稳定的状态。

双氧水具有强氧化性能，因而广泛应用于医疗领域、环境治理和工业生产等多个领域。

2.2 缓慢分解现象双氧水在某些条件下会出现缓慢分解的现象。

这种缓慢分解并非突然发生，而是一个逐渐进行的过程。

当双氧水被储存在密封容器中，并暴露在光线、温度等外界条件下时，其分子开始逐步分解。

这种分解速率可能受到多种因素的影响。

2.3 影响因素分析缓慢分解的速率受到许多因素的影响。

其中最主要的因素包括光照、温度和pH 值等。

光照可以加速双氧水分子之间的反应，从而导致较快的分解速率。

高温也会促使反应加速进行，导致更快的缓慢分解。

此外，酸性或碱性环境中的双氧水反应速率也会有所不同。

在光照条件下，双氧水可能发生自身分解的链式反应，其中反应产物包括水和氧。

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。

探究影响过氧化氢（H2O2）分解速率的因素探究原理：
2H
2O
2
2H
2
O +O
2
↑
探究器材：
量筒（10ml）1个、滴管1个、具支试管（带乳胶管和玻璃管嘴）4支、烧杯50ml 4个、秒表1个、酒精灯1个
二氧化锰1瓶、药匙（或纸槽）1个、30%的过氧化氢500 ml、蒸馏水 500 ml 探究过程：
1、配制10毫升不同浓度的过氧化氢溶液（室温）。

2、用10 ml H
2O
2
溶液制取150 ml O
2
所需的时间（秒）
可能影响探究结果的分析：
配制过不同质量分数的过氧化氢溶液的量不准确；使用秒表测时时间把握不准确；酒精灯加热时所用火焰可能不同；催化剂的量不准确……
探究结果分析：
探究影响过氧化氢（H
2O
2
）分解速率的因素，首先用不同溶质质量分数的H
2
O
2
溶液，在无催化剂不加热条件下分解情况时；其次无催化剂加热条件下的分解情
况；再次是加入MnO
2
并且加热条件下的分解情况，根据实验数据很容易找到规
律．解答：解：（1）用不同质量分数的H
2O
2
溶液，反应条件分无催化剂不加热、
无催化剂加热、有催化剂并且加热，说明考虑了温度、催化剂对过氧化氢分解速率的影响．
在无催化剂不加热条件下不分解，而在无催化剂加热条件下的分解，说明温度越高，过氧化氢的分解速率越快（或过氧化氢浓度越高，过氧化氢的分解速率越快或使用催化剂，过氧化氢的分解速率越快）
通过对比实验结果的分析，找到事物的内在联系，考查学生的分析问题的能力，同时也是对“影响反应速率因素”这一知识点进行了较深入的分析。

2021年中考化学热点题型《影响化学反应速率的因素探究》强化训练1、结合如图装置回答问题：（1）仪器a的名称是；（2）实验室利用锌粒和稀硫酸制取氢气化学方程式；装置B中固液分离，则活塞处于（填“开启”或“关闭”）状态；（3）某化学兴趣小组同学借助数字化实验手段用装置A探究“影响H2O2分解速率的影响因素”。

Ⅰ、按实验1数据进行分组实验，在同一温度下通过压强传感器得到数据如图：实验1 药品第一组4% H2O2溶液15mL第二组4% H2O2溶液15mL、0.2g MnO2粉末第三组4% H2O2溶液15mL、0.2g FeCl3粉末Ⅱ、用0.2g MnO2粉末作催化剂，学生又分别做了实验2、实验3，得到实验数据如图：根据实验1、2、3，你认为除了上述影响因素外，还有（写出一点）影响H2O2分解速率；（4）实验1和2中4% H2O2溶液与0.2g MnO2粉末混合后装置内的气压明显不同（见图A、B点），你认为可能的原因是。

2、小华同学在探究金属与酸反应时，将铝片、锌片打磨后，分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中，观察到铝与稀盐酸反应较锌与稀盐酸反应快。

【提出问题】金属与盐酸反应快慢，除与金属的种类有关外，还受哪些因素的影响呢？【猜想与假设】a.可能与盐酸的浓度有关；b.可能与反应时的温度有关；c.你的猜想是。

实验编号盐酸的浓度（均取20mL）温度/℃记录的数据①5% 30②10% 20③5% 20④10% 30【设计并实验】小明利用图甲所示装置，用不同浓度的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。

【交流讨论】（1）请写出铝与稀盐酸反应的化学方程式。

（2）实验前小明检查图甲装置的气密性的方法是。

【分析数据、得出结论】（3）实验中记录的数据可能是；对比实验②③可知对金属与酸反应的速率的影响。

（4）实验表明，四次实验时反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③。

根据记录的数据分析，如果盐酸浓度为10%，温度为25℃，则所记录数据应该介于两次实验所记录的数据之间。

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。

过氧化氢分解实验报告过氧化氢分解实验报告实验目的：通过观察过氧化氢在不同条件下的分解速率，探究过氧化氢分解反应的影响因素。

实验原理：过氧化氢（H2O2）是一种常见的氧化剂，它可以分解成水和氧气。

过氧化氢分解反应是一个自催化反应，即反应物中的过氧化氢分子作为催化剂参与反应。

反应的化学方程式为：2H2O2 -> 2H2O + O2。

实验材料：1. 过氧化氢溶液（浓度为3%）2. 试管3. 烧杯4. 水槽5. 温度计6. 火柴7. 实验台实验步骤：1. 将适量的过氧化氢溶液倒入试管中。

2. 将试管放入水槽中，控制水温在25摄氏度。

3. 用火柴点燃试管中的过氧化氢溶液。

4. 观察并记录气泡的产生速率。

5. 重复实验，控制水温分别为35摄氏度和45摄氏度。

6. 将实验结果整理并进行分析。

实验结果：在实验中观察到，随着水温的升高，过氧化氢分解的速率也增加。

在25摄氏度的条件下，气泡的产生速率相对较慢，而在35摄氏度和45摄氏度的条件下，气泡的产生速率明显增加。

这说明温度对过氧化氢分解反应有促进作用。

实验讨论：温度是影响过氧化氢分解速率的重要因素之一。

随着温度的升高，分子的平均动能增加，分子之间的碰撞频率也增加，从而加快了反应速率。

这可以解释为什么在高温条件下，过氧化氢的分解速率更快。

此外，过氧化氢分解反应是一个自催化反应，即反应物中的过氧化氢分子作为催化剂参与反应。

因此，过氧化氢浓度的增加也会加快反应速率。

然而，在本实验中，我们使用的过氧化氢溶液浓度为3%，因此过氧化氢浓度对实验结果的影响较小。

实验结论：通过本实验的观察和分析，我们得出以下结论：1. 温度是影响过氧化氢分解速率的重要因素，高温条件下反应速率更快。

2. 过氧化氢浓度对反应速率的影响较小。

实验意义：过氧化氢分解实验是化学教育中常见的实验之一。

通过这个实验，我们可以了解到温度对化学反应速率的影响，并且加深对催化剂作用的理解。

此外，过氧化氢分解反应还与生活中的一些现象和应用息息相关，比如火柴的燃烧和漂白剂的使用等。

三氯化铁溶液对双氧水分解作用的探究
授课人：黄慧学校：城西学校
一、选题背景：这节课内容是基于人教版九年级化学上册第二单元课题3中二氧化锰对过氧化氢溶液影响的一个衍生，这个探究课题是学生学习化学后较早接触到的一类科学探究实验，科学探究的核心思想——控制变量在这里也有很好的体现。

二、学情分析：此时的初三学生学习化学的时间并不长，在化学探究实验的学习中实验设计的能力和分析解决问题的能力还有所欠缺，基本的实验操作还不够娴熟，但这时他们对化学的好奇心和求知欲是最强的时候。

在这个课题中学生已知道催化剂会影响过氧化氢溶液分解速率，所以从这个选题出发学生更易接受，并且可以调起他们的好奇心和求知欲，在探究中学习，在学习中探究，从而起到培养学生化学科学素养的目的。

三、教学目标
1.知识与技能目标
（1）了解外界因素能影响过氧化氢溶液分解速率，并能举例说出哪些因素。

（2）学习对照实验的设计，提高实验操作能力及对实验现象的整理和分析能力。

2.过程与方法目标
（1）重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究能力。

（2）通过实验探究分析影响化学反应速率的因素。

3.情感态度与价值观目标：培养学生积极参与科学探究的热情，体验成功的快乐，培养生生配合师生配合
的情感。

四、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，实验过程的实施与评价
五、教学方法：以实验为核心的自主、合作、探究学习
六、教具准备：10%和20%的过氧化氢溶液、接近饱和的氯化铁溶液、10ml量筒、胶头滴管、试管、火柴、酒精灯
七、教学环节。

三氯化铁溶液对双氧水分解作用的探究
授课人：黄慧学校：城西学校
一、选题背景：这节课内容是基于人教版九年级化学上册第二单元课题3中二氧化锰对过氧化氢溶液影响的一个衍生，这个探究课题是学生学习化学后较早接触到的一类科学探究实验，科学探究的核心思想——控制变量在这里也有很好的体现。

二、学情分析：此时的初三学生学习化学的时间并不长，在化学探究实验的学习中实验设计的能力和分析解决问题的能力还有所欠缺，基本的实验操作还不够娴熟，但这时他们对化学的好奇心和求知欲是最强的时候。

在这个课题中学生已知道催化剂会影响过氧化氢溶液分解速率，所以从这个选题出发学生更易接受，并且可以调起他们的好奇心和求知欲，在探究中学习，在学习中探究，从而起到培养学生化学科学素养的目的。

三、教学目标
1.知识与技能目标
（1）了解外界因素能影响过氧化氢溶液分解速率，并能举例说出哪些因素。

（2）学习对照实验的设计，提高实验操作能力及对实验现象的整理和分析能力。

2.过程与方法目标
（1）重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究能力。

（2）通过实验探究分析影响化学反应速率的因素。

3.情感态度与价值观目标：培养学生积极参与科学探究的热情，体验成功的快乐，培养生生配合师生
配合的情感。

四、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，实验过程的实施与评价
五、教学方法：以实验为核心的自主、合作、探究学习
六、教具准备：10%和20%的过氧化氢溶液、接近饱和的氯化铁溶液、10ml量筒、胶头滴管、试管、火柴、酒精灯。

考点38 催化剂一、选择题1. （2017·十堰）下列说法正确的是（）A．催化剂可改变化学反应速率B．焊锡、黄铜、铁是常见的合金C．不同元素的中子数不同 D．所有原子都有质子、中子和电子构成【答案】A【解析】催化剂在化学反应中质量和化学性质不变，但可改变化学反应速率；焊锡、黄铜、是常见的合金是混合物，而铁是纯净物；不同元素的中子数也可能相同，如钠和镁的中子数均为12；氢原子只有有质子和电子构成，没有中子。

2．（2017·来宾）乙醇在一定条件下可氧化为乙醛：2CH3CH2OH+022CH3CHO(乙醛)+2H2O。

实际是发生了如下两个反应：反应一：2Cu+O2△反应二：CH3CH2OH+CuO△CH3CHO+H2O+Cu。

下列说法错误的是A. Cu在反应一中是反应物B. Cu在反应前后化学性质改变C. Cu在反应二中是生成物D. Cu在反应中起到催化作用【答案】D【解析】催化剂在化学在化学反应前后质量和化学性质均不变；从乙醇和氧气在一定条件反应的总方程式上看，铜既不是反应物、也不是生成物，A、C错误；从两个分步反应看，铜开始参加了反应，最后又还原成单质铜，所以，铜单质的化学性质不变，B错误；综合总反应方程式和分步反应的方程式可得出，铜在该反应中起催化作用，D正确；3．（2017天津市，题号6，分值2）下列有关催化剂的说法正确的是（）A．在化学反应后其质量减少B．催化剂能改变化学反应速率C．在化学反应后其质量增加D．在化学反应后其化学性质发生了变化【答案】B【解析】此题考查的是催化剂的知识点，催化剂改变化学反应的速率，在反应前后化学性质和质量都不发生变化。

A．催化剂在化学反应前后其质量保持不变，错误；B．催化剂能改变化学反应速率，不但加快还能减慢反应速率，正确；C．催化剂在化学反应后其质量保持不变，错误；D．催化剂在化学反应后其化学性质不变，错误，B正确。

二、实验题1．（2017浙江省台州市，题号25，分值6）为探究催化剂对双氧水（H2O2）分解的催化效果，某研究小组作了如下实验。

题型03 实验探究题1．（2023-2024九上·亳州市·期中）小焦同学用“双氧水”（过氧化氢溶液）冲洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生。

【查阅资料】①水泥块中含有的氯化铁，二氧化锰，碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。

②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线（如图1）。

曲线斜率越大，说明过氧化氢分解速度越快，则该条件对过氧化氢分解速率影响越大。

2．（2023-2024九上·安庆市·期中）为了探究影响化学反应速率(即反应快慢)的因素，化学学习小组以过氧化氢分解为研究对象进行实验。

三个小组均采用如图装置进行实验，记录收集20mL氧气所需的时间。

实验室可供选择的试剂有：2.5%、5%、10%三种浓度的过氧化氢溶液、二氧化锰、氧化铜和红砖粉末。

（1）A组：探究催化剂种类对化学反应速率的影响各取10mL10%过氧化氢溶液于注射器(此时注射器中无气体)，在三支试管中分别加入二氧化锰、红砖粉末、氧化铜各0.5g，分别注入过氧化氢溶液进行如图所示的实验，记录数据如下：试剂二氧化锰红砖粉末氧化铜时间/s106020由此得出结论：二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解有催化作用，红砖粉末无催化作用。

某同学对该结论提出质疑，认为需要再补充一个对比实验，才能证明红砖粉末有没有催化作用，其操作为___________。

（2）B组：探究过氧化氢溶液的浓度对化学反应速率的影响甲同学：取10mL5%过氧化氢溶液，加入0.5g二氧化锰为催化剂，进行实验，记录时间t1。

乙同学：取10mL25%过氧化氢溶液，加入0.5g氧化铜为催化剂，进行实验，记录时间t2。

①实验结果t1___________t2(填“>”、“=”或“<”)。

乙反应的文字表达式为___________，基本反应类型为___________。

结论：过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快。

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。