苏教版高中化学选修：实验化学 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响-“江南联赛”一等奖

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

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。本节课以学生追求知识为主体，通过实验探究中理论知识和实验现象的碰撞，提出各种探究方法， 进行实验探究，得出实验结论。这样设计，增加了学生探究的主动性，调动了学生善于发现问题、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→实验探究→得出结论→应用提高。

（二）教材分析

本节课从生活经历“过氧化氢清洗伤口冒白泡”出发，引出催化剂。通过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、用量及其性状的选择对实验效果的影响，同时通过同浓度不同催化剂、同催化剂不同浓度或同催化剂不同用量对过氧化氢分解速率的定性和定量实验现象观察、对比和分析，加深学生对定性、定量以及对化学反应条件控制---单因子变量的认识。

（三）学情分析

1.学生经过《化学必修2》、《化学反应原理》的学习，对化学反应速率的影响因素和实质比较熟悉，但从定性和定量两个角度认识化学反应速率思考较少。

2.学生对化学现象的观察比较熟悉，但对实验设计原则：控制变量法——单因子变量，及实验设计思路认识不够。

三、 教学目标

（一）知识与能力：

1.常识性的了解合适的催化剂选择和常用于催化过氧化氢的催化剂。

2.认识反应条件的控制在实验研究中的重要作用，加深对化学反应条件控制的重要性的认识。

3．探究同一浓度不同催化剂、同一催化剂不同浓度和不同用量的催化效果，通过定性和定量对比实验，寻求实验的最佳方案，并学会自己设计实验进行实验探究。

4．学会运用传感器探究实验，分析实验数据，提高动手能力及分析实验结果的能力

1 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响

教学目标：

1. 过氧化氢溶液分解产生氧气。

2.过氧化氢溶液在不同条件下分解产生氧气。

3.过氧化氢溶液在不同催化剂作用下分解产生氧气。

情感目标：

通过催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响的学习，培养学生细致,认真的科学态度。

教学重点难点：H2O2分解反应速率常数的测定原理和方法

教学方法：实验研究

实验用品：

仪器：试管、酒精灯、试管夹、火柴、药匙、胶头滴管

药品：10％的过氧化氢溶液、二氧化锰、饱和硫酸铜溶液

自备材料：檀香(1根) 、软饮料吸管（1根）

实验装置图及说明:

（1） （2） （3） （4）

(常温) (加热) (滴加硫酸铜溶液) (加二氧化锰)

教学过程：

实验步骤：

1、取四支试管，分别加入5mL 10％的过氧化氢溶液。

2、分别进行如下实验

（1）向第一支试管中伸入带火星的檀香，观察现象。

（2）给第二支试管加热后伸入带火星的檀香，观察现象。

（3）向第三支试管中滴加几滴饱和硫酸铜溶液，振荡一会儿后， 伸入带火星的檀

香，观察现象。 2 （4）向第四支试管中将二氧化锰从饮料管中倒入，伸入带火星的檀香，观察现象。

实验编号 现象 原因与结论

1 几乎没有气泡产生，檀香不复燃 常温几乎不分解

2 有气泡产生，檀香不复燃 加热后分解速率加快，但氧气量不大

3 有气泡产生，檀香不复燃 硫酸铜溶液能加快反应速率，但氧气量不大

4 有大量气泡产生，檀香复燃 二氧化锰能加快反应速率且氧气量大

实验改进的意义：

1、 带火星的木条易熄灭，用檀香代替木条有利于课堂演示实验的持续操作，减少实验

操作所需时间。

2、 过氧化氢溶液常温分解无法看到明显现象，不足以说明它能分解，时问也不易掌握；

给过氧化氢溶液加热实验的补充既说明过氧化氢能分解，又说明条件的改变对反应速率的影

- 1 - 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

一、本课题研究的实验目的

1、初步探究不同催化剂对同一反应的催化效果。

2、认识实验方法的选择及反应条件控制在实验研究中的重要性。

3、尝试用比较法来寻找实验的最佳方案。

4、通过实验提高处理实验数据和分析实验结果的能力。

5、通过实验加深理解理论知识的理解。

二、课题研究时要考虑的问题：

1、催化剂的纯度、固体颗粒的大小、种类、用量等对反应的速率及其结果有着重要的影响。

2、过氧化氢的浓度、反应的温度对反应速率及其结果的影响等 。

3、实验装置的设计、实验仪器对反应速率及其结果的影响等

三、具体实验内容

1、反应原理分析：2H2O2 == 2H2O + O2↑

2、实验设计依据

(1)确定判断依据——单位时间内氧气产生的量

(2)设计反应实验装置——测定单位时间氧气产生的体积（量气装置）

（如果实验条件允许有电子天平的话，可以测定单位时间氧气产生的质量，可能会更简单）

3、设计实验方案：

（1）不同量的同一催化剂对H2O2分解效果的比较

（2）同一量同一性状的催化剂对H2O2分解效果的比较

4、实验操作与现象(数据)记录：略

5、现象分析与数据处理：略

四、实验改进：

1、装置改进

教材中的装置操作中的不足：（1）锥形瓶底部太大，加入催化剂和过氧化氢的量少，两者难以很好混合，而且容积过大，而产生气体的量少误差也大。（2）由于反应较快，导致瓶内压强增大，液体很难顺利流下来。（3）此装置加液时操作不当，会把空气排出， 造成误差

综上所述，可将分液漏斗改为恒压分液漏斗，将锥形瓶改为具支试管，如图所示。这个装置也有一个缺点，就是加粉末状的催化剂时容易沾在试管内壁上，所以催化剂最好直接放在滤纸上称，称好后将滤纸折成细长的漏斗慢- 2 - 慢将药品倒入进去。

2、药品浓度改进

按书本上6%的H2O2溶液，CuO、Fe2O3加入H2O2后充分振荡，无明显现象，不能说明它们对H2O2的分解起到催化作用。FeCl3、KI产生比较慢，但难收集，即使Mn2O2收集到的O2量也不是很多。产生气体的快慢与H2O2溶液的浓度、以及反应温度均有关，建议天气较冷时做该实验可将H2O2溶液的浓度增加到15%，而天气较热时可将浓度增大到10%左右。

1 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响

教学目标：

1. 过氧化氢溶液分解产生氧气。

2.过氧化氢溶液在不同条件下分解产生氧气。

3.过氧化氢溶液在不同催化剂作用下分解产生氧气。

情感目标：

通过催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响的学习，培养学生细致,认真的科学态度。

教学重点难点：H2O2分解反应速率常数的测定原理和方法

教学方法：实验研究

实验用品：

仪器：试管、酒精灯、试管夹、火柴、药匙、胶头滴管

药品：10％的过氧化氢溶液、二氧化锰、饱和硫酸铜溶液

自备材料：檀香(1根) 、软饮料吸管（1根）

实验装置图及说明:

（1） （2） （3） （4）

(常温) (加热) (滴加硫酸铜溶液) (加二氧化锰)

教学过程：

实验步骤：

1、取四支试管，分别加入5mL 10％的过氧化氢溶液。

2、分别进行如下实验

（1）向第一支试管中伸入带火星的檀香，观察现象。

（2）给第二支试管加热后伸入带火星的檀香，观察现象。

（3）向第三支试管中滴加几滴饱和硫酸铜溶液，振荡一会儿后， 伸入带火星的檀

香，观察现象。 2 （4）向第四支试管中将二氧化锰从饮料管中倒入，伸入带火星的檀香，观察现象。

实验编号 现象 原因与结论

1 几乎没有气泡产生，檀香不复燃 常温几乎不分解

2 有气泡产生，檀香不复燃 加热后分解速率加快，但氧气量不大

3 有气泡产生，檀香不复燃 硫酸铜溶液能加快反应速率，但氧气量不大

4 有大量气泡产生，檀香复燃 二氧化锰能加快反应速率且氧气量大

实验改进的意义：

1、 带火星的木条易熄灭，用檀香代替木条有利于课堂演示实验的持续操作，减少实验

操作所需时间。

2、 过氧化氢溶液常温分解无法看到明显现象，不足以说明它能分解，时问也不易掌握；

给过氧化氢溶液加热实验的补充既说明过氧化氢能分解，又说明条件的改变对反应速率的影