催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
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催化剂对过氧化 氢分解反应速率 的影响
课题学习目标
1.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、用量等的选择对实验 效果的影响。 2.认识实验方法的选择及反应条件的 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.尝试用比较法来寻找实验的最佳方
一.催化剂 1.定义: 在化学反应中能 改变 化学反应速率,本身化学性质 和质量保持不变的物质。 注意: (1). 催化剂的物理性质可能改变,催化剂可能参与中间反 应. 写出:乙醇在铜催化条件下催化氧化的反应过程是: 2Cu+O2==(加热)2CuO CH3CH2OH+CuO=
由此可见，某些催化剂参与化学反应的特点是“先消后生”。 但仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。
一.实验目的:
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，同时通过对实验现象的观 察、对比和分析，加深对化学反应条件 控制的重要性的认识。
定性实验：分别取一定量的 MnO2、CuO、Fe2O3、土豆等催化剂 置于试管中，分别加入3ml10％H2O2溶液，定性观察反应的现象
注意：( 2).催化剂能改变化学反应速率，但是它不能改变 反应进行的方向，也不能使那些不可能发生的化学反应 得以发生。 注意：（3）对于可逆反应，催化剂能同等程度地改变 正、逆反应速率。缩短达到平衡的时间,不能使化学平衡 发生移动
2.如何选择合适的催化剂?
硫酸工业:
氨的催化氧化:
V2O5
Pt
合成氨:
该反应是 放 热反应,有催化剂的曲线中出现 两个峰的意义是 催化剂参与反应,可能是两步完成的反应 .
列举为了减缓化学反应速率而使用的催化剂? 橡胶制品中的防老化剂，食品中的防腐剂。
4．过氧化氢分解的影响因素 过氧化氢(H2O2)， 俗称双氧水 _______， 不稳定， 易分解。 溶液的酸碱性对 H2O2 的稳定性有较大的影响，如 在碱性溶液中， H2O2 分解较快。 另外，H2O2 见光、 金属氧化物 分解也会加速。在 遇热、遇到大多数 ____________ 催化剂存在下，H2O2 迅速分解，反应方程式为： 催化剂 2H2O2=====2H2O＋O2↑ 。 _______________________ 除 MnO2 外，还可用 CuO、 Fe2O3 等作 H2O2 分解 的催化剂。
实验一 以0.1g不同状态MnO2作催化剂进行对比实验:
催化剂(MnO20.1g) 前15s产生氧气的量（ml） 前30s产生氧气的量（ml） 前45s产生氧气的量（ml） 前60s产生氧气的量（ml） 第1组 7 9 12 15 第2组 11 21 35 49 第3组 8 11 18 26
3.设计实验方案:
(1)装置设计:
X
种类:FeCl3
MnO2
CuO
自选催化剂 0.1gCuO
(2)催化剂选择
用量:0.1gMnO2 性状:粉末状
0.1gFeCl3 块状
实验操作要点及主要实验现象 课题方案设计 ： 1、同一催化剂不同的状态对化学反应速率的影响，采 用 MnO2 作催化剂，用类比的方法进行实验，用粉末 状和颗粒状两种，且采取不振荡和振荡二种形式，催 化剂的用量均取0.1g。 2、用不同的催化剂对化学反应速率的影响，采用CuO、 活性炭、FeCl3 、KI等作H2O2分解的催化剂，各物质 的用量均取0.1g。 3、实验装置可按教材P49图4-4所示 组装。实验时，在50ml量筒中盛满水， 倒置于水槽中，通过分液漏斗把5ml 6% H2O2溶液加入锥形瓶中，记录 各时间段收集到的氧气的体积。
Fe(铁触媒)
氯酸钾分解制氧气: MnO2
催化剂: 过渡金属元素及其化合物
3.为什么使用催化剂一般可以加快化学反应速率？
分子或离子间的碰撞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 较高的能量，因此活化分子所占分数的大小决定了反应速率的快慢。 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为________。
可以通过观察比较H2O2溶液中放出气泡的快慢程度， 或测定单位时间内 H2O O2分解速率的大小 分解放出的O2的体积或 思考1.如何判断H ? 2 2 测定收集等量的气体所需的时间。
思考2．你认为保存H2O2时要注意些什么？ 双氧水稳定性较差、易分解，所以双氧水中 不能混入金属氧化物、各种脏东西。 应保存在棕色的试剂瓶或聚乙烯塑料瓶中，且 思考 3.在H2O2分解实验过程中是否可以使用任意质量和 放置在阴凉处。 另外，因工业品中含较多的金属离子 形状的催化剂？ 杂质，应加入稳定剂来抑制其催化分解。 催化剂的用量以及颗粒直径大小均会影响H2O2分解的速率。 所以实验过程中不能使用任意质量和形状的催化剂。
活化分子 活化能
ห้องสมุดไป่ตู้有效碰撞
降低 (如图分别代表有、无催化剂时正反应的活化能)， 催化剂能使反应的活化能_____ 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，活化 分子所占分数增大，可以成千上万倍地增大反应速率。如，二氧化硫氧化为三氧 化硫，使用催化剂的速率是不使用催化剂的速率的一亿六千万倍。
不同催化剂作用下H2O2分解反应现象
反应现象
催化剂 MnO2 CuO金属 催化剂 Fe2O3 金 属催化剂 土豆
反应速率 /mL.s-1
剧烈冒气泡，放出大量的热 有白烟 均匀冒气泡，反应较缓和， 溶液呈淡蓝色 有声响 反应较剧烈，放出大量的热，溶液呈棕黄色 均匀冒气泡,反应较缓和,溶液颜色不变
二.实验步骤
1.首先从反应原理分析:
2H2O2 == 2H2O + O2↑
2.考虑实验设计依据: (1)确定判断依据----单位时间内氧气产生的体积 (2)设计反应实验装置----测定单位时间氧气产生的体积 (3)排除干扰因素----控制好与实验相关的各项反应条件 3.设计实验方案: 4.实验操作与现象(数据)记录: 5.现象分析与数据处理:
课题学习目标
1.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、用量等的选择对实验 效果的影响。 2.认识实验方法的选择及反应条件的 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.尝试用比较法来寻找实验的最佳方
一.催化剂 1.定义: 在化学反应中能 改变 化学反应速率,本身化学性质 和质量保持不变的物质。 注意: (1). 催化剂的物理性质可能改变,催化剂可能参与中间反 应. 写出:乙醇在铜催化条件下催化氧化的反应过程是: 2Cu+O2==(加热)2CuO CH3CH2OH+CuO=
由此可见，某些催化剂参与化学反应的特点是“先消后生”。 但仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。
一.实验目的:
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，同时通过对实验现象的观 察、对比和分析，加深对化学反应条件 控制的重要性的认识。
定性实验：分别取一定量的 MnO2、CuO、Fe2O3、土豆等催化剂 置于试管中，分别加入3ml10％H2O2溶液，定性观察反应的现象
注意：( 2).催化剂能改变化学反应速率，但是它不能改变 反应进行的方向，也不能使那些不可能发生的化学反应 得以发生。 注意：（3）对于可逆反应，催化剂能同等程度地改变 正、逆反应速率。缩短达到平衡的时间,不能使化学平衡 发生移动
2.如何选择合适的催化剂?
硫酸工业:
氨的催化氧化:
V2O5
Pt
合成氨:
该反应是 放 热反应,有催化剂的曲线中出现 两个峰的意义是 催化剂参与反应,可能是两步完成的反应 .
列举为了减缓化学反应速率而使用的催化剂? 橡胶制品中的防老化剂，食品中的防腐剂。
4．过氧化氢分解的影响因素 过氧化氢(H2O2)， 俗称双氧水 _______， 不稳定， 易分解。 溶液的酸碱性对 H2O2 的稳定性有较大的影响，如 在碱性溶液中， H2O2 分解较快。 另外，H2O2 见光、 金属氧化物 分解也会加速。在 遇热、遇到大多数 ____________ 催化剂存在下，H2O2 迅速分解，反应方程式为： 催化剂 2H2O2=====2H2O＋O2↑ 。 _______________________ 除 MnO2 外，还可用 CuO、 Fe2O3 等作 H2O2 分解 的催化剂。
实验一 以0.1g不同状态MnO2作催化剂进行对比实验:
催化剂(MnO20.1g) 前15s产生氧气的量（ml） 前30s产生氧气的量（ml） 前45s产生氧气的量（ml） 前60s产生氧气的量（ml） 第1组 7 9 12 15 第2组 11 21 35 49 第3组 8 11 18 26
3.设计实验方案:
(1)装置设计:
X
种类:FeCl3
MnO2
CuO
自选催化剂 0.1gCuO
(2)催化剂选择
用量:0.1gMnO2 性状:粉末状
0.1gFeCl3 块状
实验操作要点及主要实验现象 课题方案设计 ： 1、同一催化剂不同的状态对化学反应速率的影响，采 用 MnO2 作催化剂，用类比的方法进行实验，用粉末 状和颗粒状两种，且采取不振荡和振荡二种形式，催 化剂的用量均取0.1g。 2、用不同的催化剂对化学反应速率的影响，采用CuO、 活性炭、FeCl3 、KI等作H2O2分解的催化剂，各物质 的用量均取0.1g。 3、实验装置可按教材P49图4-4所示 组装。实验时，在50ml量筒中盛满水， 倒置于水槽中，通过分液漏斗把5ml 6% H2O2溶液加入锥形瓶中，记录 各时间段收集到的氧气的体积。
Fe(铁触媒)
氯酸钾分解制氧气: MnO2
催化剂: 过渡金属元素及其化合物
3.为什么使用催化剂一般可以加快化学反应速率？
分子或离子间的碰撞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 较高的能量，因此活化分子所占分数的大小决定了反应速率的快慢。 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为________。
可以通过观察比较H2O2溶液中放出气泡的快慢程度， 或测定单位时间内 H2O O2分解速率的大小 分解放出的O2的体积或 思考1.如何判断H ? 2 2 测定收集等量的气体所需的时间。
思考2．你认为保存H2O2时要注意些什么？ 双氧水稳定性较差、易分解，所以双氧水中 不能混入金属氧化物、各种脏东西。 应保存在棕色的试剂瓶或聚乙烯塑料瓶中，且 思考 3.在H2O2分解实验过程中是否可以使用任意质量和 放置在阴凉处。 另外，因工业品中含较多的金属离子 形状的催化剂？ 杂质，应加入稳定剂来抑制其催化分解。 催化剂的用量以及颗粒直径大小均会影响H2O2分解的速率。 所以实验过程中不能使用任意质量和形状的催化剂。
活化分子 活化能
ห้องสมุดไป่ตู้有效碰撞
降低 (如图分别代表有、无催化剂时正反应的活化能)， 催化剂能使反应的活化能_____ 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，活化 分子所占分数增大，可以成千上万倍地增大反应速率。如，二氧化硫氧化为三氧 化硫，使用催化剂的速率是不使用催化剂的速率的一亿六千万倍。
不同催化剂作用下H2O2分解反应现象
反应现象
催化剂 MnO2 CuO金属 催化剂 Fe2O3 金 属催化剂 土豆
反应速率 /mL.s-1
剧烈冒气泡，放出大量的热 有白烟 均匀冒气泡，反应较缓和， 溶液呈淡蓝色 有声响 反应较剧烈，放出大量的热，溶液呈棕黄色 均匀冒气泡,反应较缓和,溶液颜色不变
二.实验步骤
1.首先从反应原理分析:
2H2O2 == 2H2O + O2↑
2.考虑实验设计依据: (1)确定判断依据----单位时间内氧气产生的体积 (2)设计反应实验装置----测定单位时间氧气产生的体积 (3)排除干扰因素----控制好与实验相关的各项反应条件 3.设计实验方案: 4.实验操作与现象(数据)记录: 5.现象分析与数据处理: