第二章空氣和氧氣課題3制取氧氣第2課時催化劑和分解反應(yīng)教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識催化劑，知道催化劑對化學(xué)反應(yīng)的重要作用。2.了解分解反應(yīng)的定義，學(xué)會辨別反應(yīng)是否為分解反應(yīng)。重點和難點重點：催化劑和催化作用，分解反應(yīng)。◆知識點一催化劑和催化作用1.催化劑和催化作用的概念催化劑在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫作催化劑催化作用催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫作2.催化劑的特點①催化劑是針對具體的反應(yīng)而言的，不能單獨地說某種物質(zhì)是催化劑，且催化劑具有性，即某種催化劑只對某個化學(xué)反應(yīng)具有催化作用。②同一化學(xué)反應(yīng)，可有的催化劑。如硫酸銅溶液等對過氧化氫的分解也具有催化作用。3.設(shè)計實驗驗證某物質(zhì)是否為某反應(yīng)的催化劑的方法4.催化劑的作用催化劑在化工生產(chǎn)中有重要而廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、化工原料等都要使用催化劑。①院士(1924—2016)，2007年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者，我國煉油催化劑制造技術(shù)奠基人。即學(xué)即練1．下列關(guān)于催化劑的說法正確的是A．二氧化錳可以作任何反應(yīng)的催化劑B．化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的性質(zhì)保持不變C．在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變的物質(zhì)一定是該反應(yīng)的催化劑D．不加入二氧化錳，過氧化氫也能分解產(chǎn)生氧氣◆知識點二分解反應(yīng)與化合反應(yīng)的比較分解反應(yīng)化合反應(yīng)定義由反應(yīng)物生成或其他物質(zhì)的反應(yīng)由或物質(zhì)生成另物質(zhì)的反應(yīng)特點一變多多變一通式X→A+B+…A+B+…→X舉例關(guān)系都是化學(xué)反應(yīng)的，二者屬于并列關(guān)系即學(xué)即練1．下列反應(yīng)既不是是化合反應(yīng)，又不是分解反應(yīng)的是考點一催化劑和催化作用【例1】（多選）美國科學(xué)家DavidMacMillan和德國科學(xué)家BenjaminList因“在不對稱有機(jī)催化研究方面的進(jìn)展”被授予諾貝爾化學(xué)獎。下列有關(guān)催化劑的說法正確的是A．每個化學(xué)反應(yīng)只有一種催化劑 B．催化劑不影響生成物的質(zhì)量C．反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變 D．只有二氧化錳才能作催化劑解題要點解題要點催化劑的特點：“一變二不變”。（1）“一變”是指能改變（加快或減慢）其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。（2）“二不變”是指催化劑本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不變。其物理性質(zhì)，特別是催化劑的狀態(tài)可能改變?！咀兪?1】下列有關(guān)催化劑的說法，正確的是A．化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量、體積和化學(xué)性質(zhì)都不變B．化學(xué)反應(yīng)中催化劑能改變反應(yīng)速率C．二氧化錳不是唯一的催化劑，但二氧化錳只能作催化劑D．催化劑可以增加生成物的質(zhì)量【變式12】某實驗小組設(shè)計了如下實驗探究過氧化氫分解中二氧化錳的作用。下列說法不正確的是A．實驗甲中帶火星的木條未復(fù)燃是因為過氧化氫常溫下不分解【變式13】【問題一】鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵能做過氧化氫分解的催化劑嗎？【作出猜想】氧化鐵能做過氧化氫分解的催化劑?！驹O(shè)計實驗】實驗步驟：I.如圖實驗，向A、B兩支試管中分別加入5mL5%的過氧化氫溶液，B試管中加入ag氧化鐵，再把帶火星的木條分別伸入A、B兩支試管，觀察實驗現(xiàn)象；Ⅱ.當(dāng)B試管中無明顯現(xiàn)象后，向B試管中重新加入適量5%的過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入B試管，如此反復(fù)多次實驗，觀察實驗現(xiàn)象；Ⅲ.將實驗Ⅱ中的剩余物過濾，并將所得氧化鐵進(jìn)行洗凈、__________、稱量。（1）步驟I的實驗現(xiàn)象是，說明氧化鐵能加快過氧化氫的分解速率。（2）步驟Ⅱ的實驗?zāi)康氖?。?）步驟Ⅲ缺少的實驗步驟是?！締栴}二】同學(xué)們想探究過氧化氫溶液的濃度及催化劑種類對反應(yīng)速率的影響，在其他條件相同的情況下進(jìn)行了4次實驗，記錄各收集一瓶相同體積氧氣所需要的時間。實驗30%過氧化氫溶液的質(zhì)量/g加入水的體積/mL物質(zhì)質(zhì)量收集時間/s11040二氧化錳5g20022030二氧化錳5g10033020二氧化錳5g6743020氧化鐵______gm（4）相同條件下，實驗1、2、3對比，實驗3產(chǎn)生氧氣的速率最快，說明。（5）實驗4中氧化鐵的質(zhì)量是g，m（填“大于”、“小于”或“等于”）67，說明二氧化錳的催化效果更好?！就卣寡由臁浚?）通過以上探究，你對催化劑的認(rèn)識是（寫2點）?？键c二有關(guān)分解反應(yīng)和化合反應(yīng)的綜合考查【變式21】下列有關(guān)氧化反應(yīng)、化合反應(yīng)和分解反應(yīng)的說法，不正確的是A．物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)B．一個反應(yīng)如果是分解反應(yīng)，就不可能同時是化合反應(yīng)C．化合反應(yīng)不一定是氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)不一定是化合反應(yīng)D．生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng)一定是分解反應(yīng)【變式22】下列有關(guān)敘述、對應(yīng)的文字表達(dá)式和基本反應(yīng)類型均正確的是【變式23】下列屬于化合反應(yīng)的是基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．下列說法正確的是A．化合反應(yīng)和分解反應(yīng)不一定都是化學(xué)變化B．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和性質(zhì)都沒有發(fā)生改變C．氧化反應(yīng)不一定都是化合反應(yīng)D．一種催化劑只能催化一種反應(yīng)2．下列應(yīng)用及符號表達(dá)式符合題意且書寫及基本反應(yīng)類型均正確的是3．兩份完全相同的過氧化氫溶液a和b，a中加入少量二氧化錳，b中不添加二氧化錳，放出氧氣的質(zhì)量與時間的關(guān)系圖像正確的是A．B．C．D．4．下列反應(yīng)中，既不屬于化合反應(yīng)，又不屬于分解反應(yīng)的是D．氧化鈣+水→氫氧化鈣5．如圖所示同學(xué)們利用生活中簡單的材料制作了便于攜帶的簡易供氧器。過碳酸鈉固體易溶于水，遇水分解為碳酸鈉和過氧化氫。下列說法不正確的是A．過碳酸鈉需密封保存 B．二氧化錳起催化作用C．可通過加濕倉控制產(chǎn)生氧氣的速率 D．該裝置體現(xiàn)了氧氣不易溶于水6．下列反應(yīng)既不是分解反應(yīng)，又不是化合反應(yīng)的是7．利用下圖1裝置研究過氧化氫的反應(yīng)，所得結(jié)果如下圖2所示，下列說法不正確的是A．圖2中的a點對應(yīng)的操作是推動注射器活塞B．對比c點利e點可以驗證反應(yīng)速率與過氧化氫溶液的濃度有關(guān)C．對比b點和e點不能驗證反應(yīng)速率與過氧化氫溶液的濃度有關(guān)D．該實驗不能證明二氧化錳對過氧化氫的分解起催化作用8．下列關(guān)于“物質(zhì)——在氧氣中燃燒的現(xiàn)象——所屬基本反應(yīng)類型”的描述正確的是A．鐵絲——火星四射——化合反應(yīng)B．硫——發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰——化合反應(yīng)C．紅磷——產(chǎn)生大量白煙——氧化反應(yīng)D．石蠟——發(fā)出白光——分解反應(yīng)9．小高同學(xué)利用塑料瓶、注射器、飲料管等材料設(shè)計了如圖所示的簡易供氧器。下列分析錯誤的是A．甲裝置中加入二氧化錳能增加生成氧氣的質(zhì)量B．乙裝置中的水具有觀察輸出氧氣速率的作用C．用注射器加入過氧化氫溶液可控制反應(yīng)速率D．將帶火星木條放在乙裝置導(dǎo)管口，木條復(fù)燃，說明產(chǎn)生了氧氣10．某催化劑可實現(xiàn)H2O與O2反應(yīng)制備H2O2。向容器中加入100gH2O和適量催化劑，并不斷通入O2，保持其他條件不變，分別在20℃、40℃和60℃下進(jìn)行實驗①、②、③，測得H2O2的產(chǎn)量隨時間的變化如題圖所示。下列說法不正確的是A．設(shè)計實驗①、②、③的目的是探究溫度對該催化反應(yīng)的影響B(tài)．實驗①說明：20℃，在0~3h內(nèi)，隨著時間的增加，該催化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行C．比較實驗①、②可知，在0~3h內(nèi)，40℃比20℃對該催化反應(yīng)更有利D．實驗③中2h后，H2O與O2不再反應(yīng)，生成的H2O2開始分解綜合應(yīng)用11．現(xiàn)有以下反應(yīng)：⑤碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+水+二氧化碳。（1）其中屬于化合反應(yīng)的是(填序號，下同)；屬于分解反應(yīng)的是。（2）“某反應(yīng)不可能既是化合反應(yīng)又是分解反應(yīng)”的說法(填“正確”或“不正確”)，理由是。（3）對化學(xué)反應(yīng)、化合反應(yīng)、分解反應(yīng)三個概念之間關(guān)系的表示，正確的是___________(填字母)。A． B． C．12．興趣小組為了解調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的方法，進(jìn)行了下列實驗。（1）實驗一：在空氣中點燃木炭，再伸入充滿氧氣的集氣瓶中，木炭燃燒更劇烈，說明會影響化學(xué)反應(yīng)速率。（2）實驗二：圖1木條不復(fù)燃，圖3中的現(xiàn)象為，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反應(yīng)前后MnO2的和化學(xué)性質(zhì)不變，則MnO2是H2O2分解的催化劑。為尋找該反應(yīng)的新催化劑，興趣小組分別用5mL10%H2O2溶液和不同催化劑進(jìn)行實驗，數(shù)據(jù)如表。分析表中數(shù)據(jù)，催化效果最好的物質(zhì)是。實驗編號催化劑收集氣體體積收集氣體所用時間①2g氧化鐵7.0mL560s②2g土豆7.0mL180s③2g生姜5.1mL180s（3）調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的方法還有很多，下列事例中調(diào)控方法相同的是______(填序號)。A．食品在冰箱中保存不易變質(zhì)B．燃煤發(fā)電時，把煤塊粉碎C．汽車發(fā)動機(jī)把汽油噴成霧狀進(jìn)行燃燒（1）空氣中氧氣分?jǐn)?shù)大約是21%。（選填“質(zhì)量”或“體積”）；（2）步驟①中發(fā)生的是否為分解反應(yīng)；（填“是”或“否”）（3）步驟③發(fā)生反應(yīng)類型是；（4）圖中的其他氣體在物質(zhì)類別中屬于；（選填“純凈物”或“混合物”）拓展培優(yōu)14．某化學(xué)興趣小組閱讀課外資料得知：過氧化氫制氧氣除了可用二氧化錳作為催化劑，還可以用氧化銅、馬鈴薯、鐵銹、紅磚粉末等物質(zhì)作為催化劑，于是他們想檢驗生活中馬鈴薯是否能作為過氧化氫分解的催化劑?！咎岢鰡栴}】馬鈴薯是否能作為過氧化氫分解的催化劑？【查閱資料】馬鈴薯中含有過氧化氫酶，過氧化氫酶對過氧化氫的分解起催化作用。【設(shè)計實驗】（1）化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計了一系列實驗：實驗實驗步驟實驗現(xiàn)象Ⅰ取5%的過氧化氫溶液5mL，用帶火星的木條伸入試管口木條不復(fù)燃Ⅱ取5%的過氧化氫溶液5mL，加入0.5g馬鈴薯切成豆粒大木條復(fù)燃Ⅲ待實驗Ⅱ中沒有氣泡放出后，繼續(xù)加入5%的過氧化氫溶液木條（2）寫出實驗Ⅱ反應(yīng)的符號表達(dá)式；（3）設(shè)計實驗Ⅰ的目的是與實驗Ⅱ；【得出結(jié)論】馬鈴薯能作為過氯化氫分解的催化劑?！驹u價改進(jìn)】（4）大家認(rèn)為此實驗結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。若要確定該實驗結(jié)論是否正確，還需要再增加一個實驗，探究馬鈴薯的在化學(xué)反應(yīng)前后是否發(fā)生變化。【實驗拓展】某小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置，定量測定對比馬鈴薯與二氧化錳的催化效果，實驗均以生成25mL氣體為準(zhǔn)，其他可能的影響因素忽略不計，相關(guān)數(shù)據(jù)見表：實驗編號3%過氧化氫溶液的體積其他物質(zhì)質(zhì)量待測數(shù)據(jù)Ⅰ20mL馬鈴薯0.5gⅡ20mL二氧化錳0.5g（5）上述實驗中“待測數(shù)據(jù)”是指?！緦嶒灧此肌浚?）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除了催化劑的種類外，還可能與下列哪些因素有關(guān)？______。A．催化劑的顆粒大小 B．溫度 C．反應(yīng)物的濃度15．關(guān)于催化劑的研究是一項重要的課題，某小組以“探究催化劑的奧秘”為題展開了項目式學(xué)習(xí)?！救蝿?wù)一】認(rèn)識催化劑（1）催化劑在化工生產(chǎn)中起著重要作用，下列說法正確的是（填字母）。A．不加入催化劑化學(xué)反應(yīng)就不能發(fā)生B．在化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變C．用作催化劑的物質(zhì)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物【任務(wù)二】探究催化劑查閱資料發(fā)現(xiàn)氧化銅也可以作為過氧化氫分解的催化劑，于是進(jìn)行相應(yīng)探究。稱量0.2g氧化銅，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如圖所示實驗。（2）填寫下表：步驟①現(xiàn)象步驟⑥結(jié)果步驟⑦現(xiàn)象實驗結(jié)論試管中有極少量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條沒有復(fù)燃稱得氧化銅的質(zhì)量為氧化銅是過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑（3）步驟①③對比可以說明?！救蝿?wù)三】探究催化劑的催化效果分別取10mL5%過氧化氫溶液、1g二氧化錳、1g氧化銅，按圖1所示裝置進(jìn)行實驗，實驗時傾斜錐形瓶使過氧化氫溶液與催化劑完全接觸，測得相同條件下瓶內(nèi)氣壓的變化如圖2所示。（4）對比分析圖2中的（填字母）點，可知化學(xué)反應(yīng)速率與催化劑的種類有關(guān)。（5）請從催化劑的角度解釋在實驗過程中，上述兩個反應(yīng)雖化學(xué)反應(yīng)速率不同，但完全反應(yīng)后兩個裝置內(nèi)壓強(qiáng)相同的原因。16．學(xué)習(xí)了CuSO4溶液對H2O2分解有催化作用后，老師告訴大家FeCl3溶液對H2O2分解也有催化作用。為了比較催化效果，鑭锎興趣組同學(xué)設(shè)計實驗展開研究。【設(shè)計實驗】配制相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的FeCl3溶液和CuSO4溶液，用如圖實驗裝置，按下列實驗方案，記錄注射器中收集相同體積O2所需時間。（水的密度為1g/cm3）實驗20%雙氧水的質(zhì)量/g蒸餾水體積/mLFeCl3溶液的量/滴CuSO4溶液的量/滴收集時間/sⅠ104050T1Ⅱ104005T2Ⅲ104080T3Ⅳ20b80T4Ⅴa20c0T5【數(shù)據(jù)分析】（1）實驗證明，相同條件下FeCl3溶液的催化效果更好，得出該結(jié)論的依據(jù)是T1T2（填“>”或“<”）。（2）實驗Ⅲ、IV、V探究H2O2的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對反應(yīng)速率的影響。①其中a、c數(shù)值分別為。②通過實驗（填實驗序號）對比，還可得出FeCl3溶