201x_201x學(xué)年高中化學(xué)專題四化學(xué)反應(yīng)條件的控制4.2催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響蘇教版選修

1、課題2 2催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響一、催化劑的作用在化工生產(chǎn)中,常常加入催化劑以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。例如,硫酸工業(yè)中,由二氧化硫制三氧化硫的反應(yīng)常用五氧化二釩作催化劑;氮氣與氫氣合成氨的反應(yīng),使用的是以鐵為主體的多成分催化劑。生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)也與催化劑有著密切的關(guān)系,生物體內(nèi)的各種酶具有催化活性,是生物催化劑。二、催化劑與反應(yīng)活化能分子或離子間的碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的先決條件,但不是每次碰撞都會引發(fā)反應(yīng)。能夠引起反應(yīng)的分子(或離子)間的相互碰撞叫做有效碰撞,能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子。活化分子具有較高的能量,因此活化分子所占分?jǐn)?shù)的大小決定反應(yīng)速率的快慢?；罨肿拥钠骄芰颗c所

2、有分子的平均能量的差稱為活化能。催化劑能使反應(yīng)的活化能降低(如圖分別代表有、無催化劑時正反應(yīng)的活化能),使得具有平均能量的反應(yīng)物分子只要吸收較少的能量就能變成活化分子,活化分子所占分?jǐn)?shù)增大,可以成千上萬倍地加快反應(yīng)速率。注意,催化劑能增大化學(xué)反應(yīng)速率,但是它不能改變反應(yīng)進(jìn)行的方向,也不能使那些不可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。催化劑降低反應(yīng)活化能的示意圖三、過氧化氫分解的影響因素過氧化氫(H2O2)溶液,俗稱雙氧水,不穩(wěn)定,易分解。溶液的酸堿性對H2O2的穩(wěn)定性有較大的影響,如在堿性溶液中,H2O2分解較快。另外,H2O2見光、遇熱、遇到大多數(shù)金屬氧化物分解也會加速。在催化劑存在下,H2O2迅速分

3、解:2H2O2 2H2O+O2。通常選用MnO2作催化劑,MnO2的用量以及顆粒直徑大小均會影響H2O2分解的速率。除MnO2外,還可用CuO、Fe2O3等作H2O2分解的催化劑。判斷H2O2分解速率的大小,可以通過觀察比較H2O2溶液中析出氣泡的快慢程度,或測定單位時間內(nèi)H2O2分解放出的O2的體積。保存H2O2溶液時要注意什么問題?提示過氧化氫是穩(wěn)定性較差的試劑,保存過氧化氫時要考慮的因素較多。如從催化分解這個角度考慮,因為很多物質(zhì)會催化分解過氧化氫,如過氧化氫中不能混入金屬氧化物等。另外,從安全角度考慮,易分解產(chǎn)生氣體的試劑不宜放在密封的玻璃瓶中,過氧化氫通常盛放在干凈的聚乙烯塑料瓶中。知識點影響反應(yīng)速率因素的實驗設(shè)計【例題】 某化學(xué)興趣小組研究過氧化氫的分解時,設(shè)計了以下三組實驗,每一小組取若干支試管分別加入相同體積5%的過氧化氫,在實驗室觀察只有極少量的氣泡產(chǎn)生。(1)過氧化氫發(fā)生分解的化學(xué)方程式為。 (2)根據(jù)下表中其他實驗操作各實驗現(xiàn)象填寫實驗結(jié)論:知識點知識點 解析認(rèn)真對比每組內(nèi)的兩個實驗在條件控制上的不同,即可得出結(jié)論。知識點【針對訓(xùn)練1-1】 對于反應(yīng)2H2O22H2O+O2,下列措施不能增大其分解速率的是()A.向反應(yīng)體系中加水B.升高H2O2溶液的溫度C.向H2O2溶液中加入少量MnO2D.向H2O2溶液中加入一定濃度FeCl3溶液答案A【針對訓(xùn)練1-