探究不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響

1、課題：探究不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響 一、    教材依據(jù) 教材版本：蘇教版普通高中課程標準實驗教科書實驗化學選修課題名稱：§42催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響二、    設計思想 （一）教學指導思想、設計理念應讓學生成為學習的主體，一切教學活動都必須從學生出發(fā)，知識建構(gòu)理論認為：每個學生都在積極主動的建構(gòu)自我的知識體系?；诖?，在本節(jié)教學中我以學生的求知要求為主線，追求教師和學生面對知識共同探討、平等對話。對于知識的建構(gòu)，除了個體探究之外，我更倡導合作探究。在探究教學中，要根據(jù)學生的實際差異，提出不同的探究

2、目標。最后利用學生集思廣益、思維互補、各抒己見的特點，使問題更清楚準確。因此作為教學的組織者、引領者的教師，要設計有層次的探究問題，充分挖掘?qū)W生的能動作用。這樣的設計，能使學生主動的探索，充分調(diào)動了學生善于發(fā)現(xiàn)問題、勇于解決問題的積極性，體現(xiàn)了“情景-發(fā)現(xiàn)”教學法的基本觀點，整體思路為：情境創(chuàng)設問題探索交流反饋形成結(jié)論并達成共識應用提高。（二）教材分析 本節(jié)課從催化劑的概念出發(fā)，首先通過課本P49頁的課題方案設計，采取設計實驗、討論、交流的形式，歸納出不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響。其次為了定量描述反應速率的大小，提出了定量記時比較法，為深入學習催化劑對化學反應速率的影響做了豐富的準備

3、。（三）學情分析1、學生經(jīng)過化學必修2的學習，化學反應速率的影響因素已經(jīng)比較熟悉，但是對從定量的角度認識化學反應速率，卻很少思考。2、另外學生對化學現(xiàn)象的觀察比較熟悉，但定量記時比較法在化學實驗中的應用還比較陌生。三、 教學目標 （一）知識與能力：1.探究不同催化劑對同一反應的催化效果，用比較法通過定性和定量實驗，來尋找實驗的最佳方案。認識催化劑、有效碰撞、活化能等理論。2.提高學生處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果的能力。3. 常識性介紹不同催化劑對反應速率影響。（二）過程與方法：1.先定性、定量實驗，后讓學生更深的認識催化劑概念。2. 要讓學生在化學實驗的探究中，體會“定量記時比較法”的

4、實際應用3. 要培養(yǎng)學生把化學知識與日?；どa(chǎn)中遇到的實際問題聯(lián)系起來考慮，并由此提出問題，提高學生的抽象概括能力、形成規(guī)律性認識的能力。（三）情感態(tài)度與價值觀：1. 通過對不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響分析，體會事物內(nèi)外因關系和質(zhì)變與量變辯證關系。2.讓學生關注與催化劑有關的日?，F(xiàn)象，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，增強學習化學的興趣。四、 教學重點   建立催化劑的概念，通過定性觀察實驗現(xiàn)象和定量記時比較分析，認識不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響五、 教學難點   正確理解催化劑對化學反應速率的影響，定量記時比較法在化學實

5、驗中的應用六、 突破教學重難點的方法1、組織學生設計實驗探究：不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響？學生可以設計出多種實驗方案，教師需要引導學生討論出哪一種情況下的實驗是最為科學合理，突顯化學教學的育人價值，并由此幫助學生建立催化劑的概念。 2、定量記時比較法是解決化學問題的常用方法。通過定性觀察實驗現(xiàn)象和定量記時比較分析，加深學生對定量記時比較法是解決化學問題方法的理解。七、 教學過程 教師： 當我走近教室，看到的是同學們的朝氣和活力！起立！（創(chuàng)造學習氛圍、調(diào)動學生聽課的興奮點）投影引入：同學們先看圖1淀粉在唾液淀粉酶的催化下水解生化反應、看圖2、看圖3工業(yè)接觸法制硫酸釩-鉀(鈉

6、)-硅體系催化劑 鐵觸媒催化劑工業(yè)合成氨弗里茨哈伯 -學生：安靜看-2分鐘教師： 催化劑就像“點石成金”的魔術棒，能夠增大化學反應速率今天我們所要探究的是：不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響，經(jīng)過定性和定量實驗，希望同學們選出雙氧水最有效的催化劑。實驗儀器：托盤天平、鑰匙、錐形瓶、雙孔橡膠塞、導管、橡膠管、螺旋夾、水槽、50ml量筒、分液漏斗、計時器、取液器 試管、50ml堿式滴定管、長頸漏斗（裝置1、2）實驗試劑：10H2O2溶液、MnO2、CuO、Fe2O3、土豆、蒸餾水 實驗步驟：學生： 1.定性實驗：分別取一定量的 MnO2、CuO、Fe2O3、土豆等催化劑置于試管中，分別加入3m

7、l10H2O2溶液，定性觀察反應的現(xiàn)象。（四位同學同量同時完成，四位的同桌分別闡述現(xiàn)象）-8分鐘投影： 不同催化劑作用下H2O2分解反應現(xiàn)象催化劑 反應現(xiàn)象反應速率/mL.s-1MnO2CuO金屬催化劑Fe2O3 金屬催化劑土豆2.定量實驗：-20分鐘教師： （1）檢查氣密性（教師演示具體操作并講解）學生： （2）搭好實驗裝置.（學生討論設計定量測量氣體的裝置） 定量測量裝置1 定量測量裝置2 (3) 取各種催化劑0.1g和10H2O2溶液10ml置于錐形瓶中, (4) 記錄反應的時間t和相應的量氣管讀數(shù)V,求出氣體產(chǎn)生的速率（V-10）/t,定量結(jié)果 （一位男生操作、一位女士計時、教師黑板書

8、寫結(jié)果）投影：思考1.粉末狀MnO2等金屬氧化物催化劑中先加一定量的水,其目的是什么？為什么分液漏斗中的液體不能放完？俯視讀數(shù)，誤差結(jié)果如何變化？（空氣代氧氣結(jié)果不變） 學生闡述：為了使之形成懸濁液,讓H2O2能較均勻地接觸催化劑. 液封 偏大 【思考1.是為了讓學生理解增大接觸面積能夠加快反應速率。實驗讀書誤差是存在的，但要學生學會如何誤差分析？】投影：思考2.在相同的實驗條件下,選哪一種催化劑作演示實驗好?學生闡述：土豆 速率適中 均勻 反應時間較長 溶液顏色無變化 【此題是為了便于學生觀察和理解催化劑的概念】投影：思考3.影響雙氧水分解的因素有哪些? 雙氧水是穩(wěn)定性較差的試劑,保存雙氧水

9、時要考慮的因素有哪些?學生闡述：催化劑種類,試劑的濃度,狀態(tài),反應的溫度等等雙氧水中不能混入金屬氧化物,各種臟東西 雙氧水應盛放在干凈的聚乙烯塑料瓶【此題是從 催化劑分解角度、從安全問題角度讓學生分析認識雙氧水?！客队埃褐R認識 催化劑與反應活化能。（活化分子的平均能量與所有分子的平均能量的差稱活化能）思考4.為什么使用催化劑一般能加快反應速率？請列舉為了減緩化學反應速率而使用的催化劑！學生闡述：活化分子：玻耳茲曼能量分布定律 具有活化能的分子 有效碰撞催化劑-能改變化學反應速率而本身的化學組成和質(zhì)量在反應前后保持不變。使用催化劑加快反應速率，主要是能形成中間產(chǎn)物或在催化劑表面的活性中心發(fā)生反

10、應，從而改變反應的途徑，使反應的活化能降低。催化劑不能改變反應進行的方向，不能使不可能發(fā)生的化學反應得以發(fā)生。如：橡膠制品中的防老化劑，食品中的防腐劑。鞏固與提高 投影-13分鐘1.下列關于催化劑的敘述正確的是 ( D )A. 催化劑不參加化學反應 B. 催化劑可以是原本不能發(fā)生的反應得以發(fā)生C. 催化劑只降低正反應的活化能 D.催化劑能夠增大活化分子的百分數(shù)2.某金屬氧化物A也能催化氯酸鉀的分解,且A和二氧化錳的最佳催化溫度均在500左右.于是對A和二氧化錳的催化性能進行了定量對照實驗.實驗時均以收集500mL氧氣為準.用MnO2作催化劑實驗序號KClO3質(zhì)量/gMnO2質(zhì)量/g反應溫度/待

11、測數(shù)據(jù)18.002.00500用A作催化劑實驗序號KClO3質(zhì)量/gMnO2質(zhì)量/g反應溫度/待測數(shù)據(jù)28.002.00500(1)上述實驗中的待測數(shù)據(jù)應是 收集滿500mL所需的時間 .(2)完成此研究后，他們準備寫一篇研究報告，請你替他們擬一個研究報告的題目： 探究A和MnO2 催化氯酸鉀分解性能的比較 。3下面是某研究小組研究不同催化劑對H2O2分解反應的催化效果時所得結(jié)果。催化劑（0.1g）活性炭FeCl3顆粒壯MnO2粉末狀MnO2前15s產(chǎn)生氧氣的量/mL511811前30s產(chǎn)生氧氣的量/mL8161121前60s產(chǎn)生氧氣的量/mL15242649（1）從表可以得出：活性炭 FeC

12、l3和MnO2（粉末狀）幾種催化劑中，催化效率由大到小的順序是：MnO2 FeCl3活性炭。等質(zhì)量的固體催化劑，顆粒大小對催化劑效率有何影響？ 顆粒越小，接觸面積越大，催化效果最好。（2）實驗發(fā)現(xiàn)，新鮮的動物肝臟對H2O2的分解也有顯著的催化作用，但當往溶液中加入鹽酸，或給溶液加熱時，就會失去催化能力。合理的解釋是 鹽酸或者加熱使動物肝臟中的過氧化氫酶失去了活性 （3）對FeCl3的催化作用，有人認為是Fe3+起催化作用，有人認為是Cl-起催化作用，請你設計一個實驗進行驗證。 往盛有 H2O2 的試管中滴加幾滴鹽酸（或其他含氯離子的溶液），如果分解速度加快，說明起催化作用的是氯離子；反之，起催

13、化作用的是Fe3+ （其他合理答案也可）教師板書： 不同催化劑作用下H2O2分解反應現(xiàn)象催化劑 反應現(xiàn)象反應速率/mL.s-1MnO2劇烈冒氣泡，放出大量的熱 有白煙CuO金屬催化劑均勻冒氣泡，反應較緩和，溶液呈淡藍色 有聲響Fe2O3 金屬催化劑反應較劇烈，放出大量的熱，溶液呈棕黃色土豆均勻冒氣泡,反應較緩和,溶液顏色不變課堂小結(jié)：本節(jié)課主要通過定性觀察和定量計時比較實驗，認識不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響作業(yè)布置：展望：展開你想象的翅膀，例舉我們生活如果使用了某種催化劑，生活就會更美好！ 要知燃糖變蛇的實驗，請聽下回分解！-2分鐘八、教學反思 1、傳統(tǒng)教學模式把催化劑概念強加給學生，學生對概念的理解并不深刻。本節(jié)課從探究不同催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響入手，引發(fā)并活躍學生思維，