探究不同催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響

1、課題：探究不同催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)實驗教科書實驗化學(xué)選修課題名稱：§42催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響二、    設(shè)計思想 （一）教學(xué)指導(dǎo)思想、設(shè)計理念應(yīng)讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，一切教學(xué)活動都必須從學(xué)生出發(fā)，知識建構(gòu)理論認(rèn)為：每個學(xué)生都在積極主動的建構(gòu)自我的知識體系?；诖耍诒竟?jié)教學(xué)中我以學(xué)生的求知要求為主線，追求教師和學(xué)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(dǎo)合作探究。在探究教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的實際差異，提出不同的探究

2、目標(biāo)。最后利用學(xué)生集思廣益、思維互補、各抒己見的特點，使問題更清楚準(zhǔn)確。因此作為教學(xué)的組織者、引領(lǐng)者的教師，要設(shè)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(shè)計，能使學(xué)生主動的探索，充分調(diào)動了學(xué)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(xué)法的基本觀點，整體思路為：情境創(chuàng)設(shè)問題探索交流反饋形成結(jié)論并達成共識應(yīng)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(shè)計，采取設(shè)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(yīng)速率的影響。其次為了定量描述反應(yīng)速率的大小，提出了定量記時比較法，為深入學(xué)習(xí)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響做了豐富的準(zhǔn)備

3、。（三）學(xué)情分析1、學(xué)生經(jīng)過化學(xué)必修2的學(xué)習(xí)，化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素已經(jīng)比較熟悉，但是對從定量的角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率，卻很少思考。2、另外學(xué)生對化學(xué)現(xiàn)象的觀察比較熟悉，但定量記時比較法在化學(xué)實驗中的應(yīng)用還比較陌生。三、 教學(xué)目標(biāo) （一）知識與能力：1.探究不同催化劑對同一反應(yīng)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(rèn)識催化劑、有效碰撞、活化能等理論。2.提高學(xué)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(yīng)速率影響。（二）過程與方法：1.先定性、定量實驗，后讓學(xué)生更深的認(rèn)識催化劑概念。2. 要讓學(xué)生在化學(xué)實驗的探究中，體會“定量記時比較法”的

4、實際應(yīng)用3. 要培養(yǎng)學(xué)生把化學(xué)知識與日常化工生產(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(xué)生的抽象概括能力、形成規(guī)律性認(rèn)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(yīng)速率的影響分析，體會事物內(nèi)外因關(guān)系和質(zhì)變與量變辯證關(guān)系。2.讓學(xué)生關(guān)注與催化劑有關(guān)的日?，F(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增強學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。四、 教學(xué)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(rèn)識不同催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響五、 教學(xué)難點   正確理解催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，定量記時比較法在化學(xué)實

5、驗中的應(yīng)用六、 突破教學(xué)重難點的方法1、組織學(xué)生設(shè)計實驗探究：不同催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響？學(xué)生可以設(shè)計出多種實驗方案，教師需要引導(dǎo)學(xué)生討論出哪一種情況下的實驗是最為科學(xué)合理，突顯化學(xué)教學(xué)的育人價值，并由此幫助學(xué)生建立催化劑的概念。 2、定量記時比較法是解決化學(xué)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(xué)生對定量記時比較法是解決化學(xué)問題方法的理解。七、 教學(xué)過程 教師： 當(dāng)我走近教室，看到的是同學(xué)們的朝氣和活力！起立?。▌?chuàng)造學(xué)習(xí)氛圍、調(diào)動學(xué)生聽課的興奮點）投影引入：同學(xué)們先看圖1淀粉在唾液淀粉酶的催化下水解生化反應(yīng)、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(xué)生：安靜看-2分鐘教師： 催化劑就像“點石成金”的魔術(shù)棒，能夠增大化學(xué)反應(yīng)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(yīng)速率的影響，經(jīng)過定性和定量實驗，希望同學(xué)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(dǎo)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(xué)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(yīng)的現(xiàn)象。（四位同學(xué)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(yīng)現(xiàn)象催化劑 反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)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(xué)生： （2）搭好實驗裝置.（學(xué)生討論設(shè)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(yīng)的時間t和相應(yīng)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(xué)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(xué)生理解增大接觸面積能夠加快反應(yīng)速率。實驗讀書誤差是存在的，但要學(xué)生學(xué)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(xué)生闡述：土豆 速率適中 均勻 反應(yīng)時間較長 溶液顏色無變化 【此題是為了便于學(xué)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(xué)生闡述：催化劑種類,試劑的濃度,狀態(tài),反應(yīng)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(yīng)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(xué)生分析認(rèn)識雙氧水?！客队埃褐R認(rèn)識 催化劑與反應(yīng)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(yīng)速率？請列舉為了減緩化學(xué)反應(yīng)速率而使用的催化劑！學(xué)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(xué)反應(yīng)速率而本身的化學(xué)組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變。使用催化劑加快反應(yīng)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(yīng)，從而改變反應(yīng)的途徑，使反應(yīng)的活化能降低。催化劑不能改變反應(yīng)進行的方向，不能使不可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(guān)于催化劑的敘述正確的是 ( D )A. 催化劑不參加化學(xué)反應(yīng) B. 催化劑可以是原本不能發(fā)生的反應(yīng)得以發(fā)生C. 催化劑只降低正反應(yīng)的活化能 D.催化劑能夠增大活化分子的百分?jǐn)?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(zhǔn).用MnO2作催化劑實驗序號KClO3質(zhì)量/gMnO2質(zhì)量/g反應(yīng)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(yīng)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(yīng)是 收集滿500mL所需的時間 .(2)完成此研究后，他們準(zhǔn)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(yīng)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(dāng)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(rèn)為是Fe3+起催化作用，有人認(rèn)為是Cl-起催化作用，請你設(shè)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(yīng)現(xiàn)象催化劑 反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)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(yīng)較緩和，溶液呈淡藍(lán)色 有聲響Fe2O3 金屬催化劑反應(yīng)較劇烈，放出大量的熱，溶液呈棕黃色土豆均勻冒氣泡,反應(yīng)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(rèn)識不同催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)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(xué)反思 1、傳統(tǒng)教學(xué)模式把催化劑概念強加給學(xué)生，學(xué)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(yīng)速率的影響入手，引發(fā)并活躍學(xué)生思維，