高中化学专题4化学反应条件的控制4.2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响.pptx

课题2催化剂对过氧化氢分解反应速率影响

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一、催化剂作用

在化工生产中,经常加入催化剂以促进化学反应进行。比如,硫

酸工业中,由二氧化硫制三氧化硫反应惯用五氧化二钒作催化剂;

氮气与氢气合成氨反应,使用是以铁为主体多成份催化剂。生物体

内化学反应也与催化剂有着亲密关系,生物体内各种酶含有催化活

性,是生物催化剂。

二、催化剂与反应活化能

分子或离子间碰撞是发生化学反应先决条件,但不是每次碰撞都

会引发反应。能够引发反应分子(或离子)间相互碰撞叫做有效碰

撞,能够发生有效碰撞分子叫做活化分子。活化分子含有较高能量,

所以活化分子所占分数大小决定反应速率快慢。活化分子平均能

量与全部分子平均能量差称为活化能。

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催化剂能使反应活化能降低(如图分别代表有、无催化剂时正反

应活化能),使得含有平均能量反应物分子只要吸收较少能量就能

变成活化分子,活化分子所占分数增大,能够成千上万倍地加紧反

应速率。注意,催化剂能增大化学反应速率,不过它不能改变反应

进行方向,也不能使那些不可能发生化学反应得以发生。

催化剂降低反应活化能示意图

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三、过氧化氢分解影响原因

过氧化氢(H2O2)溶液,俗称双氧水,不稳定,易分解。溶液酸碱性

对H2O2稳定性有较大影响,如在碱性溶液中,H2O2分解较快。另

外,H2O2见光、遇热、碰到大多数金属氧化物分解也会加速。在催

化剂存在下,H2O2快速分解:2H2O22H2O+O2↑。

通常选取MnO2作催化剂,MnO2用量以及颗粒直径大小均会影响

H2O2分解速率。除MnO2外,还可用CuO、Fe2O3等作H2O2分解催化

剂。

判断H2O2分解速率大小,能够经过观察比较H2O2溶液中析出气泡

快慢程度,或测定单位时间内H2O2分解放出O2体积。

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保留H2O2溶液时要注意什么问题?

提醒过氧化氢是稳定性较差试剂,保留过氧化氢时要考虑原因较

多。如从催化分解这个角度考虑,因为很多物质会催化分解过氧化

氢,如过氧化氢中不能混入金属氧化物等。另外,从安全角度考虑,

易分解产生气体试剂不宜放在密封玻璃瓶中,过氧化氢通常盛放在

洁净聚乙烯塑料瓶中。

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知识点

影响反应速率原因试验设计

【例题】某化学兴趣小组研究过氧化氢分解时,设计了以下三

组试验,每一小组取若干支试管分别加入相同体积5%过氧化氢,在

试验室观察只有极少许气泡产生。

(1)过氧化氢发生分解化学方程式为。

(2)依据下表中其它试验操作各试验现象填写试验结论:

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知识点

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知识点

解析认真对比每组内两个试验在条件控制上不一样,即可得出

结论。

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知识点

【针对训练1-1】对于反应2H2O22H2O+O2↑,以下办法不能增大

其分解速率是()

A.向反应体系中加水

B.升高H2O2溶液温度

C.向H2O2溶液中加入少许MnO2

D.向H2O2溶液中加入一定浓度FeCl3溶液

答案A

【针对训练1-2】以下条件一定能使化学反应速率增大是()

①增加反应物②升高温度③缩小反应容器体积④加入生

成物⑤加入MnO2

A.①②③④⑤B.①②⑤C.②D.②③

答案C

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