[浙江选考·加试要求]
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1．不同的催化剂对同一反应的催化效果。
1．通过比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异，从中认识到催化剂的种类、用量等的选择对实验效果的影响。
2．认识实验方法的选择及反应条件的控制在实验研究中的重要作用，加深对化学反应条件控制的重要性的认识。
3．尝试用比较法来寻实验的最佳方案，通过实验提高处理实验数据和分析实验结果的能力。
1．催化剂和催化作用
(1)能改变化学反应速率而本身的化学组成和质量在反应前后保持不变，这种物质叫做催化剂。催化剂在反应中所起的作用叫催化作用。
(2)在化工生产中，常常加入催化剂以促进化学反应的进行。例如，硫酸工业中，由二氧化硫制三氧化硫的反应常用五氧化二钒作催化剂；氮气与氢气合成氨的反应，使用的是以铁为主体的多成分催化剂；生物体内的化学反应也与催化剂有着密切的关系，生物体内的各种酶具有催化活性，是生物催化剂。
(3)催化剂只能加快反应的速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。在可逆反应中，催化剂只能缩短反应达到平衡的时间，而不能使化学平衡发生移动。
(4)催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。
2．催化剂与反应活化能
(1)催化剂虽然在反应前后的质量和化学性质没有发生变化，但有些催化剂却参与了化学变化过程，在参与反应的过程中其化学性质和质量均发生改变，即反应过程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。
(2)分子或离子间的碰撞是发生化学反应的先决条件，但不是每次碰撞都会引发反应。能够引起反应的分子(或离子)间的相互碰撞叫做有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。活化分子具有较高的能量，因此活化分子所占分数的大小决定了反应速率的快慢。活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为活化能。
(3)催化剂有一定的活化温度，在这个温度范围内使用，催化剂的活性最高。
(4)使用催化剂能增大化学反应速率的机理主要是形成中间产物，或在催化剂表面的活性中心发生反应，从而改变反应的途径，使反应的活化能降低。
3．过氧化氢分解的影响因素
过氧化氢(H2隐框窗O2)，俗称双氧水，不稳定，易分解。溶液的酸碱性对H2O2的稳定性有较大的影响，如在碱性溶液中，H2O2分解较快。另外，H2O2见光、遇热、遇到大多数金属氧
化物分解也会加速。在催化剂存在下，H2O2迅速分解，反应方程式为2H2O2===2H2O_＋O2↑。通常选用MnO2作催化剂，MnO2的用量以及颗粒直径大小均会影响H2O2分解的速率。除MnO2外，还可用CuO、Fe2O3等作H2O2分解的催化剂。
[器材与原理]
相关器材
托盘天平、药匙、锥形瓶、双孔橡胶塞、导管、橡胶管、螺旋夹、水槽、量筒、计时器、分液漏斗。
相关原理
(1)确定判断依据——单位时间内氧气产生的量
(2)设计反应实验装置——测定单位时间产生氧气的体积(量气装置)
(如果实验条件允许有电子天平的话，可以测定单位时间产生氧气的质量，可能会更简单)
[实验与拓展]
实验流程
1．取四支试管，分别加入5 mL 10%的过氧化氢溶液。
2．分别进行如下实验
(1)向第一支试管中伸入带火星的檀香，观察现象。
(2)给第二支试管加热后伸入带火星的檀香，观察现象。
(3)向第三支试管中滴加几滴饱和硫酸铜溶液，振荡一会儿后， 伸入带火星的檀香，观察现象。
(4)向第四支试管中将二氧化锰从饮料管中倒入，伸入带火星的檀香，观察现象。
实验编号 | 现象 | 原因与结论 |
1 | 几乎没有气泡产生，檀香不复燃 | 常温几乎不分解 |
2 | 有气泡产生，檀香不复燃 | 加热后分解速率加快，但氧气量不大 |
3 | 有气泡产生，檀香不复燃 | 硫酸铜溶液能加快反应速率，但氧气量不大 |
4 | 有大量气泡产生，檀香复燃 | 二氧化锰能加快反应速率且氧气量大 |
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实验改进
(1)带火星的木条易熄灭，用檀香代替木条有利于课堂演示实验的持续操作，减少实验操作所需时间。
(2)过氧化氢溶液常温分解无法看到明显现象，不足以说明它能分解，时间也不易掌握；给过氧化氢溶液加热实验的补充既说明过氧化氢能分解，又说明条件的改变对反应速率的影响。
(3)直接用药匙把二氧化锰加入试管，试管内壁易粘上二氧化锰粉末，影响实验现象的观察并浪费药品；采用先用药匙把二氧化锰放在软饮料吸管的一头，另一头插入试管中再竖直软饮料吸管把二氧化锰加入试管的操作方法。这一改进有利于实验现象的观察并得到较好的实验效果。
(4)用10%的过氧化氢溶液代替虹吸式咖啡壶5%的过氧化氢溶液使实验现象更明显。
(5)实验2与实验3、4的对比能说明化学反应速率与是否加入催化剂有关，从而引出催化剂的概念。
(6)实验3与实验4的对比既对教材中所说的“硫酸铜溶液在过氧化氢的分解中也可作催化剂”具有说服力，又能使学生了解化学反应速率的快慢与催化剂的种类有关(即催化剂的种类不同催化效果不同)。
[注意事项]
(1)为了便于比较，实验时应在同一地点、使用同一装置完成。
(2)实验装置中，分液漏斗可改用安全漏斗，以防在滴加双氧水时，由于反应较快，导致瓶内压强迅速增大而致使液体不能顺利滴下。
(3)由于实验中使用H2O2仅为5 mL，催化剂也均称取0.1 g，故锥形瓶最好用容积较小的，如100 mL锥形瓶，以免引起误差过大，也便于催化剂和H2O2充分接触。
对点集训
1．德国科学家格哈德·埃特尔对有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究催生了汽车尾气净化装置。净化装置中的催化转化器可将CO、NO、NO2等转化为无害的物质。下列有关说法不正确的是( )
A．催化转化器中的铂催化剂可加快CO的氧化
制备乙酸乙酯的装置
B．铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果
C．在铂催化下，NO牵引带、NO2可被CO还原成N2
D．使用铂催化剂，可以提高碳氢化合物被氧化的转化率
解析：选D 在铂催化剂的作用下，NO、NO豆渣搅拌机2将CO氧化为CO2，A 项正确；将铂表面做成蜂窝状，增大了反应物的接触面积，有利于提高催化效果，B项正确；NO、NO2变成N2，氮元素的化合价降低，被还原，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率而不能改变化学反应限度(即不能使化学平衡发生移动)，D项错误。
2．下列关于催化剂的说法，正确的是( )
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂能改变化学反应速率
C．任何化学反应，都需要催化剂
D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂
解析：选B 在电解水时，加少量NaOH，可增大水中离子浓度，增强水的导电性，NaOH并没有改变反应机理，故不是催化剂。另外，有些反应是不需要催化剂的，如中和反应等。
3．对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，下列措施不能增大其分解速率的是( )
A．向反应体系中加水
B．升高H2O2溶液的温度
C．向H2O2溶液中加入少量MnO2
D．向H2O2溶液中加入一定浓度FeCl3溶液
解析：选A 升高温度增大分解速率，MnO2、Fe3＋对H2O2分解起催化作用，加入粉末冶金轴承MnO2、FeCl3可加大分解速率，加水稀释H2O2浓度减小，分解速率减小。
4．比较MnO2和CuO对H2O2分解反应的催化能力大小的实验中，若催化剂的质量均控制在0.1 g,6%的H2O2溶液均取5 mL，可选择的实验装置是( )
解析：选D A、B中长颈漏斗插入过短，容易造成气体逸出；C中的量筒体积太小。
5．臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。
(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是____________和____________(填分子式)。
(2)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：
O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。
| 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
20 | 301 | 231 | 169 | 58 |
30 | 158 | 108 | 48 | 15 |
50 | 31 | 26 | 15 | 7 |
| | | | |
①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。
②在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________mol·L－1·min－1。
③据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。
a．40 ℃、pH＝3.0
b．10 ℃、pH＝4.0
c．30 ℃、pH＝7.0
解析：(1)O3氧化KI，I－转化为I2，O3生成O2。(2)①由题意知，pH增大，分解速率增大，OH－起催化作用。②根据v＝求解。③由表推断知，pH为7.0时，对O3的分解速率影响最大，当pH为3.0、4.0时 ，温度影响较大，综上可知，分解速率最快的为c，其次为a，最慢的是b。
答案：(1)I2 O2
(2)①OH－ ②1.00×10－4 ③b、a、c
拓展实验
过氧化氢酶催化作用的探究
1．实验操作
(1)观察过氧化氢酶的催化作用
①取试管2支，向1支试管中加入3% H2O2溶液5 mL，另一支加入蒸馏水5 mL作对照。
②将动物肝切成每边长约0.5 cm的方块，用镊子夹取，放进两支试管中，观察现象。试管1内有大量气体产生，由于产生的气体是氧气，故可将点燃的檀香插入管内，通过檀香复燃来证明。
(2)观察不同pH所引起的酶的活性差异
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