2.3制取氧气(第三课时）讲义--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

2025-2026学年人教版九年级化学 《第二单元课题3制取氧气(第三课时）》精品讲义 ( 一． 学习 目标 1.明确催化剂的概念，理解其 “ 一变两不变 ” 的特点，能结合实例说明催化作用。 2.掌握分解反应的定义与 “ 一变多 ” 的特征，能准确区分分解反应与其他基本反应类型。 3.学会多功能瓶在收集气体（排空气法、排水法）、测量气体体积等场景的使用方法，能根据气体性质判断导管进出方向。 4.通过实验分析与问题探究，提升归纳总结和应用化学知识解决实际问题的能力。 ) ( 二 ．重点难点 1.重点： （1）催化剂的概念及特点； （2）分解反应的判断； （3）多功能瓶收集气体的导管方向选择。 2.难点： （1）对催化剂 “ 化学性质不变 ”“ 不改变生成物质量 ” 的理解； （2）多功能瓶在不同实验目的下的使用原理。 ) ( 三 ． 课前预习 阅读教材，完成下列问题： 1.   在化学反应里能______其他物质的反应速率，而本身的______和______在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂，其在反应中起______作用。 2.   由______反应物生成______或______其他物质的反应，叫作分解反应，其反应特点可概括为 “ ______ ” 。 3.   过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为______，从反应类型看属于______反应。 4.   用多功能瓶采用排空气法收集气体时，若气体密度比空气大，应从______（填 “ 长导管 ” 或 “ 短导管 ” ）通入；若采用排水法收集，气体应从______（填 “ 长导管 ” 或 “ 短导管 ” ）通入。 ) 四．课堂探秘 （一）催化剂及其作用 1. 实验探究二氧化锰分解过氧化氢制氧气的反应中的作用 （1）在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。 （2）向上述试管中加入0.5g二氧化锰，把带有火星的木条插入试管，观察现象(如图)。 （3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。 （4）过滤反应结束后的混合物，将滤渣二氧化锰洗涤，干燥，再称量。 问1：在实验（1）和实验（2）中木条是否复燃？发生这种现象的原因可能是什么？ 编号 现象 分析 （1） 有极少量气泡冒出，带火星木条不复燃。 常温下过氧化氢溶液分解得很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。 （2） 加入二氧化锰后，有大量气泡冒出，带火星木条复燃。 二氧化锰加快了过氧化氢溶液分解，放出的氧气多，能使带火星的木条复燃。 问2：在实验（3）的重复实验中，反应后二氧化锰有无变化？ 编号 现象 分析 （3） 重新加入过氧化氢，带火星的木条又复燃 二氧化锰质量没有减少，且仍能加快过氧化氢溶液分解出氧气。因此二氧化锰并没有变化。 （4） 二氧化锰质量仍是0.5g 综上分析：二氧化锰能加快过氧化氢分解氧气的速率，且二氧化锰本身化学性质和质量未见变化。 2. 催化剂及其催化作用 （1）定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 （3）特点：一变二不变：改变化学反应速率（包括加快和减慢),本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化. （4）强调: ①催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。 ②一个化学反应的催化剂不一定只有一种，如硫酸铜溶液等也能做过氧化氢分解的催化剂 。 ③二氧化锰并不是在任何情况下都做催化剂. ④催化剂的化学性质在反应前后都没有发生变化，但物理性质可能发生改变。 ⑤一种催化剂可能催化多个化学反应，一个化学反应可能有多种催化剂。 （5）如何验证a物质是某个化学反应的催化剂？ ①验证a物质反应前后质量是否改变 . ②验证a物质反应前后化学性质是否改变. 3.催化剂在工业生产中有重要作用及其应用实例 催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。 (1)合成氨工业 ①核心反应：氮气（N₂）与氢气（H₂）在高温高压下合成氨气（NH₃），氨气是制造氮肥（如碳酸氢铵、尿素）的关键原料。 ②催化剂作用：使用铁触媒（主要成分为Fe₃O₄，含少量K₂O、Al₂O₃等助催化剂），可将反应温度从无催化剂时的上千摄氏度降至500℃左右，同时大幅加快反应速率，使氨的工业化生产成为可能，直接支撑全球粮食增产。 (2)硫酸工业 ①核心反应：二氧化硫（SO₂）氧化为三氧化硫（SO₃），三氧化硫再与水反应生成硫酸（H₂SO₄），硫酸是工业“三酸”之一，广泛用于制造化肥、农药、炸药等。 ② 催化剂作用：使用五氧化二钒（V₂O₅） 作为催化剂，可将SO₂的氧化率提升至98%以上，同时降低反应所需温度（从400-500℃即可高效反应），避免高温下设备腐蚀和能量浪费，是现代硫酸工业的核心技术。 (3)汽车尾气处理 ①核心反应：将汽车尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOₓ）等有毒气体转化为无毒的二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）和水（H₂O）。 ②催化剂作用：使用铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh） 等金属组成的三元催化剂，能在汽车排气管的常温至高温环境下，快速催化CO与NOₓ反应，有效减少空气污染，是符合尾气排放标准（如国六）的必备组件。 科学•技术•社会 催化剂的作用 催化剂在化工生产中具有重要作用，大多数化工生产都有催化剂参与。例如，在合成氨工业中，即使在高温、高压下，氮气与氢气的化合反应仍然进行得十分缓慢，而以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应。人类利用氮气和氢气合成氨，再生产含氮化肥， 显著提高了农作物产量，有效保证了粮食安全。石油炼制过程需要使用高效催化剂生产汽油、煤油及其他石油化工产品。我国石油化工专家、2007年度国家最高科学。技术奖获得者闵恩泽院士(如图)，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。 （二）分解反应 ( 分解反应：只强调 反应物 是 一种 ) 1.定义：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应，叫做分解反应。 2.特点：一变多 3.表达式：AB=A+B或 AB…→A+B+… 4.分解反应属于化学反应的四种基本类型之一 5.判断标准：反应物只有一种；生成物是两种或两种以上物质发生的反应。 6.分解反应与化合反应的对比区分 分解反应与化合反应的核心区别在于反应物和生成物的种类数量，具体对比如下： （1）化合反应：由两种或两种以上的物质，生成一种新物质的反应。关键特征：“多变一”，反应后物质种类减少，只有一种产物。 （2）分解反应：由一种物质，生成两种或两种以上新物质的反应。关键特征：“一变多”，反应后物质种类增多，只有一种反应物。 例.下列反应属于分解反应还是化合反应？ ①石蜡＋氧气 二氧化碳＋水 ②高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 ③铁＋氧气 四氧化三铁 7.分解反应与氧化反应的区别和联系 分解反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是分解反应。 （三）多功能瓶 如图装置，在初中化学中称做“多功能瓶”或“万能瓶”，在化学实验中经常使用到。 1. 排空气法：气体密度大于空气，长进短出；气体密度小于空气，短进长出。 2. 排水法：先在集气瓶装满水，全部气体短进长出，在长管出放一个量筒，能够测量收集到气体的体积。 3. 除杂、洗气、干燥等功能，气体全部长进短出。 （四）经典例题 例1.用过氧化氢溶液制取氧气时，加入二氧化锰，其结果是（ ） A. 反应速率加快，生成氧气的量不变 B. 反应速率加快，生成氧气的量增加 C. 反应速率不变，生成氧气的量不变 D. 反应速率不变，生成氧气的量增加 例2.下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快反应速率 B. 催化剂在反应前后质量和性质都不变 C. 没有催化剂，过氧化氢就不能分解 D. 同一个化学反应可以有多种催化剂 例3.下列反应属于分解反应的是（ ） A. 氢气 + 氧气→水 B. 水→氢气 + 氧气 C. 二氧化碳 + 氢氧化钙→碳酸钙 + 水 D. 铁 + 氧气→四氧化三铁 例4.实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，忘记加入二氧化锰，则（ ） A. 不能产生氧气 B. 产生氧气的速率慢 C. 产生氧气的总质量减少 D. 也能迅速产生氧气 例5.下列关于催化剂的说法错误的是（ ） A. 化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变 B. 催化剂可以提高某些化学反应的速率 C. 催化剂可以降低某些化学反应的速率 D. 任何化学反应都需要催化剂 例6.在学习了催化剂和分解反应后，同学们对过氧化氢分解制氧气实验展开研究，以下是相关问题： （1）过氧化氢在常温下分解缓慢，加入二氧化锰后，分解速率明显加快，这说明二氧化锰在该反应中起到了______作用，它______（填“是”或“不是”）反应物。 （2）下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快化学反应速率 B. 催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C. 同一个化学反应可以有多种催化剂 D. 没有催化剂化学反应就不能发生 （3）过氧化氢分解的文字表达式为：过氧化氢→（二氧化锰）水 + 氧气，该反应属于______反应（填基本反应类型），其特点是______。 （4）小明同学认为红砖粉末也可能像二氧化锰一样对过氧化氢分解有催化作用，于是他进行了如下实验：在A、B两支试管中分别加入等体积等浓度的过氧化氢溶液，向A试管中加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体通入水中比较产生气泡的快慢，发现A试管中反应较快。他接着还应进行的实验操作是______，目的是______。 （5）若要证明红砖粉末是该反应的催化剂，还需要验证红砖粉末在反应前后的____不变。 五．课堂检测 1.下列变化属于分解反应的是（ ） A. 从空气中分离出氧气 B. 硫在氧气中燃烧 C. 加热高锰酸钾制取氧气 D. 蜡烛在空气中燃烧 2.二氧化锰在过氧化氢分解制氧气的反应中，所起的作用是（ ） A. 增加氧气的产量 B. 提高氧气的纯度 C. 起催化作用，加快反应速率 D. 干燥生成的氧气 3.下列说法正确的是（ ） A. 分解反应的反应物一定是化合物 B. 化合反应的反应物一定是单质 C. 有氧气参加的反应一定是化合反应 D. 生成两种物质的反应一定是分解反应 4.下列反应不属于分解反应，也不属于化合反应的是（ ） A. 碳酸钙→氧化钙 + 二氧化碳 B. 铁 + 氧气→四氧化三铁 C. 甲烷 + 氧气→二氧化碳 + 水 D. 过氧化氢→水 + 氧气 5.用过氧化氢制取氧气时，若忘记加二氧化锰，其结果是（ ） A. 不放出氧气 B. 放出氧气速率慢 C. 放出氧气总量会减少 D. 放出的氧气不纯 6.关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快化学反应速率 B. 催化剂在化学反应前后其质量和化学性质不变 C. 催化剂可增加生成物的量 D. 所有化学反应都需要催化剂 7.随着科技发展，一些新的催化剂材料被不断研发。某科研小组发现一种新型材料对过氧化氢分解也有催化作用，以下是相关问题： （1）在过氧化氢分解实验中，若忘记加入二氧化锰，会导致（ ） A. 不产生氧气 B. 产生氧气的速率变慢 C. 产生氧气的质量减少 D. 产生氧气的速率加快 （2）关于分解反应，下列说法正确的是（ ） A. 分解反应一定有单质生成 B. 分解反应的反应物一定只有一种 C. 工业上分离液态空气制取氧气属于分解反应 D. 分解反应一定是氧化反应 （3）新型材料作为催化剂时，在过氧化氢分解前后，其质量和______都不发生改变，它能改变过氧化氢分解的______。 （4）过氧化氢分解制氧气时，用向上排空气法收集氧气的原因是______，验满的方法是______。 （5）写出另一个属于分解反应的例子（用文字表达式表示）：______。 六．课后作业 （一）完成知识清单 1.在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，会观察到有______产生，且带火星的木条______，说明二氧化锰能______过氧化氢的分解速率。 2.待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，又会产生大量气泡，这表明二氧化锰在反应前后化学性质______（填“改变”或“不变”）。 3.实验后，将试管中的物质过滤，将所得的固体洗净、干燥、称量，发现所得固体的质量与反应前加入试管中的二氧化锰的质量______（填“相等”或“不相等”），说明二氧化锰在反应前后质量______（填“改变”或“不变”） 。 4.在化学反应里能______其他物质的化学反应速率，而本身的______和______在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。 5.催化剂在化学反应中所起的作用叫______。 6.催化剂的特点可以概括为“一变两不变”，“一变”指的是______，“两不变”指的是______和______。 7.不同的化学反应有______的催化剂，同一化学反应也可能有______催化剂。 8.催化剂只能改变化学反应的______，不能改变化学反应的______。 9.由______反应物生成______或______其他物质的反应，叫做分解反应。 10.分解反应的特点是______，其反应通式可表示为______。 11.多功能瓶用排空气法收集气体时，密度比空气大的气体采用“__________________”原则，密度比空气小的气体采用“________________”原则。 （二）强化训练 一．选择题 1.2025年，海南大学团队研发新型催化体系，在温和条件下将甲烷转化为甲醇，催化剂的作用与实验室用双氧水制氧气时二氧化锰的作用相似。下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 能增加生成物的质量 B. 只能加快化学反应速率 C. 反应前后自身的质量和化学性质不变 D. 没有催化剂，反应一定不能发生 2.2025年9.3阅兵中，装备方队的动力系统离不开高效能源转化。实验室制取氧气的反应中，属于分解反应的是（ ） A. 蜡烛+氧气二氧化碳+水 B. 过氧化氢水+氧气 C. 铁+氧气四氧化三铁 D. 木炭+氧气二氧化碳 3.清华团队破解固态电池难题，研发中涉及气体制备与收集。用双氧水制氧气后，若用多功能瓶收集氧气（瓶内为空气），气体应从导管（ ）通入 A. 长管A B. 短管B C. 均可 D. 无法确定 4、如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气．下列现象正确的是（　　） A．气球缩小，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移 C．气球不变，红墨水右移 D．气球胀大，红墨水左移 5.阅兵式上“白刃格斗英雄连”的刺刀见证历史，化学实验中催化剂也如“利刃”般加速反应。关于双氧水制氧气中二氧化锰的催化作用，下列说法错误的是（ ） A. 二氧化锰能降低反应的活化能 B. 反应后二氧化锰的物理性质可能改变 C. 加入二氧化锰后，双氧水分解的速率一定加快 D. 二氧化锰可重复使用 6.“犁”是阅兵连队的“传家宝”，象征耕耘与收获，化学中反应类型的判断也需“精准耕耘”。下列反应与双氧水制氧气的反应类型相同的是（ ） A. 水氢气+氧气 B. 镁+盐酸→氯化镁+氢气 C. 二氧化碳+水→碳酸 D. 氢氧化钠+盐酸→氯化钠+水 7.医院给病人输氧时用到类似下图的装置 关于该装置，下列说法不正确的是 （ ） A．b导管连接供给氧气的钢瓶 B．b导管连接病人吸氧气的塑料管 C．使用该装置来观测是否有氧气输出 D．使用该装置用来观测氧气输出的速率 8.电解水制氢技术突破中，需收集氢气并与氧气分离。用多功能瓶同时实现排水法收集氢气和测量体积，操作正确的是（ ） A. 瓶内装满水，氢气从长管进，水从短管出 B. 瓶内装满水，氢气从短管进，水从长管出 C. 瓶内不装水，氢气从长管进，空气从短管出 D. 瓶内不装水，氢气从短管进，空气从长管出 9.“战旗如火，高擎胜战火炬”，催化剂如“火炬”般激活反应。实验室用双氧水制氧气时，加入催化剂后（ ） A. 反应的本质发生改变 B. 反应产生的氧气更纯净 C. 单位时间内产生氧气的量增多 D. 双氧水完全分解所需时间变长 10.使用如图所示装置进行实验，开始前气球沉在烧杯底部，过一会儿气球悬浮在烧杯内。下列对气球内充的气体的分析中不正确的是（　　） A．气体密度比氧气密度小 B．气体密度不可能比空气密度大 C．该气体可能是氧气 D．该气体可能是空气 11.用“W”形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触，下列说法错误的是（　 　） A. 过氧化氢溶液遇到二氧化锰，可以增加产生氧气的质量 B. 若a处粉末是红磷，则能看到玻璃管中产生白烟 C. 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 D. 若a处粉末是硫粉，则能看到明亮的蓝紫色火焰 12.“落红不是无情物，化作春泥更护花”，自然界的物质转化常需催化剂参与。下列关于分解反应和催化剂的说法，正确的是（ ） A. 所有分解反应都需要催化剂 B. 催化剂只能用于分解反应 C. 分解反应的反应物一定是化合物 D. 催化剂的质量在反应后会减少 13.阅兵装备的环保升级依赖清洁能源技术，实验室用双氧水制氧气后，需用多功能瓶收集并验满。下列说法正确的是（ ） A. 排水法收集时，观察到瓶内水排尽即验满 B. 向上排空气法（长管进）收集时，在短管口验满 C. 向下排空气法收集氧气，在长管口验满 D. 验满时，带火星木条伸入瓶内 14．下列图象能正确反映对应变化关系的是（　　） A. B. C. D. A．在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液 B．在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰 C．用酒精灯加热一定量高锰酸钾固体 D．加热高锰酸钾固体至质量不再减轻 15.下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A.①③ B．①②③⑥ C．①⑤⑥ D．①②③④ 二．非选择题 16．过氧化氢(H2O2)溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气。回答下列问题。 (1)组装好A装置后，用止水夹将胶皮管夹住，然后通过长颈漏斗向锥形瓶中加入水，观察到水没过长颈漏斗下端，且长颈漏斗中形成一段稳定液柱，该操作的目的是________________________________________________________________________。 (2)实验中通过长颈漏斗加入的物质是________，锥形瓶中应放入的物质是____________。 (3)该反应的文字表达式为____________________________；要收集一瓶纯净的氧气，最好选择的收集装置是________(填字母)；应将收集满氧气的集气瓶________放在桌面上。 (4) 小红用家里的小针筒和废药瓶组装成一套微型装置替代装置A，得到老师的表扬，用该装置做实验的优点是________(填序号)。 ①节约药品用量 ②能完全消除废液排放 ③能控制液体的滴加速率 ④产生的气体不含任何杂质 17．资料显示，将新制的5%的过氧化氢溶液加热到80 ℃时，才有较多氧气产生，而相同质量5%的过氧化氢溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速率快，所需时间短。 (1)小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中带火星的木条未复燃的原因是___________________________________。 (2)小柯利用催化剂使过氧化氢溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误：_____________________________________________。 (3)采用相同质量5%的过氧化氢溶液，图丁中虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线(假定两种方法中过氧化氢均完全分解) 19.实验探究一：探究红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，催化效果如何？ 探究小组据此设计了如下探究方案。 【实验探究】请你将以下实验探究内容补充完整。 实验步骤 实验现象 实验结论及解释 步骤I 试A中无明现象；试管B中产生大量能使带火星木条复燃的气体 。 ①产生的气体是氧气 ②红砖粉末可以改变过氧化氢分解速率 步骤Ⅱ．向试管B中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 ①试管B的现象与步骤Ⅰ中的现象相同； ②滤渣质量等于ag 红砖粉末的产生大量能使带火星木条复燃的气体 质量和化学性质 在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂 步骤Ⅲ 两试管中均产生气泡且C中产生气泡较慢 红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好 【拓展应用】探究小组利用以下仪器进一步验证“CuSO4溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用”，请回答：铁与过氧化氢溶液中的氧气和水反应生成了铁锈 （1）写出仪器C的名称： 烧杯。 （2）从方便取用液体并节约试剂的角度考虑，该探究小组最好选用以上所示仪器中的A （填字母）。 实验探究二：探究过氧化氢分解的影响因素。 探究小组使用压强传感器等设备，检测不同温度下过氧化氢分解时气体压强的变化。经过实验、数据处理等，获得如图所示的压强时间变化曲线。 由此可知，过氧化氢的分解速率与温度之间的关系是温度越高，过氧化氢的分解速率越快 。 19.某化学兴趣小组以2025年9.3阅兵中装备动力系统的催化技术为灵感，探究过氧化氢制取氧气的实验。请结合下图回答问题： （1）实验室用装置A制取氧气，锥形瓶中放入的催化剂是______，它在反应中能______（填“加快”或“减慢”）反应速率，且反应前后自身的______和化学性质不变。 （2）该反应属于______反应（填“分解”“化合”“置换”或“复分解”），判断依据是______。 （3）若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置是______（填字母）。 （4）2025年我国研发的新型航天催化剂，其作用与实验中催化剂类似。关于催化剂，下列说法正确的是______（填字母）。 A.能增加氧气的产量 B.只能用于过氧化氢分解反应 C.反应后催化剂的物理性质可能改变 (5)若用多功能瓶（瓶内为空气）收集氧气，气体应从______（填“长管”或“短管”）通入，因为氧气的密度______空气。 (6)阅兵装备的高效运转离不开精准的化学反应控制，该实验中能控制反应速率的仪器是______。 (7)从“宝剑锋从磨砺出”领悟到实验中催化剂的作用，下列对比实验能说明催化剂加快反应速率的是______（填字母）。 A. 加热过氧化氢溶液和加入二氧化锰的过氧化氢溶液，同时观察现象 B. 向两份相同的过氧化氢溶液中，一份加二氧化锰，一份加等量水，同时观察现象 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年人教版九年级化学 《第二单元课题3制取氧气(第三课时）》精品讲义 ( 一． 学习 目标 1.明确催化剂的概念，理解其 “ 一变两不变 ” 的特点，能结合实例说明催化作用。 2.掌握分解反应的定义与 “ 一变多 ” 的特征，能准确区分分解反应与其他基本反应类型。 3.学会多功能瓶在收集气体（排空气法、排水法）、测量气体体积等场景的使用方法，能根据气体性质判断导管进出方向。 4.通过实验分析与问题探究，提升归纳总结和应用化学知识解决实际问题的能力。 ) ( 二 ．重点难点 1.重点： （1）催化剂的概念及特点； （2）分解反应的判断； （3）多功能瓶收集气体的导管方向选择。 2.难点： （1）对催化剂 “ 化学性质不变 ”“ 不改变生成物质量 ” 的理解； （2）多功能瓶在不同实验目的下的使用原理。 ) ( 三 ． 课前预习 阅读教材，完成下列问题： 1.   在化学反应里能______其他物质的反应速率，而本身的______和______在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂，其在反应中起______作用。 2.   由______反应物生成______或______其他物质的反应，叫作分解反应，其反应特点可概括为 “ ______ ” 。 3.   过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为______，从反应类型看属于______反应。 4.   用多功能瓶采用排空气法收集气体时，若气体密度比空气大，应从______（填 “ 长导管 ” 或 “ 短导管 ” ）通入；若采用排水法收集，气体应从______（填 “ 长导管 ” 或 “ 短导管 ” ）通入。 【 答案 】： 1.   改变；质量；化学性质；催化 2.   一种；两种；两种以上；一变多 3.   过氧化氢 水 + 氧气；分解 4.   长导管；短导管 ) 四．课堂探秘 （一）催化剂及其作用 1. 实验探究二氧化锰分解过氧化氢制氧气的反应中的作用 （1）在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。 （2）向上述试管中加入0.5g二氧化锰，把带有火星的木条插入试管，观察现象(如图)。 （3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。 （4）过滤反应结束后的混合物，将滤渣二氧化锰洗涤，干燥，再称量。 问1：在实验（1）和实验（2）中木条是否复燃？发生这种现象的原因可能是什么？ 编号 现象 分析 （1） 有极少量气泡冒出，带火星木条不复燃。 常温下过氧化氢溶液分解得很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。 （2） 加入二氧化锰后，有大量气泡冒出，带火星木条复燃。 二氧化锰加快了过氧化氢溶液分解，放出的氧气多，能使带火星的木条复燃。 问2：在实验（3）的重复实验中，反应后二氧化锰有无变化？ 编号 现象 分析 （3） 重新加入过氧化氢，带火星的木条又复燃 二氧化锰质量没有减少，且仍能加快过氧化氢溶液分解出氧气。因此二氧化锰并没有变化。 （4） 二氧化锰质量仍是0.5g 综上分析：二氧化锰能加快过氧化氢分解氧气的速率，且二氧化锰本身化学性质和质量未见变化。 2. 催化剂及其催化作用 （1）定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 （3）特点：一变二不变：改变化学反应速率（包括加快和减慢),本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化. （4）强调: ①催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。 ②一个化学反应的催化剂不一定只有一种，如硫酸铜溶液等也能做过氧化氢分解的催化剂 。 ③二氧化锰并不是在任何情况下都做催化剂. ④催化剂的化学性质在反应前后都没有发生变化，但物理性质可能发生改变。 ⑤一种催化剂可能催化多个化学反应，一个化学反应可能有多种催化剂。 （5）如何验证a物质是某个化学反应的催化剂？ ①验证a物质反应前后质量是否改变 . ②验证a物质反应前后化学性质是否改变. 3.催化剂在工业生产中有重要作用及其应用实例 催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。 (1)合成氨工业 ①核心反应：氮气（N₂）与氢气（H₂）在高温高压下合成氨气（NH₃），氨气是制造氮肥（如碳酸氢铵、尿素）的关键原料。 ②催化剂作用：使用铁触媒（主要成分为Fe₃O₄，含少量K₂O、Al₂O₃等助催化剂），可将反应温度从无催化剂时的上千摄氏度降至500℃左右，同时大幅加快反应速率，使氨的工业化生产成为可能，直接支撑全球粮食增产。 (2)硫酸工业 ①核心反应：二氧化硫（SO₂）氧化为三氧化硫（SO₃），三氧化硫再与水反应生成硫酸（H₂SO₄），硫酸是工业“三酸”之一，广泛用于制造化肥、农药、炸药等。 ② 催化剂作用：使用五氧化二钒（V₂O₅） 作为催化剂，可将SO₂的氧化率提升至98%以上，同时降低反应所需温度（从400-500℃即可高效反应），避免高温下设备腐蚀和能量浪费，是现代硫酸工业的核心技术。 (3)汽车尾气处理 ①核心反应：将汽车尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOₓ）等有毒气体转化为无毒的二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）和水（H₂O）。 ②催化剂作用：使用铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh） 等金属组成的三元催化剂，能在汽车排气管的常温至高温环境下，快速催化CO与NOₓ反应，有效减少空气污染，是符合尾气排放标准（如国六）的必备组件。 科学•技术•社会 催化剂的作用 催化剂在化工生产中具有重要作用，大多数化工生产都有催化剂参与。例如，在合成氨工业中，即使在高温、高压下，氮气与氢气的化合反应仍然进行得十分缓慢，而以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应。人类利用氮气和氢气合成氨，再生产含氮化肥， 显著提高了农作物产量，有效保证了粮食安全。石油炼制过程需要使用高效催化剂生产汽油、煤油及其他石油化工产品。我国石油化工专家、2007年度国家最高科学。技术奖获得者闵恩泽院士(如图)，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。 （二）分解反应 ( 分解反应：只强调 反应物 是 一种 ) 1.定义：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应，叫做分解反应。 2.特点：一变多 3.表达式：AB=A+B或 AB…→A+B+… 4.分解反应属于化学反应的四种基本类型之一 5.判断标准：反应物只有一种；生成物是两种或两种以上物质发生的反应。 6.分解反应与化合反应的对比区分 分解反应与化合反应的核心区别在于反应物和生成物的种类数量，具体对比如下： （1）化合反应：由两种或两种以上的物质，生成一种新物质的反应。关键特征：“多变一”，反应后物质种类减少，只有一种产物。 （2）分解反应：由一种物质，生成两种或两种以上新物质的反应。关键特征：“一变多”，反应后物质种类增多，只有一种反应物。 例.下列反应属于分解反应还是化合反应？ ①石蜡＋氧气 二氧化碳＋水 反应物有2种，生成物也有2种，既不是化合反应，也不是分解反应 ②高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 分解反应 ③铁＋氧气 四氧化三铁 化合反应 7.分解反应与氧化反应的区别和联系 分解反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是分解反应。 （三）多功能瓶 如图装置，在初中化学中称做“多功能瓶”或“万能瓶”，在化学实验中经常使用到。 1. 排空气法：气体密度大于空气，长进短出；气体密度小于空气，短进长出。 2. 排水法：先在集气瓶装满水，全部气体短进长出，在长管出放一个量筒，能够测量收集到气体的体积。 3. 除杂、洗气、干燥等功能，气体全部长进短出。 （四）经典例题 例1. 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入二氧化锰，其结果是（ ） A. 反应速率加快，生成氧气的量不变 B. 反应速率加快，生成氧气的量增加 C. 反应速率不变，生成氧气的量不变 D. 反应速率不变，生成氧气的量增加 【答案】：A 【解析】：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，在这个反应中是加快反应速率，但本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化，且不能改变生成物的量 ，所以生成氧气的量不变，A正确。 例2. 下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快反应速率 B. 催化剂在反应前后质量和性质都不变 C. 没有催化剂，过氧化氢就不能分解 D. 同一个化学反应可以有多种催化剂 【答案】：D 【解析】：A项，催化剂能改变化学反应速率，可能加快也可能减慢，A错误；B项，催化剂在反应前后质量和化学性质都不变，物理性质可能改变 ，B错误；C项，没有催化剂，过氧化氢也能分解，只是分解速率较慢，C错误；D项，同一个化学反应可以有多种催化剂，如过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂，D正确。 例3. 下列反应属于分解反应的是（ ） A. 氢气 + 氧气→水 B. 水→氢气 + 氧气 C. 二氧化碳 + 氢氧化钙→碳酸钙 + 水 D. 铁 + 氧气→四氧化三铁 【答案】：B 【解析】：分解反应是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，特点是“一变多”。A选项是两种物质生成一种物质，属于化合反应；B选项是一种物质生成两种物质，属于分解反应；C选项反应物和生成物都是两种，不属于分解反应；D选项是两种物质生成一种物质，属于化合反应，所以选B。 例4. 实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，忘记加入二氧化锰，则（ ） A. 不能产生氧气 B. 产生氧气的速率慢 C. 产生氧气的总质量减少 D. 也能迅速产生氧气 【答案】：B 【解析】：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能加快反应速率，若忘记加入二氧化锰，过氧化氢依然能分解产生氧气，只是分解速率较慢，生成氧气的总量不会改变，所以选B。 例5. 下列关于催化剂的说法错误的是（ ） A. 化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变 B. 催化剂可以提高某些化学反应的速率 C. 催化剂可以降低某些化学反应的速率 D. 任何化学反应都需要催化剂 【答案】：D 【解析】：A选项，化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变，这是催化剂的特点之一，A正确；B选项和C选项，催化剂能改变化学反应速率，可以提高也可以降低某些化学反应的速率 ，B、C正确；D选项，不是任何化学反应都需要催化剂，很多反应不需要催化剂也能正常进行，D错误。 例6.在学习了催化剂和分解反应后，同学们对过氧化氢分解制氧气实验展开研究，以下是相关问题： （1）过氧化氢在常温下分解缓慢，加入二氧化锰后，分解速率明显加快，这说明二氧化锰在该反应中起到了______作用，它______（填“是”或“不是”）反应物。 （2）下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快化学反应速率 B. 催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C. 同一个化学反应可以有多种催化剂 D. 没有催化剂化学反应就不能发生 （3）过氧化氢分解的文字表达式为：过氧化氢→（二氧化锰）水 + 氧气，该反应属于______反应（填基本反应类型），其特点是______。 （4）小明同学认为红砖粉末也可能像二氧化锰一样对过氧化氢分解有催化作用，于是他进行了如下实验：在A、B两支试管中分别加入等体积等浓度的过氧化氢溶液，向A试管中加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体通入水中比较产生气泡的快慢，发现A试管中反应较快。他接着还应进行的实验操作是______，目的是______。 （5）若要证明红砖粉末是该反应的催化剂，还需要验证红砖粉末在反应前后的____不变。 【答案】（1）催化；不是；（2）C；（3）分解；由一种物质生成两种或两种以上其他物质；（4）将A试管内固体过滤，洗涤、烘干，再重复加入到过氧化氢溶液中观察反应速率；验证红砖粉末在反应前后化学性质是否改变；（5）化学性质和质量 【解析】（1）二氧化锰加快过氧化氢分解，起催化作用，本身不参与反应，不是反应物。 （2）A选项，催化剂可加快或减慢反应速率；B选项，催化剂反应前后质量和化学性质不变；D选项，没有催化剂反应也能发生，只是速率可能不同。（3）一种物质生成多种物质的反应是分解反应。（4）验证催化剂要验证其在反应前后化学性质不变，所以要进行重复实验。（5）催化剂的定义包含质量和化学性质在反应前后不变。 五．课堂检测 1. 下列变化属于分解反应的是（ ） A. 从空气中分离出氧气 B. 硫在氧气中燃烧 C. 加热高锰酸钾制取氧气 D. 蜡烛在空气中燃烧 【答案】：C 【解析】：A选项，从空气中分离出氧气是利用各成分沸点不同进行分离，属于物理变化，不是分解反应；B选项，硫在氧气中燃烧是硫和氧气反应生成二氧化硫，属于化合反应；C选项，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，是一种物质生成三种物质，属于分解反应；D选项，蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水等，反应物是两种，不属于分解反应，所以选C。 2. 二氧化锰在过氧化氢分解制氧气的反应中，所起的作用是（ ） A. 增加氧气的产量 B. 提高氧气的纯度 C. 起催化作用，加快反应速率 D. 干燥生成的氧气 【答案】：C 【解析】：在过氧化氢分解制氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，其作用是改变化学反应速率，在该反应中是加快反应速率，不能增加氧气的产量、提高氧气的纯度，也不能干燥生成的氧气，所以选C。 3. 下列说法正确的是（ ） A. 分解反应的反应物一定是化合物 B. 化合反应的反应物一定是单质 C. 有氧气参加的反应一定是化合反应 D. 生成两种物质的反应一定是分解反应 【答案】：A 【解析】：A选项，分解反应是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，反应物只能是一种化合物，A正确；B选项，化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，反应物可以是单质也可以是化合物，B错误；C选项，有氧气参加的反应不一定是化合反应，如蜡烛燃烧，有氧气参加，但生成物是两种，不属于化合反应，C错误；D选项，生成两种物质的反应不一定是分解反应，反应物必须是一种才是分解反应，D错误。 4. 下列反应不属于分解反应，也不属于化合反应的是（ ） A. 碳酸钙→氧化钙 + 二氧化碳 B. 铁 + 氧气→四氧化三铁 C. 甲烷 + 氧气→二氧化碳 + 水 D. 过氧化氢→水 + 氧气 【答案】：C 【解析】：A选项是一种物质生成两种物质，属于分解反应；B选项是两种物质生成一种物质，属于化合反应；C选项反应物和生成物都是两种，既不属于分解反应也不属于化合反应；D选项是一种物质生成两种物质，属于分解反应，所以选C。 5.用过氧化氢制取氧气时，若忘记加二氧化锰，其结果是（ ） A. 不放出氧气 B. 放出氧气速率慢 C. 放出氧气总量会减少 D. 放出的氧气不纯 【答案】：B 【解析】：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能加快反应速率，若忘记加二氧化锰，过氧化氢依然能分解产生氧气，只是分解速率较慢，生成氧气的总量不变，氧气的纯度也不受影响，所以选B。 6.关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快化学反应速率 B. 催化剂在化学反应前后其质量和化学性质不变 C. 催化剂可增加生成物的量 D. 所有化学反应都需要催化剂 【答案】：B 【解析】：A选项，催化剂能改变化学反应速率，可加快也可减慢，A错误；B选项，催化剂在化学反应前后其质量和化学性质不变，这是催化剂的重要特征，B正确；C选项，催化剂不能增加生成物的量，C错误；D选项，不是所有化学反应都需要催化剂，很多反应不需要催化剂也能进行，D错误。 7.随着科技发展，一些新的催化剂材料被不断研发。某科研小组发现一种新型材料对过氧化氢分解也有催化作用，以下是相关问题： （1）在过氧化氢分解实验中，若忘记加入二氧化锰，会导致（ ） A. 不产生氧气 B. 产生氧气的速率变慢 C. 产生氧气的质量减少 D. 产生氧气的速率加快 （2）关于分解反应，下列说法正确的是（ ） A. 分解反应一定有单质生成 B. 分解反应的反应物一定只有一种 C. 工业上分离液态空气制取氧气属于分解反应 D. 分解反应一定是氧化反应 （3）新型材料作为催化剂时，在过氧化氢分解前后，其质量和______都不发生改变，它能改变过氧化氢分解的______。 （4）过氧化氢分解制氧气时，用向上排空气法收集氧气的原因是______，验满的方法是______。 （5）写出另一个属于分解反应的例子（用文字表达式表示）：______。 【答案】（1）B；（2）B；（3）化学性质；速率；（4）氧气密度比空气大；将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满；（5）高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 【解析】（1）二氧化锰是催化剂，不加只是反应速率变慢，氧气总量不变。（2）A选项，分解反应不一定有单质生成；C选项，工业制氧气是物理变化；D选项，分解反应不一定是氧化反应。（3）这是催化剂的性质。（4）根据氧气性质确定收集和验满方法。（5）符合分解反应特征即可。 六．课后作业 （一）完成知识清单 1.在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，会观察到有______产生，且带火星的木条______，说明二氧化锰能______过氧化氢的分解速率。 【答案】：大量气泡；复燃；加快 2.待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，又会产生大量气泡，这表明二氧化锰在反应前后化学性质______（填“改变”或“不变”）。 【答案】：不变 3.实验后，将试管中的物质过滤，将所得的固体洗净、干燥、称量，发现所得固体的质量与反应前加入试管中的二氧化锰的质量______（填“相等”或“不相等”），说明二氧化锰在反应前后质量______（填“改变”或“不变”） 。 【答案】：相等；不变 4.在化学反应里能______其他物质的化学反应速率，而本身的______和______在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。 【答案】：改变；质量；化学性质 5.催化剂在化学反应中所起的作用叫______。 【答案】：催化作用 6.催化剂的特点可以概括为“一变两不变”，“一变”指的是______，“两不变”指的是______和______。 【答案】：改变化学反应速率；质量不变；化学性质不变 7.不同的化学反应有______的催化剂，同一化学反应也可能有______催化剂。 【答案】：不同；几种 8.催化剂只能改变化学反应的______，不能改变化学反应的______。 【答案】：速率；产率 9.由______反应物生成______或______其他物质的反应，叫做分解反应。 【答案】：一种；两种；两种以上 10.分解反应的特点是______，其反应通式可表示为______。 【答案】：一变多；AB→A + B 11.多功能瓶用排空气法收集气体时，密度比空气大的气体采用“__________________”原则，密度比空气小的气体采用“________________”原则。 【答案】长进短出；短进长出 （二）强化训练 一．选择题 1.2025年，海南大学团队研发新型催化体系，在温和条件下将甲烷转化为甲醇，催化剂的作用与实验室用双氧水制氧气时二氧化锰的作用相似。下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 能增加生成物的质量 B. 只能加快化学反应速率 C. 反应前后自身的质量和化学性质不变 D. 没有催化剂，反应一定不能发生 【答案】：C 【解析】：催化剂的核心特征是“一变两不变”，即改变反应速率（可加快也可减慢），反应前后自身质量和化学性质不变，故B错误、C正确；催化剂不能增加生成物质量，A错误；部分反应没有催化剂也能发生，只是速率不同，D错误。 2.2025年9.3阅兵中，装备方队的动力系统离不开高效能源转化。实验室制取氧气的反应中，属于分解反应的是（ ） A. 蜡烛+氧气二氧化碳+水 B. 过氧化氢水+氧气 C. 铁+氧气四氧化三铁 D. 木炭+氧气二氧化碳 【答案】：B 【解析】：分解反应是“一变多”的反应。选项B中过氧化氢在二氧化锰催化下分解为水和氧气，符合分解反应特征；A、C、D均为“多变一”的化合反应，故选B。 3.清华团队破解固态电池难题，研发中涉及气体制备与收集。用双氧水制氧气后，若用多功能瓶收集氧气（瓶内为空气），气体应从导管（ ）通入 A. 长管A B. 短管B C. 均可 D. 无法确定 【答案】：A 【解析】：氧气密度比空气大，用排空气法收集时，应从长管通入，将密度较小的空气从短管排出，故选A。 4、如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气．下列现象正确的是（　　） A．气球缩小，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移 C．气球不变，红墨水右移 D．气球胀大，红墨水左移 【答案】B 【解析】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气，则瓶内的压强变大，充气的气球缩小，红墨水向左移动，观察选项，故选B. 5.阅兵式上“白刃格斗英雄连”的刺刀见证历史[__LINK_ICON]，化学实验中催化剂也如“利刃”般加速反应。关于双氧水制氧气中二氧化锰的催化作用，下列说法错误的是（ ） A. 二氧化锰能降低反应的活化能 B. 反应后二氧化锰的物理性质可能改变 C. 加入二氧化锰后，双氧水分解的速率一定加快 D. 二氧化锰可重复使用 【答案】：C 【解析】：催化剂能降低反应活化能，A正确；反应后催化剂化学性质不变，但物理性质（如状态、颗粒大小）可能改变，B正确；催化剂可加快或减慢反应速率，此处二氧化锰是加快双氧水分解，但“一定加快”表述绝对，C错误；催化剂反应前后质量不变，可重复使用，D正确。 6.“犁”是阅兵连队的“传家宝”，象征耕耘与收获，化学中反应类型的判断也需“精准耕耘”。下列反应与双氧水制氧气的反应类型相同的是（ ） A. 水氢气+氧气 B. 镁+盐酸→氯化镁+氢气 C. 二氧化碳+水→碳酸 D. 氢氧化钠+盐酸→氯化钠+水 【答案】：A 【解析】：双氧水制氧气属于分解反应。选项A中水电解生成氢气和氧气，是“一变多”的分解反应；B是置换反应，C是化合反应，D是复分解反应，故选A。 7.医院给病人输氧时用到类似下图的装置 关于该装置，下列说法不正确的是 （ ） A．b导管连接供给氧气的钢瓶 B．b导管连接病人吸氧气的塑料管 C．使用该装置来观测是否有氧气输出 D．使用该装置用来观测氧气输出的速率 【答案】B 【解析】A、若b导管连接供给氧气的钢瓶时，装置内的氧气越来越多，装置内压强大于外面的大气压，氧气就会沿着a导管被排出，故A正确; B、在给病人输氧时，氧气应从a导管进入，b导管导出.这样水沿着b导管被排出.故B说法不正确;C、氧气从b导管进入，a导管导出，因为氧气不易溶于水，经过水里面时会呈气泡冒出，现象明显，很容易判断是否有氧气输出，故c说法正确; D、氧气经过水里多时，产生的气泡就多;氧气的流速快时，产生气泡就快，因此使用该装置用来观测氧气输出的速率;故D说法正确.故选:B. 8.电解水制氢技术突破中，需收集氢气并与氧气分离。用多功能瓶同时实现排水法收集氢气和测量体积，操作正确的是（ ） A. 瓶内装满水，氢气从长管进，水从短管出 B. 瓶内装满水，氢气从短管进，水从长管出 C. 瓶内不装水，氢气从长管进，空气从短管出 D. 瓶内不装水，氢气从短管进，空气从长管出 【答案】：B 【解析】：排水法收集气体时，瓶内先装满水，气体从短管通入（避免气体从长管逸出），利用压强将水从长管排出，排出的水可通过量筒测量体积，故选B。 9.“战旗如火，高擎胜战火炬”，催化剂如“火炬”般激活反应。实验室用双氧水制氧气时，加入催化剂后（ ） A. 反应的本质发生改变 B. 反应产生的氧气更纯净 C. 单位时间内产生氧气的量增多 D. 双氧水完全分解所需时间变长 【答案】：C 【解析】：催化剂只改变反应速率，不改变反应本质和生成物纯度，A、B错误；加入催化剂加快反应速率，单位时间内产气量增多，完全分解所需时间缩短，C正确、D错误。 10.使用如图所示装置进行实验，开始前气球沉在烧杯底部，过一会儿气球悬浮在烧杯内。下列对气球内充的气体的分析中不正确的是（　　） A．气体密度比氧气密度小 B．气体密度不可能比空气密度大 C．该气体可能是氧气 D．该气体可能是空气 【答案】B 【解析】A、开始前气球沉在烧杯底部，则气球充的气体的密度应该比空气大，过一会儿气球悬浮在烧杯内，说明气体的密度比空气大但比氧气的密度小，故正确；B、开始前气球沉在烧杯底部，则气球充的气体的密度应该比空气大，故错误；C、氢气的密度比空气小，开始时不会沉在烧杯底部，故正确；D、气球充有空气，会沉在烧杯底部，过氧化氢和二氧化锰反应生成氧气，氧气的密度比空气的密度大，会使气球浮起，故正确；选：B。 11.用“W”形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触，下列说法错误的是（　 　） A. 过氧化氢溶液遇到二氧化锰，可以增加产生氧气的质量 B. 若a处粉末是红磷，则能看到玻璃管中产生白烟 C. 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 D. 若a处粉末是硫粉，则能看到明亮的蓝紫色火焰 【答案】A 【解析】A、二氧化锰是催化剂，不能改变产生的氧气质量，该选项不正确;B、红磷燃烧产生白烟，该选项正确;C、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，该选项正确;D、硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，该选项正确。故选:A. 12.“落红不是无情物，化作春泥更护花”，自然界的物质转化常需催化剂参与。下列关于分解反应和催化剂的说法，正确的是（ ） A. 所有分解反应都需要催化剂 B. 催化剂只能用于分解反应 C. 分解反应的反应物一定是化合物 D. 催化剂的质量在反应后会减少 【答案】：C 【解析】：分解反应是一种物质生成多种物质，反应物一定是化合物，C正确；并非所有分解反应都需催化剂（如水通电分解），A错误；催化剂可用于多种反应类型，B错误；催化剂反应前后质量不变，D错误。 13.阅兵装备的环保升级依赖清洁能源技术，实验室用双氧水制氧气后，需用多功能瓶收集并验满。下列说法正确的是（ ） A. 排水法收集时，观察到瓶内水排尽即验满 B. 向上排空气法（长管进）收集时，在短管口验满 C. 向下排空气法收集氧气，在长管口验满 D. 验满时，带火星木条伸入瓶内 【答案】：B 【解析】：排水法收集时，瓶口有大气泡冒出说明已满，A错误；向上排空气法（长管进）时，空气从短管排出，故在短管口验满，B正确；氧气密度比空气大，不能用向下排空气法收集，C错误；验满时木条应放在瓶口，而非伸入瓶内，D错误。 14．下列图象能正确反映对应变化关系的是（　　） A. B. C. D. A．在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液 B．在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰 C．用酒精灯加热一定量高锰酸钾固体 D．加热高锰酸钾固体至质量不再减轻 【答案】A 【解析】A、在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液，二氧化锰做催化剂，反应前后质量不变，氧气的质量逐渐增加，故选项图象能正确反映对应变化关系。B、在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰，至过氧化氢完全分解，生成氧气的质量不再发生改变，故选项图象不能正确反映对应变化关系。C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰的质量逐渐增加，至完全反应，质量不再发生改变，故选项图象不能正确反映对应变化关系。D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，固体的质量减少，但不可能减少至0，质量不再发生改变，故选项图象不能正确反映对应变化关系。故选：A。 15.下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A.①③ B．①②③⑥ C．①⑤⑥ D．①②③④ 【答案】D 【解析】①氧气不易溶于水，可以采用排水集气法收集氧气，所以①可以收集氧气;②该装置是“万能瓶”，因为氧气不易溶于水，所以氧气从短管进入，所以②也可以收集氧气;③该装置是排空气法，由于氧气的密度比空气大，所以可采用向上排空气集气法，所以③可以收集氧气;④该装置是“万能瓶”，氧气的密度比空气大，所以可采用向上排空气集气法，氧气应该从长管一端进入，所以④也可以收集氧气;⑤该装置是向下排空气法，用来收集密度比空气小的气体，所以⑤不能用来收集氧气;⑥从④的分析可知，⑥不可以用来收集氧气;综上所述，①②③④都可以用来收集氧气，故D符合题意 二．非选择题 16．过氧化氢(H2O2)溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气。回答下列问题。 (1)组装好A装置后，用止水夹将胶皮管夹住，然后通过长颈漏斗向锥形瓶中加入水，观察到水没过长颈漏斗下端，且长颈漏斗中形成一段稳定液柱，该操作的目的是________________________________________________________________________。 (2)实验中通过长颈漏斗加入的物质是________，锥形瓶中应放入的物质是____________。 (3)该反应的文字表达式为____________________________；要收集一瓶纯净的氧气，最好选择的收集装置是________(填字母)；应将收集满氧气的集气瓶________放在桌面上。 (4) 小红用家里的小针筒和废药瓶组装成一套微型装置替代装置A，得到老师的表扬，用该装置做实验的优点是________(填序号)。 ①节约药品用量 ②能完全消除废液排放 ③能控制液体的滴加速率 ④产生的气体不含任何杂质 【答案】(1)检查装置的气密性(2)过氧化氢溶液　二氧化锰(3)过氧化氢水＋氧气　D　正(4)①③ 【解析】（1）关闭止水夹，通过长颈漏斗向锥形瓶中加水，若装置气密性良好，装置内压强会阻止水继续流下，且长颈漏斗中会形成稳定液柱。所以该操作的目的是检查装置的气密性。故本问答案为：检查装置的气密性。(2)过氧化氢分解制取氧气的反应物是过氧化氢溶液，所以通过长颈漏斗加入的物质是过氧化氢溶液；催化剂二氧化锰是固体，应放入锥形瓶中，所以锥形瓶中应放入的物质是二氧化锰。故本问答案依次为：过氧化氢溶液；二氧化锰。 (3)氧气不易溶于水且不与水反应，所以可以用排水法收集；氧气密度比空气大，所以也可以用向上排空气法收集。用排水法收集的氧气更纯净，用向上排空气法收集的氧气更干燥。题中说“收集更纯净的氧气”，所以最好选择的收集装置是C（排水法收集装置）。 故本问答案为：C。(4)①分液漏斗与长颈漏斗相比，不能节约药品的量，因为药品用量由实验需求决定，不是由仪器决定，①错误。 ②分液漏斗和长颈漏斗都能防止溶液倒吸，②错误。③分液漏斗有活塞，能控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，③正确。④用该装置（过氧化氢分解）和原装置（过氧化氢分解）产生的氧气都不含任何杂质（若操作规范），这不是该装置特有的优点，④错误。 17．资料显示，将新制的5%的过氧化氢溶液加热到80 ℃时，才有较多氧气产生，而相同质量5%的过氧化氢溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速率快，所需时间短。 (1)小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中带火星的木条未复燃的原因是___________________________________。 (2)小柯利用催化剂使过氧化氢溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误：_____________________________________________。 (3)采用相同质量5%的过氧化氢溶液，图丁中虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线(假定两种方法中过氧化氢均完全分解) 【答案】(1)加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸发产生的水蒸气随氧气一起逸出，氧气中水蒸气含量过高(合理即可)(2)长颈漏斗的下端未伸入液面以下　 (3)见下图(曲线要体现：①从原点开始；②斜率大于虚线；③最终产生氧气的质量相等) 【解析】(1)甲装置中，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条未复燃。利用乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃。这是因为甲装置中，过氧化氢分解产生的氧气中混有较多的水蒸气，水蒸气含量高会影响带火星木条的复燃，而乙装置中的水可以除去氧气中的水蒸气，使氧气更纯净，从而能使带火星的木条复燃。故本问答案为：甲装置中过氧化氢分解产生的氧气中混有较多水蒸气，影响带火星木条复燃，乙装置可除去氧气中的水蒸气，使氧气更纯净，能使带火星木条复燃。(2)丙装置的优点：装置中的分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的滴加速率，从而控制反应的速率；同时，该装置可以通过控制分液漏斗的活塞随时控制反应的发生和停止（当关闭活塞时，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回分液漏斗，使反应停止；打开活塞，过氧化氢溶液流下，反应发生）。故本问答案为：可以控制反应的速率（或可以随时控制反应的发生和停止）。(3)催化剂能加快过氧化氢分解的反应速率，所以利用催化剂制取氧气时，反应速率比加热分解时快，即达到相同氧气产量所需时间更短，但因为两种方法中过氧化氢均完全分解，所以最终产生氧气的质量是相等的。所以实线应从原点开始，上升速度比虚线快，最终与虚线在同一水平线上（表示氧气质量相同）。 19.实验探究一：探究红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，催化效果如何？ 探究小组据此设计了如下探究方案。 【实验探究】请你将以下实验探究内容补充完整。 实验步骤 实验现象 实验结论及解释 步骤I 试A中无明现象；试管B中产生大量能使带火星木条复燃的气体 。 ①产生的气体是氧气 ②红砖粉末可以改变过氧化氢分解速率 步骤Ⅱ．向试管B中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 ①试管B的现象与步骤Ⅰ中的现象相同； ②滤渣质量等于ag 红砖粉末的产生大量能使带火星木条复燃的气体 质量和化学性质 在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂 步骤Ⅲ 两试管中均产生气泡且C中产生气泡较慢 红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好 【拓展应用】探究小组利用以下仪器进一步验证“CuSO4溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用”，请回答：铁与过氧化氢溶液中的氧气和水反应生成了铁锈 （1）写出仪器C的名称： 烧杯。 （2）从方便取用液体并节约试剂的角度考虑，该探究小组最好选用以上所示仪器中的A （填字母）。 实验探究二：探究过氧化氢分解的影响因素。 探究小组使用压强传感器等设备，检测不同温度下过氧化氢分解时气体压强的变化。经过实验、数据处理等，获得如图所示的压强时间变化曲线。 由此可知，过氧化氢的分解速率与温度之间的关系是温度越高，过氧化氢的分解速率越快 。 【答案】实验探究一：步骤I：产生大量能使带火星木条复燃的气体；步骤Ⅱ ：质量和化学性质； 步骤Ⅲ：红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好；【拓展应用】（1）：烧杯；（2）：A；实验探究二：温度越高，过氧化氢的分解速率越快。 【解析】实验探究一:【实验探究]步骤1、因为红砖粉末可以改变过氧化氢分解速率，所以B中产生大量能使带火星木条复燃的气体;故填:产生大量能使带火星木条复燃的气体: 步骤Ⅱ、向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣，①又产生大量能使带火星木条复燃的气体，②滤渣质量等于ag,红砖粉末的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂:故填:质量和化学性质:步骤Ⅲ、两试管中均产生气泡且加入二氧化锰的试管中产生气泡的速率比加入红砖粉末的快，红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好;故填:红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好:【拓展应用](1)仪器C是烧杯;故填:烧杯;(2)从方便取用液体并节约试剂的角度考虑，该探究小组最好选用以上所示仪器中的注射器;故填:A:实验探究二:由图象信息可知，过氧化氢的分解速率与温度之间的关系是温度越高，过氧化氢的分解速率越快:故填:温度越高，过氧化氢的分解速率越快。实验探究一:[实验探究]步骤1、根据红砖粉对过氧化氢分解所起的催化作用来分析:步骤Ⅱ、根据实验现象来分析:步骤Ⅲ、根据实验现象来分析:[拓展应用](1)熟记仪器的名称:(2)根据仪器的用途来分析:实验探究二:根据图象信息来分析解答。合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。 19.某化学兴趣小组以2025年9.3阅兵中装备动力系统的催化技术为灵感，探究过氧化氢制取氧气的实验。请结合下图回答问题： （1）实验室用装置A制取氧气，锥形瓶中放入的催化剂是______，它在反应中能______（填“加快”或“减慢”）反应速率，且反应前后自身的______和化学性质不变。 （2）该反应属于______反应（填“分解”“化合”“置换”或“复分解”），判断依据是______。 （3）若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置是______（填字母）。 （4）2025年我国研发的新型航天催化剂，其作用与实验中催化剂类似。关于催化剂，下列说法正确的是______（填字母）。 A.能增加氧气的产量 B.只能用于过氧化氢分解反应 C.反应后催化剂的物理性质可能改变 (5)若用多功能瓶（瓶内为空气）收集氧气，气体应从______（填“长管”或“短管”）通入，因为氧气的密度______空气。 (6)阅兵装备的高效运转离不开精准的化学反应控制，该实验中能控制反应速率的仪器是______。 (7)从“宝剑锋从磨砺出”领悟到实验中催化剂的作用，下列对比实验能说明催化剂加快反应速率的是______（填字母）。 A. 加热过氧化氢溶液和加入二氧化锰的过氧化氢溶液，同时观察现象 B. 向两份相同的过氧化氢溶液中，一份加二氧化锰，一份加等量水，同时观察现象 【答案】（1）二氧化锰；加快；质量；（2）分解；由一种物质生成两种物质（或“一变多”） （3）D；（4）C；（5）长管；大于；（6）分液漏斗；（7）A。 【解析】（1）过氧化氢制取氧气的催化剂是二氧化锰，它能加快反应速率，反应前后质量和化学性质不变。（2）该反应由一种物质生成水和氧气两种物质，符合“一变多”的分解反应特征。（3）排水法（装置D）收集的氧气更纯净，因为氧气不易溶于水。（4）催化剂不能增加生成物产量（A错误）；可用于多种反应（B错误）；反应后化学性质不变，但物理性质如颗粒大小可能改变（C正确）。（5）氧气密度大于空气，排空气法收集时从长管通入，空气从短管排出；（6）分液漏斗可通过控制液体滴加速度来控制反应速率。（7）选项A中，加热和加催化剂的对比，能说明催化剂加快反应；选项B中“加水”的对比不严谨，因为水不是催化剂，无法有效对比。 学科网（北京）股份有限公司 $