(共23张PPT)
第二单元 空气和氧气
课题3 制取氧气
第2课时 分解过氧化氢制氧气 催化剂
化学观念：了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。通过对比分析、归纳认识分解反应，体验分类思想认识化学变化。
科学思维：学习从物质变化、反应条件、反应现象等视角认识化学反应，初步形成认识化学反应的系统思维意识。初步形成利用化学反应探究解决物质制备和检验等实际问题的思路。
科学探究与实践：设计并完成家庭制氧实验，掌握实验操作规范，培养观察、记录及问题解决能力。通过实验探究催化剂的特点，形成实验探究的一般思路。掌握过氧化氢分解制氧气的反应原理。
科学态度与责任：树立实验安全意识，关注催化剂在生活应急与工业生产中的社会价值，形成绿色化学理念。
素养目标
情境导入
某品牌制氧机及其说明书片段如图，其制氧气的原理是什么？本节课我们一起探索家庭制氧机的奥秘。
新知探究
任务一 揭秘家庭制氧机的原理
鱼浮灵的急速供氧剂，主要成分是过氧化氢。
过氧化氢还可以给伤口消毒。
过氧化氢水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体，在一般情况下会缓慢分解成水和氧气。
1.过氧化氢制取氧气
新知探究
过氧化氢溶液
无色透明液体
过氧化氢 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
二氧化锰
二氧化锰
黑色粉末，难溶于水
任务一 揭秘家庭制氧机的原理
【反应原理】
实验室可以选择什么装置作为过氧化氢制氧气的装置？
【反应装置】实验室制取气体的装置包含发生装置和收集装置。
反应物状态 反应条件 发生装置 收集装置
固体+液体 常温
新知探究
任务一 揭秘家庭制氧机的原理
【问题】
二氧化锰在反应中起什么作用？
【猜想】
1.过氧化氢自身反应，放出氧气，二氧化锰只是加速了反应进行。
2.过氧化氢和二氧化锰反应放出氧气。
新知探究
任务二 揭秘催化剂
2.催化剂与催化作用
【设计实验】
带有火星的木条
过氧化氢
溶液
二氧化锰
(1)在试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，将带有火星的木条伸入试管；
(2)向上述试管中加入少量二氧化锰，将带有火星的木条伸入试管；
(3)待(2)中试管内不再放出气泡时，重新加入过氧化氢溶液，并将带有火星的木条伸入试管。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作。
新知探究
任务二 揭秘催化剂
新知探究
任务二 揭秘催化剂
【探究】过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用
新知探究
任务二 揭秘催化剂
实验编号 现象
（1） 带有火星的木条无明显现象
（2） 带有火星的木条复燃
（3） 带有火星的木条复燃
【实验现象】
带有火星的木条
过氧化氢
溶液
二氧化锰
新知探究
任务二 揭秘催化剂
1.这三组实验的设计用了什么实验思想？
思考交流
2.在第三个实验中，向试管中仅添加过氧化氢溶液就可继续分解生成氧气，这说明反应过程中二氧化锰是否被消耗？
对比。
不需要添加二氧化锰说明二氧化锰还在，但也可能是第一次添加的二氧化锰还没被消耗完，所以不能说明。
新知探究
【补充实验】
二氧化锰只是加快过氧化氢分解的速率，本身不参与反应。
将上述实验最后溶液中的二氧化锰洗净、过滤，烘干，称量质量。
现象 分析
二氧化锰反应前后的质量相等 二氧化锰不是反应物，没有参与反应
【得出结论】
任务二 揭秘催化剂
新知探究
任务二 揭秘催化剂
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化学反应前后都没有发生变化的物质。
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
2. 催化作用
1. 催化剂
3. 催化剂的特点
一变：能改变其他物质发生的化学反应的速率；
两不变：本身的质量和化学性质不变。
催化剂是针对具体反应而言的，不是对所有反应都起作用
催化剂只是改变一个反应的速率，不能决定一个反应是否发生
催化剂不能使生成物质量增加
催化剂不是反应物，也不是生成物，只是反应条件
新知探究
任务二 揭秘催化剂
1.在反应进行过程中催化剂参与反应吗？
2.有了催化剂是否可以使生成物质量增加呢？
3.二氧化锰是催化剂，这种说法对吗？
4.没有催化剂反应能否进行呢？？
思考交流
最早发现催化剂的科学家是贝采利乌斯，催化剂在化工生产中应用极其广泛，约有 90% 以上的工业过程中使用催化剂，化工、石化、生化、环保、新能源等。
汽车尾气中有大量的有害气体，通过催化转化器，可以加速将这些气体转化成无害的氮气、二氧化碳。
2CO+2NO 2CO2+N2
催化剂
4. 催化剂的应用
新知探究
任务二 揭秘催化剂
在轮胎中加入炭黑、氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO2)等物质，可以减缓橡胶老化。
在食用油中加入没食子酸丙酯，可以抑制食用油变质。
催化剂不只可以加快化学反应速率，也可以减缓反应的发生。
新知探究
任务二 揭秘催化剂
4. 催化剂的应用
新知探究
任务三 建构分解反应概念
写出实验室分别用高锰酸钾、过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的文字表达式，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同
一种
反应物
过氧化氢 水+氧气
二氧化锰
高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
加热
两种或两种以上
思考交流
3.分解反应
新知探究
1.分解反应
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
特点
一变多
特点
多变一
表达式
A→B+C+···
表达式
A+B+···→X
任务三 建构分解反应概念
2.化合反应
由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
明确探究目的
设计实验
实施实验
获取证据
分析推理
获得结论
设计实验方案验证二氧化锰的作用
二氧化锰的作用是什么
二氧化锰加速反应不是反应物
分析对比实验现象，推理
记录验证过程中的实验现象
按照实验方案进行实验
新知探究
任务三 建构分解反应概念
实验探究的一般思路
方法导引
课堂小结
过氧化氢制取氧气
分解反应
实验装置：固液不加热
二氧化锰
过氧化氢 水＋氧气
催化作用：催化剂在化学反应中的作用
催化剂：改变其他物质的化学反应速率，本身的质量和化学性质不改变
一种反应物生成两种或两种以上物质的反应
制取氧气
催化剂与催化作用
当堂反馈
1.下列反应属于分解反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
铁＋氧气
点燃
四氧化三铁
硫＋氧气
点燃
二氧化硫
点燃
石蜡＋氧气
二氧化碳＋水
水
氢气+氧气
通电
D
2.下列有关催化剂的理解错误的是（ ）
A.同一物质可做多个化学反应的催化剂
B.对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂
C.催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量
D.催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变
当堂反馈
C
当堂反馈
3.实验室提供过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾 和高锰酸钾四种试剂及下列仪器。
（1）仪器⑤的名称为 。
（2）利用上述试剂及仪器可以制取氧气，反应的文字表达式是
。
（3）发生和收集氧气的装置，需要选择的最佳仪器组合是 。
铁架台
①②⑥⑦
过氧化氢
水 + 氧气
二氧化锰第2课时 分解过氧化氢制氧气 催化剂
化学观念:了解化学反应需要一定的条件,知道催化剂对化学反应的重要作用。通过对比分析、归纳认识分解反应,体验分类思想认识化学变化。
科学思维:学习从物质变化、反应条件、反应现象等视角认识化学反应,初步形成认识化学反应的系统思维意识。
科学探究与实践:设计并完成家庭制氧实验,掌握实验操作规范,培养观察、记录及问题解决的能力。通过实验探究催化剂的特点,形成实验探究的一般思路。
科学态度与责任:树立实验安全意识,关注催化剂在生活应急与工业生产中的社会价值,形成绿色化学理念。
教学重点:过氧化氢分解制氧气的反应原理及催化剂的作用;分解反应的定义与特征。
教学难点:理解催化剂的质量、化学性质在变化过程中的特点。
[播放视频]“某家庭用家庭制氧机自制氧气缓解老人呼吸困难”。
[展示]“某品牌制氧机说明书”片段。
反应物:过氧化氢溶液;催化剂:二氧化锰(安全封装)。
[问题驱动]家庭制氧机制氧气的原理是什么 催化剂二氧化锰起什么作用 本堂课我们一起探索家庭制氧机的奥秘。
任务一 揭秘家庭制氧机的原理
教师活动 学生活动
[过渡]双氧水也称为过氧化氢溶液,常被用于日常伤口清洗和消毒。用双氧水对伤口进行消毒时,会出现气泡或者泡沫,这里产生的气体是什么 [讲解]过氧化氢在二氧化锰等物质的作用下可分解生成水和氧气。 [实验原理]过氧化氢水+氧气。 [引导思考]过氧化氢溶液是一种无色液体,二氧化锰是黑色固体,可以选择什么装置作为过氧化氢制氧气的发生装置呢 如何检验生成的氧气呢 [实验装置]如图。 [思考]可能是氧气。 [听讲,记笔记] [讨论交流]反应物是液体和固体,反应条件是常温,不需要加热,可选择大试管作为发生装置;可用带有火星的木条检验生成的氧气
任务二 揭秘催化剂
教师活动 学生活动
[过渡]该反应中二氧化锰起什么作用 [分组实验/实验视频]过氧化氢分解制氧气。 请大家按照下列步骤进行实验,观察并记录实验现象。 (1)在试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液,将带有火星的木条伸入试管。 (2)向上述试管中加入少量二氧化锰,将带有火星的木条伸入试管 [分组实验]观察并记录实验现象。 编号现象(1)带有火星的木条无明显变化(2)带有火星的木条复燃(3)带有火星的木条复燃
(3)待(2)中试管内不再放出气泡时,重新加入过氧化氢溶液,并将带有火星的木条伸入试管。待试管中又没有现象发生时,再重复上述操作。 [引导思考] 1.这三组实验的设计用了什么实验思想 2.在第三个实验中,向试管中仅添加过氧化氢溶液就可继续分解生成氧气,这能说明反应过程中二氧化锰是否被消耗吗 [补充实验]为了说明二氧化锰的质量是否变化,我们将二氧化锰过滤、烘干、称量,这是老师提前录制的实验视频,你发现了什么 [总结]反应前后二氧化锰的颜色和状态会有所变化,即物理性质会发生变化,但用过的二氧化锰能多次重复使用,还能加快过氧化氢的分解,即化学性质不变。 [讲解] (1)催化剂: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。 [引导思考]结合二氧化锰的作用和催化剂的定义,你能概括出催化剂的特点吗 [引发冲突]催化剂只能加快反应速率吗 [补充讲解]催化剂不只可以加快化学反应速率,也可以减慢,如在轮胎中加入炭黑、氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO2)等物质,可以减缓橡胶老化。在食用油中加入没食子酸丙酯可以抑制食用油变质。 [提问]只有二氧化锰可以催化过氧化氢吗 [播放视频]“某家庭用家用材料(过氧化氢、土豆块)自制氧气缓解老人呼吸困难”。 [总结]催化剂有很多种,如氯化铁、猪肝块和鲜土豆中所含的生物酶等,都可以加快过氧化氢的反应速率。 [播放视频]“催化剂的作用” [交流讨论] 1.对比。 2.不需要添加二氧化锰说明二氧化锰还在,但也可能是第一次添加的二氧化锰还没被消耗完,所以不能说明二氧化锰是否被消耗。 [回答问题]反应前后二氧化锰的质量没有变化。 [总结概括] 一变:能加快反应速率; 两不变:自身的质量和化学性质不变。 [交流] 改变化学反应速率可以是加快,也可以是减慢。 [交流] 一种物质可能作多个反应的催化剂,一个反应可能有多种催化剂。 [观看视频] 了解催化剂在生产、生活中的应用
任务三 建构分解反应概念
教师活动 学生活动
[课堂练习]写出实验室分别用高锰酸钾、过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的文字表达式,指定两名同学写到黑板上。 [引导思考]请分析这两个化学反应的文字表达式的共同特点。 [总结]分解反应:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 [巩固提升]教师列表,学生讨论,填写化合反应和分解反应的区别。 化合反应:A+BAB(多变一) 分解反应:ABA+B(一变多) [完成练习] ①高锰酸钾分解:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 ②过氧化氢分解:过氧化氢水+氧气。 [讨论交流]都是由一种反应物生成多种生成物 [巩固提升]学生讨论,填写化合反应和分解反应的区别
教师活动 学生活动
[总结]在本堂课催化剂的实验探究过程中,我们认识到化学实验是学习化学的基本方法,通常情况下,实验探究的一般思路可以归纳为明确探究目的→设计实验方案→实施实验→获取证据→分析推理→形成结论。 [课后挑战]设计简易“家庭制氧机”装置(提示:可用塑料瓶、输液管、纱布等材料)。 要求:安全可控;方便更换催化剂 [回顾交流] [完成课后挑战任务]
第2课时 分解过氧化氢制氧气 催化剂
分解过氧化氢制氧气
催化剂
第2课时 分解过氧化氢制氧气 催化剂
成功之处 在本堂课的教学中,通过创设家庭制氧机的情境导入,激发了学生的学习兴趣和探究欲望,使学生能够积极主动地参与到课堂教学中来。在实验探究环节,学生通过亲自动手操作实验,观察实验现象,分析归纳结论,不仅掌握了过氧化氢制氧气的原理和催化剂的作用,还培养了学生的实验操作技能和科学探究能力
不足之处 学生动手能力欠缺,操作不规范
