1、专题 4 化学反应条件的控制 课题 2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 一、本课题研究的实验目的 1、初步探究不同催化剂对同一反应的催化效果。 2、认识实验方法的选择及反应条件控 制在实验研究中的重要性。 3、尝试用比较法来寻找实验的最佳方案 4、通过实验提高处理实验数据和分析实验结果的能力。 5、通过实验加深理解理论知识的理解 二、课题研究时要考虑的问题 1、催化剂的纯度、固体颗粒的大小、种类、用量等对反应的速率及其结果有着重要的 影响。 2、过氧化氢的浓度、反应的温度对反应速率及其结果的影响等 3、实验装置的设计、实验仪器对反应速率及其结果的影响等 三、具体实验内容 1、反应原理分析：
2、2H 2O2 = 2H2O + O2 2、实验设计依据 (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氧气产生的体积（量气装置） （如果实验条件允许有电子天平的话，可以测定单位时间氧气产生的质量，可能会更 简单） 3、设计实验方案 （1）不同量的同一催化剂对 H2O2 分解效果的比较 （2）同一量同一性状的催化剂对 H2O2 分解效果的比较 4、实验操作与现象(数据)记录：略 5、现象分析与数据处理：略 四、实验改进： 1、装置改进 教材中的装置操作中的不足：（1）锥形瓶底部太大，加入催化剂和过氧化氢的量少， 两者难以很好混合，而且容积过大，而产生气体的量少误差也
3、大。 （2） 由于反应较快，导致瓶内压强增大，液体很难顺利流下来。 （3 ）此装置 加液时操作不当，会把空气排出， 造成误 差 综上所述，可将分液漏斗改为恒压分液漏斗，将锥形瓶改为具支试 管，如图所示。这个装置也有一个缺点，就是加粉末状的催化剂时容易 沾在试管内壁上，所以催化剂最好直接放在滤纸上称，称好后将滤纸折 成细长的漏斗慢慢将药品倒入进去。 2、药品浓度改进 按书本上 6%的 H2O2 溶液，CuO 、Fe 2O3 加入 H2O2 后充分振荡，无明显现象，不能说 明它们对 H2O2 的 分解起到催化作用。FeCl 3、KI 产生比较慢，但难收集，即使 Mn2O2 收集 到的 O2 量也不
4、是很多。产生气体的快慢与 H2O2 溶液的浓度、以及反应温度均有关，建议 天气较冷时做该实验可将 H2O2 溶液的浓度增加到 15%，而天气较热时可将浓度增大到 10%左 右。 3、实验中发现具支试管高度不同出气量也是不等，所以为了便于比较，实验时最好用 同一套装置，在同一高度进行实验。 课题 3 反应条件对化学平衡的影响 氯化钴溶液颜色的变化 一、本课题研究的实验目的 1、通过实验加深对可逆反应的了解和认识。 2、通过实验从浓度、温度、同离子效应角度来理解平衡移动知识。 二、实验内容： 1、实验原理： 实验 1：水溶液中的四氯合钴() 离子和六水合钴() 离子 间存在如下平衡 通过加浓盐酸和
5、加水的方式来改变平衡移动即通过同离子效应和改变浓度的的方式来 改变平衡移动。 实验 2：由于 Co2+的 水解能力较弱，CoCl 26H 2O 在加热的过程中，它只是逐渐脱水， 而不发生水解现象，因此在加热过程中存在 CoCl2 6H2O 和无水 CoCl2 转化过程中的颜色 变化 CoCl2 的水合过程是放热过程，所以受热平衡朝着脱水方向移动，颜色由粉色逐渐变 为紫色、蓝色。冷却后，蓝色又会逐渐变为紫色、粉红色。 2、实验操作略 三、实验建议： 1、实验中药品用量过多，如实验 1 在 3mL 的 0.5mol/L 的 CoCl2 溶液中再加上 6mL 的 浓盐酸，改为用 1mL 0.5mol
6、/L 的 CoCl2 溶液效果同样很好，但可节省药品用量。 2、从浓度角度改变平衡移动，此平衡可以改用减少水的量或增加水的量来促进平衡的 移动，减少水的方法可采用加浓硫酸等一些酸性或中性干燥剂。 从同离子效应角度除了加浓盐酸，也可以加 CaCl2、NaCl 等固体氯化物。 书上没有提到的试剂可通过提问的方式让学生来思考，如可通过什么方式减少水？除 浓盐酸外还可用什么试剂来代替？等，并让学生动手做一下来验证。这些方法简单，但对 培养学生的思维能力却很好。 3、实验 2 中取不同量的 CoCl26H 2O 和不同量的乙醇配成的溶液，用水稀释变粉色，需 水量不同，加热变紫色、变蓝色所需的温度也均不同
7、。通过实验，取 0.1gCoCl26H 2O 和 6mL 乙醇配比比较合理，该配比的紫色变色温度为 35，蓝色的变色温度是 47，现象 明显，所需加热的温度适当。 探究影响乙酸乙酯水解程度的因素 实验目的：探究酯的水解的影响因素 实验操作：取三支试管，分别编号 1、2、3。再分别注入 4ml 蒸馏水、4ml2mol/L 硫 酸、4ml4mol/LNaOH 溶液。并在 1、2 号试管中加甲基橙，3 号试管加石蕊试液，使三支 试管的溶液分别呈橙色、红色、和蓝色 。再在三支试管中加 2ml 的乙酸乙酯，振荡后，将 三支试管同时放在 60-65的水浴中加热约 5 分钟后，取出试管观察液相界面情况。 按
8、照课本方法来做现象不是很明显，原因 1、由于酯在水中有一定的溶解性，而在电 解质溶液中的溶解度小，使得对比实验中的参照实验不具有参照性。2、酯水解的反应速率 慢，书本中所控制的条件不合理。 实验改进： 1、实验册中 P39 提到在 15时每 100g 水中能溶解乙酸 乙酯 8.5g，把水改为饱和食 盐水效果更好。 2、加快水解的速度可从以下几个方面考虑：（1）升 高温度（2）增加反应的接触面 积（3）增加催化剂的浓度 （1）课本上说水解温度控制在约 60，效果不明显，可升高温度，由于乙酸乙酯的 沸点为 77.15，所选温度要尽量高但又不能超过其沸 点。通过实验认为水解温度可以控 制在 70-7
9、5之间，该温度下酯挥发不明显（若担心也可加冷凝管防挥发） ，水解速率较 快。 （2）水浴过程不振荡，酯与催化剂的接触面小，振荡可增加反应的接触面，使 反应 速率提高。水浴过程中，三支试管同时取出振荡，实验效果也 很好。 （3）用书本上的硫酸和氢氧化钠的浓度实验效果不理想。由于要保证溶液中 CH+和 COH-相等，所以通过对比实验，我通过实验认为选择硫酸的浓度为 5 molL-1 氢氧化钠 的浓度为 10 molL-1。 3、由于试管在制作时规格总有偏差，以及在加试剂的过程中总存在着一定的体积偏 差，故从观察乙酸乙酯剩余体积时若时间不够或所加入溶液的体积未达到要求时 2、3 试管 体积变化肉眼观察有偏差，若用透明胶带纸对液相界面做标记效果更明显。这样做法的另 一个有点是就算学生在量取液体时有点偏差也不影响实验的最终效果。
