课题3 制取氧气 第2课时（导学案）-2024人教版九年级化学上册（解析版）

课题3制取氧气

第2课时催化剂和分解反应

学习目标

一、知识目标

i.明确催化剂的定义、特点和作用，能判断某种物质是否为反应的催化剂。

2.认识分解反应，掌握其定义、表达式和特点，学会辨别分解反应。

3.体会实验探究的一般思路，包括明确探究目的、设计实验方案、实施实验、获取证据、分析推理和形

成结论。

二、素养目标

1.宏观辨识与微观探析：通过实验现象宏观认识催化剂对反应速率的影响，从微观角度理解反应实质。

2.证据推理与模型认知：通过实验探究，建立催化剂和分解反应的概念模型，能基于实验证据进行分析

推理。

3.科学探究与创新意识：经历过氧化氢分解制取领气中二僦叱镭作用的探究过程，培养实验设计和操作

能力，体会科学探究的重要性。

2

学习重难点

一、学习重点

i.催化剂的概念和特点。

2.分解反应的概念和判断。

二、学习难点

1.催化剂概念的理解。

2.实验探究思路的形成。

课前预习

一、催化剂和催化作用

（1）概念：化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学呼质在化学反

应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。

（2）特点:

①一变：能改变其他物质的反应速率，可以是加快，也可以爰减慢：

②二不变：自身的质量和化学性质不变在反应前后都没有发生变化。

注意：

①催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应的进行；

②催化剂不是反应物，也不是生成物，写在反应条件上；

③一种催化剂仅针对某一些反应，并不是所有反应的催化剂；

④某一反应的催化剂可能不只一种，如氧化铁等也可做过氧化氢分解的催化剂：

⑤催化剂在化学反应前后化学性质不变，但是物理性质可能会改变。

过氧化氢在二氧化钵催化下产生氧气，这个变化的文字表达式是:过氧化氢流水十氧':

二、分解反应

L概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应,叫做分解反应。

2.反应特点：“一变多”

3.反应通式：AB-A+B

4.比较分解反应和化合反应

反应类型分解反应化合反应

由一种反应物生成两种或两种以匕其由两种或两种以上物质生成另一种物

概念

他物质的反应质的反应

表达式AB>A+BA+B►AB

特征“二变妥”“多变二”

实例如：双氧水分解如：红磷燃烧

共性都是化主变化，都属「化学基本反应类型。

一、催化剂及催化作用

活动一：探究二氧化锌在过氧化氢制氧气中的作用

问题探究：设计了三个实验来探究二氧化橘在过氧化氢制氧气中的作用，请根据实验内容完成表格。

实验内容：实验一：在试管中加入5mL3%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。

实验二：向上述试管中加入少量二朝化镒，把带火星的木条伸入试管。

实验三：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。

表格：

实验编号现象分析

—•

二

三

结论

答案:

实验编号现象分析

,*带火星的木条不复燃常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以

使带火星的木条复燃。

加入二氧化镒后，带火星的木条复燃二氧化镭加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使

带火星的木条复燃。

重新加入过氧化氢溶液，带火星的木氧气是过氧化氢产生的，二氧化镭只起加快产生氧气的

条复燃作用。

结论二氧化钵能加快过领化氢制氧气的速率，二领化锦本身未见变化

问题思考：通过探究二氧化铢在过氧化氢制氧气中的作用的实验，我们知道了二氧化镒能加快过氧化氢制氧

气的速率。那么二氧化钵在这个反应中到底扮演了一个什么角色呢？二氧化镒对任何反应都有这样的效果吗？

有没有其他物质对这个反应也有这样的效果？

答案：二氧化钵在过氧化氢制取氧气的反应中做催化剂。二氧化锦并非所有反应的催化剂，在一些反应中也

可做反应物或生成物；硫酸铜溶液也可以作为过氧化氢制取氧气的催化剂。

归纳总结：请归纳催化剂的定义、特点和作用。

归纳总结：请归纳催化剂的定义、特点和作用。

答案：定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有

发生变化的物质。特点：“一变两不变”，“一变”指能改变其他物质的反应速率（可以是加快,也可以是减

慢），“两不变”指自身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化，且不能增大或减少生成物的质量。作

用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

活动二：判断某种物质是否为催化剂的实验设计

问题思考：判断某种物质是不是反应的催化剂，需要从哪些方面来设计实验进行探究呢？

答案：需要探究该物质是否能改变化学反应速率、探究该物质的质量在化学反应中是否发生改变、探究该物

质的化学性质在化学反应中是否发生改变。

活动三：典例精讲

典例1:我国石油化工专家闵恩泽院士，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。下列有关催化剂的说法正确的是

A.催化剂能增加生成物的质量

B.在化学反应中催化剂只能加快反应速率

C.催化剂在反应前后化学性质不变

D.过氧化氢溶液必须加入二氧化锦才能分解出氧气

【学生回答】C

【诰解】A、催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量没有影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，

该选项错误；

B、催化剂能改变化学反应速率，既可以加快反应速率，也能减慢反应速率，该选项错误；

C、催化剂在反应前后质量和化学性质都不变，该选项正确；

D、过氧化氢溶液在常温下就能分解出氧气，只是分解速率较慢，加入二氟化锌能加快分解速率，但不是必须

加入：氧化铳才能分解出氧气，该选项错误。

故选C。

典例2.某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以卜.实验。下列说法不正确的是

A.图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝

B.图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率

C.图1、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度

D.图1、2对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度

【答案】D

【造解】A、图2中冰水混合物用于冷凝氧气中的水蒸气，故A不符合题意;

B、图3和图4的对比（温度不同）可直接反映温度对反应速率的影响，故B不符合题意:

C、图1（无催化剂）和图4（有催化剂）的对比能证明催化剂的作用，加入催化剂会影响化学反应速度，故

C不符合题意；

D、图1未复燃的主要原因是未使用催化剂，导致氧气产生速率慢，而非水蒸气冲淡氧气浓度，故D符合题

意。

故选Do

典例3.某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二领化镭的作用。下列说法不正确的是

带火星的木带火星的木带火星的木

一条未复燃条复燃/条复燃

加入MnO?

无现象后10mL

5mL

5mL续续加H,O耳。?溶液

/5%咐

/5%H2O,

・~O.lgMnO,P—O.IgMnO.

甲乙丙

A.实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解

B.实验甲、乙说明MnO］能加快过氧化氢分解

C.实验乙、丙说明反应前后MnO2的化学性质不变

D.要说明MnO?是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后MnO?的质量

【学生回答】A

【详解】A、实验甲中带火星的木条不复燃，是因为过辄化氢分解放出氧气的量很少，故A符合题意；

B、对比实验甲和实验乙，实验甲中带火星的木条不复燃，实验乙中带火星的木条复燃，说明MnCh能加快过

氧化氢分解，故B不符合题意；

C、实验丙中带火星的木条复燃，则通过对比实验乙和实验丙，说明反应前后MnO2的化学性质不变，故C不

符合题意；

D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。则要说明MnCh是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前

后MnCh的质量，故D不符合题意3

故选Ao

二.分解反应

活动一：分解反应的概念

问题思考：写出高镒酸钾加热分解和过氧化氢分解的文字表达式，并观察反应物和生成物的种类有什么特

点。

答案：文字表达式分别为：高锌酸钾T”镐酸钾+二氧化锦+氧气，过氧化氢一二水+疑气。观察得

出反应物都是一种，生成物是两种或两种以上。

归纳总结：请归纳分解反应的定义、表达式和特点，并与化合反应进行比较。

答案：

反应类型定义表达式特点

分解反应由一种反应物生成两种4—>8+C+…一变多

或两种以上其他物质的

反应

化合反应由两种或两种以上其他4+B+-TX多变一

物质生成另一种物质的

反应

活动三：典例精讲

典例1.下列反应属于分解反应的是

A.水*氢气+氧气B.酒精+氧气」二氧化碳+水

C.大理石+盐酸一氯化钙+二氧化碳+水D.碳+氧气」二氧化碳

【学生回答】A

【诘解】A、分解反应是指由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，其特点是：只有一个反应物，且

反应物必须是化合物，产物可以是单质或化合物，水在通电条件下分解为氢气和氧气，该反应中，反应物只有

水：一种化合物），生成物是氢气和氧气（两种单质），符合分解反应的定义，此选项正确；

B、酒精和氧气在点燃条件卜反应生成二氧化碳和水，该反应中，反应物是酒精和氧气（两种物质），生成物

是二氧化碳和水，分解反应要求只有一种反应物，因此不符合，此选项错误；

C、大理石（主要成分为碳酸钙）和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应中，反应物是大理石和盐酸

（两种物质），生成物是三种物质，分解反应要求只有一种反应物，因此不符合，此选项错误：

D、碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，该反应中，反应物是碳和氧气（两种物质），生成物只有二氧

化碳一种物质，这属于化合反应（两种或多种物质生成一种物质的反应），不是分解反应，此选项错误。

故选Ao

高温

典例2.1755年，布莱克通过煨烧石灰石CaCCh:=<aO+CO2T第一次制得纯净的:氧化碳，该又应属广

A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应

【学生回答】B

【注解】CaCO'^CaO+COj,该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选：B。

典例3.下列反应中，既不属于化合反应，又不属于分解反应的是

A.水氢气+氧气B.硫+氧气一三二氧化硫

C.二氧化碳+水-＞碳酸D.甲烷+氧气」^二氧化碳+水

【学生回答】D

【诰解】A、水通电生成氢气和氧气,符合“一变多”特征，属于分解反应,故选项错误：

B、硫和氧气燃烧反应生成二氧化硫，符合“多变一”特征，属于化合反应，故选项错误；

C、二氧化碳和水反应生成碳酸，符合"多变一''特征，属于化合反应，故选项错误；

D、甲烷和氧气燃烧反应生成二氧化碳和水，既不是“多变一”的分解反应也不是“一变多”的化合反应，故选项

正确。

故选:Do

核心归纳

①催化剂能改变其它物质的反应速率，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。

②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变。

③催化剂是针对具体反应而言的，如二氧化铳在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但

二氧化镒不是所有化学反应的催化剂。

④在某个化学反应中，可以选择不同的物质做为催化剂。如过氧化氢分解制取氧气时，既可以选择：氧化铳

做催化剂，也可以选择氧化铁做催化剂。

⑤都是化学变化,都属于化学基本反应类型。

6

随堂练习

I.兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪

肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲

线a、b所示。结合实验和曲线a、b分析，下列说法正确的是

A.催化效率更高的是土豆块

B.过氧化氢分解的反应是吸热反应

C.加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s

D.不同催化剂对反应产物的质量没有影响

【答案】D

【洋解】A、结合实验和曲线a、b分析，相同时间内曲线a（猪肝块作催化剂）的气压变化比曲线b（土豆块

作催化剂）大，说明反应速率更快，所以两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块，故说法错误；

B、从曲线a、b的变化可以看出，随着反应进行，压强增大，但一段时间后压强均有减小，说明反应过程中

除生成气体导致压强增大,还因为温度升高压强增大,反应结束一段时间后恢复室温,zI压减小.所以过氧化

氢分解的反应是放热反应，故说法错误；

C、由图可知，30s时加猪肝块催化的过氧化氢使装置内压强达到最大，说明加猪肝块催化的过氧化氢完全反

应所用的时间大约是30s,故说法错误：

D、最终压强相同，则说明最终生成的气体体积相同，生成同种气体且最终压强相等则生成气体质量相同。所

以不同催化剂对反应产物的质量没有影响，故说法正确。

故选D。

2.2021年诺贝尔化学奖揭晓、两位科学家因“在不对称有机催化研究方面的进展”被授予该奖项v下列关于催

化剂的叙述中，正确的是

A.在化学反应后其质量减小B.在化学反应后其化学性质不变

C.催化剂只能加快化学反应速率D.能使任何物质间都发生化学反应

【答案】B

【误解】A、化学反应前后催化剂的质量不变，不符合题意；

B、化学反应前后催化剂的化学性质不变，符合题意；

C、催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，不符合题意；

D、催化剂仅改变反应速率，不能决定反应是否发生，不符合题意。

故选

3.如图所示，过氧化氢在催化剂碘化钾作用卜迅速分解生成气体，量筒中涌出柱状的泡沫被形象地称为“大

象牙膏二下列说法错误的是

A,实验过程中需要佩戴护目镜

B.碘化钾增加了产生气体的量

C.反应前后碘化钾的质量和化学性质不变

D.其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，涌出柱形泡沫

【答案】B

【诰解】A、由于反应比较剧烈，为避免液体溅出，伤害眼睛，所以实验过程中需要佩戴护目镜，选项正确：

B、碘化钾是反应的催化剂，只改变反应的速率，不能增加生成物质量，选项错误；

C、碘化钾是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，选项正确；

D、其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，反应越剧烈，涌出柱形泡沫速度越快，选项正确；

故选Bo

4.在H2O2分解制O2的反应中Mn02作催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是

A.反应前后性质不发生改变B.反应前后质量不发生改变

C.某些反应可使用不同的催化剂D.某些催化剂可催化不同的反应

【答案】A

【分析】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

的物质叫做催化剂。

【正解】A、催化剂在化学反应前后化学性质不发生改变，但是物理性质可能会改变，例如形状等。说反应前

后性质不发生改变不准确，说法不正确，不符合题意；

B、催化剂的特点之一是在化学反应前后质量不发生改变，说法正确，不符合题意；

C、某些反应可使用不同的催化剂，例如过氧化氢分解制氧气，除了二氧化钵可以作催化剂外，硫酸铜溶液、

红成粉末等也可以作该反应的催化剂，说法正确，不符合题意；

D、某些催化剂可催化不同的反应，例如二氧化钵不仅可以催化过氧化氢分解，还可以在氯酸钾分解制取氧气

的反应中作催化剂，说法正确，不符合题意。

故选Ao

5.卜.列反应中属于分解反应的是

A.氧化钙+水-氢氧化钙B.碳酸钙一氧化钙+二氧化碳

C.氮氧化钠+盐酸一＞氯化钠+水D.铁+硫酸铜一硫酸亚铁+铜

【答案】B

【访解】A、氧化钙+水f氢氧化钙，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；

B、碳酸钙f氧化钙+二氧化碳,该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，符合题意；

C、氢氧化钠+盐酸一氯化钠+水，该反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，不符合题意:

D、铁+硫酸铜-＞硫酸亚铁+铜，该反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，不符合题意。

故说:Bo

考点1催化剂及催化作用

1.对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。卜列说法正确的是

0°C

20℃

x30℃mL

5mL-5mL10%出6溶液

30%H2O2溶液

30%H◎溶液0.1gMnO:

A.甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验

B.甲和丙对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响

C.乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响

D.丙和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂

【答案】C

【注解】A、甲、乙中溶液浓度不同，其他条件相同，能形成对比实验；甲、丙中温度、溶液浓度均不同，变

量不唯一，不能形成对比实验；甲、丁中其他条件相同，变量为是否有MnCh，能形成对比实验，因此甲能和

乙、丁分别形成对比实验，说法错误，不符合题意；

B、甲、丙中温度、溶液浓度均不同，变量不唯一，不能探究H2O2浓度对分解速率的影响，说法错误，不符

合题意：

C、乙和丙对比，温度不同，其他条件相同，能探究温度对分解速率的影响，说法正确，符合题意；

D、丙和丁对比，温度、溶液浓度不同，丙中没有加入MnO2,丁中加入MnCh,变量不唯一，不能探究MnCh

是H2O2分解的催化剂说法错误，不符合题意；

故选:故

2.有关催化剂的说法正确的是

A.化学反应后其质量减少B.能改变化学反应速率

C.化学反应后其变成新物质D.不参加任何反应

【答案】B

【详解】A、催化剂在反应后质量不变，不会减少。例如，在过氧化氢分解反应中，二氧化镒作为催化剂，反

应前后质量不变。因此，该选项错误。

B、催化剂通过提供反应路径，降低反应活化能，从而改变（通常加快）反应速率。例如，二氧化钛能加快过

氧化氢分解。因此，该选项正确。

C、催化剂在反应后化学性质不变，不会生成新物质。例如，二氧化钵催化后仍是:氧化镒。因此，该选项错

误。

D、催化剂会参与反应（如作为反应中间体），但反应后再生，并非“不参加”。例如，在催化过程中，催化剂

与反应物短暂结合。因此，该选项错误。

故送B。

3.两份完全相同的过氟化氢溶液a和b,a中加入少量二氧化钵，b中不添加二氧化锌，放出氯”的质量与时

间的关系图像正确的是

与

咽

s蚂

Mr

D

【详解】两份完全相同的过氧化氢溶液a和b,a中加入少量二氧化镭，b中不添加二氧化钵，二弱化镒能加快

过氧化氢的分解速率，但不能改变生成氧气的质量，所以最终生成氧气的质量相等，且a完全反应所需的时间

少。两份过氧化氢溶液都是一开始就分解。

故选Co

4.兴趣小组按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏下列说法中，正确的是

“大象牙膏”

发泡剂过氧化氢蛇

催化剂溶液

A.产生的泡沫可以被点燃

B.反应前后催化剂质量减小

C.不使用催化剂也可得到“大象牙膏”

D.实验后应将废液倒入指定容器内

【答案】D

【详解】A、过氧化氢可以分解生成水和氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能被点燃，故选项说法错

误；

B、反应后，催化剂的质量不变，故选项说法错误；

C、过氧化氢在常温下分解速率很慢，不使用催化剂时，很难得到‘大象牙膏”这样的大量泡沫现象，故选项说

法错误；

D、实验后的废液可能含有有害物质，应倒入指定容器内进行处理，以防止污染环境等，故选项说法正确。

故选：Do

5.半导体材料通常具有良好的光催化性能和光电化学性能，能够快速生成所需的活性物质并与目标物质发生

反应。下列关于催化剂的说法正确的是

①催化剂在反应前后质量和化学性质没有改变：②催化剂就是二氧化钛(TiOz)、氧化锌(ZnO)、氧化铁

(FC2O3)、二硫化钻(CoS?)等；③催化剂加快了其他物质的化学反应速率；④催化剂改变了其他物质的化学反应

速率。

A.①②®®B.①④C.只有①D.②④

【答案】B

【误解】①催化剂在化学反应前后的质量和化学性质没有改变，说法正确；

②二氧化钛、氧化锌、氧化铁、二毓化钻等可作为化学反应的催化剂，但是不能说催化剂就是二氧化钛、氧化

锌、氧化铁、二硫化钻等，说法错误；

③催化剂能改变化学反应速率，可能加快也可能减慢，说法错误：

④催化剂改变了其他物质的化学反应速率，说法正确；

综上可知，说法正确的是①④，故选：Bo

考点2分解反应

6.卜.列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是

A.钠+氯气氯化钠B.二氧化碳+碳萼一氧化碳

C.碳酸氢钠母碳酸钠+二氧化碳+水D.丙烷+氧气」^二氧化碳+水

【答案】D

【诺解】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故A错误；

B、该反应符合“多变一”的特点，居于化合反应，不符合题意，故B错误；

C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意，故C错误；

D、该反应既不符合“多变一”的特点，也不符合"一变多''的特点，因此该反应既不属于化合反应也不属于分解

反应，符合题意，故D正确。

故选Do

高温

7.1755年，布莱克通过燃烧石灰石CaCCh^=<aO+CO2T第一次制得纯净的二氧化碳，该反应属于

A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应

【答案】B