催化剂、催化作用
(1)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改变的物质叫催化剂(或叫做触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
(2)要理解“改变”二字的含义。它包括增大和减小化学反应速率两个方面。如二氧化锰催化氯酸钾是增大反应速率,而在塑料里加入“防老剂”,便是减小化学反应速率。
(3)在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,但不能说催化剂没有参加反应,事实上,许多催化剂都参与了反应,只是经过一系列的变化后又变成原来的物质。
(4)催化剂具有选择性,既不是“万能”的,又不是“唯一”的,如二氧化锰是加速氯酸钾分解的催化剂,但不是任何反应的催化剂;氯酸钾分解的催化剂可以用二氧化锰,也可以用氧化铁等。
(5)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。
化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质生成另一种物质的化学反应叫化合反应。
例如:2Na+Cl2 2NaCl
CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)表达通式为:A+B→AB
(3)一般规律:反应物性质(如金属性、非金属性、酸碱性等)的差别越大,反应则越容易进行。
分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应叫分解反应。
例如:Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2↑+H2O
2H2O 2H2↑+O2↑
(2)表达通式:AB→A+B
(3)一般规律:比较不稳定的物质,通过分解反应,生成比较稳定的物质。
例题解析:
1.根据下列几个反应的文字表达式:
①铜+氧气 氧化铜
②氢气+氯气 氯化氢
③甲烷+氧气 二氧化碳+水
④碳酸氢铵 氨气+二氧化碳+水
⑤碱式碳酸铜 氧化铜+二氧化碳+水
指出其中属于分解反应的是_____________,属于化合反应的是_______________,属于氧化反应的是_____________,既属于化合反应又属于氧化反应的是_____________,属于氧化反应但不属于化合反应的是_________________。
分析:
化合反应和分解反应是从反应物和生成物的种类多少对反应进行的分类,化合反应是“多种变一种”,分解反应为“一种变多种”。氧化反应则是从反应中有没有“氧”参加反应来分类,它不同于化合反应、分解反应的分类方法。一定要搞清楚它们之间的联系与区别,才能较好地解答有关问题。
分解反应的反应物只有一种,如题给反应中的④和⑤,分解反应肯定不会是氧化反应。物质跟氧发生的氧化反应,若只生成一种物质时,则该氧化反应也属于化合反应,如反应①便是。物质跟氧发生的氧化反应,若生成物不只一种而是两种或两种以上时,虽然属于氧化反应,但不属于化合反应,反应③便是。若物质不是跟氧发生的化合反应,虽属化合反应但不是氧化反应,如反应②。
答案:④⑤ ①② ①③ ① ③
2.有A、B、C三支试管,分别放入等质量的氯酸钾。其中把A试管直接放在酒精灯加热;B试管中放入少量二氧化锰后再加热;C试管中放入少量高锰酸钾后再加热。试回答:
(1)三支试管中反应速率最慢的是( )试管。
(2)充分反应后产生氧气最多的是( )试管。
答案(1)A (2)C
分析:B试管中加入了二氧化锰,可以加快氯酸钾的分解速率。C试管中加入了高锰酸钾,加热后高锰酸钾很快分解产生出二氧化锰,二氧化锰使氯酸钾的分解速率加快。唯有A试管中既没有加入二氧化锰,也没有加入高锰酸钾,所以A试管中反应速度最慢。
(2)C试管中产生氧气最多的原因是加入了可以分解产生氧气的高锰酸钾。
3.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A、二氧化锰是氯酸钾的催化剂
B、催化剂只能加快化学反应的速率
C、催化剂并不参加化学反应
D、催化剂在反应前后质量和化学性质保持不变
分析:A选项不正确。因为催化剂是对反应速率有影响,即二氧化锰是氯酸钾分解制氧气这个反应的催化剂,而不是氯酸钾这个物质的催化剂;B选项不正确,因为催化剂对化学反应的速率方面的影响有两种,即加快或减慢反应速率;催化剂往往参加化学反应,但经过一系列变化后又变成原来的物质,所以催化剂在反应前后其质量和化学性质保持不变,所以C项不正确。答案是D。
答案:D
相关练习:
1、下列反应不属于分解反应的是( )
(A)加热氧化汞 (B)加热氯酸钾
(C)加热碱式碳酸铜 (D)加热食盐水得到食盐和水蒸气
2、加热氯酸钾制氧气时,忘记加入二氧化锰,其结果是( )
(A)不能产生氧气 (B)生成氧气速度慢
(C)生成氧气总量减少 (D)没有氯化钾生成
3、在用氯酸钾制氧气的过程中,添加少量二氧化锰的作用是( )
(A) 增加氧气的生成量
(B)可节省氯酸钾的用量
(C)使氯酸钾在较低温度下迅速放出氧气
(D)控制氯酸钾的分解速度
4、下列反应式可以表示化合反应的是( )
(A)a+b→ab (B)abc→a+b+c
(C)a+bc→ac+b (D)a+bc→abc
答案:1、D 2、B 3、C 4、AD
测试
一、不定项选择题(每题10分,共100分)
1.有关实验室用氯酸钾制取氧气的下列叙述中,正确的是( )。
(A)氯酸钾和二氧化锰发生化合反应而放出氧气
(B)二氧化锰在反应前后质量保持不变
(C)收集氧气可以用排水集气法,也可用向下排空气集气法
(D)从反应后的固体残余物中分离出的二氧化锰对氯酸钾不再起催化作用
2.将氯酸钾和二氧化锰的混合物加热,反应结束后,固体混合物中二氧化锰的质量分数与原来相比( )。
(A)降低了 (B)不变
(C)增大了 (D)无法判断
3.将质量相等的氯酸钾单独加热和与少量二氧化锰混合加热。其放出氧气的质量(纵坐标)和反应时间横坐标的关系图正确的是( ) 图中a代表氯酸钾和二氧化锰的混合物,b是氯酸钾。
4.某学生在加热氯酸钾制取氧气的实验中,误将高锰酸钾当做二氧化锰跟氯酸钾混合,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,生成氧气的量增多
(C)反应速率和生成氧气的量都和没有加高锰酸钾时一样
(D)反应速率不变,但生成氧气的量增多
5.下列说法中正确的是( )
(A)实验室制取氧气发生的反应属于分解反应
(B)化合反应必定是氧化反应
(C)氧化反应不一定是化合反应
(D)只要反应物为一种的反应必定是分解反应
6.下面列举关于催化剂的各种不同的说法:(1)催化剂有催化作用;(2)催化剂可加快自身的反应速度;(3)催化剂在反应前后的性质和质量都不改变;(4)催化剂也称为触媒;(5)催化剂的作用是改变其他物质的反应速度;(6)在反应过程中,催化剂自身并不参与反应。 上述各说法中正确的是( )
(A)(1)(2)(3) (B)(1)(4)(5)
(C)只有(1)(4) (D)(2)(3)(6)
7.下述有关催化剂的说法中错误的是( )
(A)催化剂本身没有参加化学反应
(B)在反应前后催化剂质量不变
(C)在反应前后催化剂的化学性质不变
(D)催化剂是二氧化锰
8.加热氯酸钾和高锰酸钾的混合物,反应现象是反应速率由慢到快,产生氧气的质量由少到多,其原因是( )
(A)高锰酸钾影响化学反应速度
(B)高锰酸钾不影响生产氧气的质量
(C)高锰酸钾受热后,会生成更多的氧气
(D)高锰酸钾先分解后,产生的二氧化锰起了氯酸钾反应的催化作用,使反应加快,生成氧气的质量由少到多
9.下列反应中,属于化合反应的是( )
(A)铁+氧气 四氧化三铁
(B)乙炔+氧气 二氧化碳+水
(C)高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
(D)二氧化碳+碳 一氧化碳
10.在实验室某同学设计如下四种制取氧气的方法正确的是( )
(1)加热高锰酸钾 (2)加热二氧化锰和氯酸钾的混合物 (3)加热二氧化锰
(4)加热高锰酸钾和氯酸钾的混合物
(A)全部不正确 (B)全部正确
(C)只有(1)(2)正确 (D)(1)(2)(4)正确
答案与解析
答案:1.B 2.C 3.C 4.B 5.AC 6.B 7.AD 8.D 9.AD 10.D
解析:
1、分析:本题重点是考察对催化剂的概念的认识,二氧化锰作为氯酸钾分解反应的催化剂,在反应前、后二氧化锰的化学性质和质量都不改变,因此,对氯酸钾具有催化作用的性质也不改变。由于氧气不易溶于水,且比空气略重。在收集氧气时可以用排水集气法或向上排空气集气法。但最好用排水集气法,用排空气法不易收集到纯净的氧气。
答案:选B。
2、分析:反应前混合物的总质量为氯酸钾与二氧化锰质量之和。反应后为氯化钾与二氧化锰质量之和。反应前、后催化剂二氧化锰的质量不变,而氯酸钾发生了分解反应放出氧气,必定生成物氯化钾的质量小于氯酸钾质量。所以,反应结束后,固体混合物中二氧化锰的质量分数比原来增大了。
答案:选C。
3、分析:等质量的氯酸钾完全反应后放出的氧气的量是相等的,加入催化剂只是加快了反应速率,缩短了反应的时间,放出氧气的质量和未加催化剂时是一样的。
答案:选C。
4、分析:加入的高锰酸钾受热发生分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,因此,与不加高锰酸钾相比,生成的氧气量增加,同时二氧化锰对氯酸钾的分解又有催化作用,可加快氯酸钾的分解速率。(B)正确,(A)(C)(D)均不正确。
答案:B
5、分析:实验室制取氧气无论是氯酸钾制氧气还是高锰酸钾制氧气,都是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应,所以都属于分解反应,但并不是说反应物为一种的反应必为分解反应。如石墨在一定条件下可转化为金刚石,在这反应中反应物为一种,生成物也为一种,并不属于分解反应。判断化合反应的关键是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。判断氧化反应的关键是看反应中是否有氧的得失,化合反应与氧化反应之间无必然联系。如生石灰和水生成熟石灰的化合反应就不是氧化反应。但凡是有氧气参加的化合反应一定是氧化反应。氧化反应中如果生成物不是一种便不是化合反应。
答案:A、C
6、分析:在化学学科中,常常将具有某种特殊作用的物质称“××剂”,如:有氧化作用的物质称为氧化剂,有催化作用的物质称为催化剂,初中化学涉及的还有还原剂、腐蚀剂、致冷剂、干燥剂、指示剂和溶剂等。所以题中说法(1)正确。这样一类物质所具有的作用都不是针对本身而言的,如:氧化剂的氧化作用不是使自身氧化,干燥剂的干燥作用也不是使本身干燥,这些称为“××剂”的“××作用”都是针对其他物质的。因此,催化剂的催化作用也是指“能改变其他物质的反应速度”,而且改变速度包括加快和减慢两种情况。而不单纯指“加快反应速度”,所以题中说法(2)错误,而说法(5)正确。催化剂的概念中所说“在化学反应前后质量和化学性质不变”并不意味着催化剂本身“不参加反应”,事实上,在化学反应中的催化剂通常是参与反应的,如:催化剂A和B和C反应生成BC时的作用可表示为B+A→BA,BA+C→BC+A,这一整个过程也可表示为B+C BC。因为催化剂往往参与反应,根据上面的示意和质量守恒定律,“反应前后质量和化学性质不变”,而物理性质却可能有所改变,所以题中说法(3)(6)错误。催化剂在生产和科研领域中也称为触媒,有时还叫做接触剂,所以题中说法(4)正确。
答案:B
7、分析:催化剂一般都参加化学反应,只是在反应前后质量和化学性质不变,(A)错,(B)(C)正确;催化剂有选择性,不同的反应选择的催化剂不同,而同一个反应又可以选用不同物质作催化剂,(D)错误。
答案:A、D
8、分析:氯酸钾在没有催化剂作用的条件下,仍可产生氧气,但逸出的氧气少,反应温度需要很高。与高锰酸钾混合加热,先分解的高锰酸钾产生的二氧化锰,解决了催化剂的问题,应选(D)。
答案:D
9、分析:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应,叫做化合反应。
答案:A、D
10、分析:高锰酸钾加热分解,生成锰酸钾、二氧化锰、氧气。其中生成的二氧化锰对氯酸钾分解反应起催化作用,能改变其分解反应的速率。
答案:D
催化剂就是在化学变化前后质量和本身的化学性质都不变,能改变反应速率(即加快或减慢)的物质。
如:1.过氧化氢在常温下能分解成氧气和水,但十分缓慢。加了二氧化锰(或水泥、红砖等)反应速率加快。
2.氯酸钾与二氧化锰(催化剂)混合加热可制氧气。
催化剂不仅可能加快化学反应的速度,也可以减缓反应的速度.
例如:1、实验室制氧气中加二氧化锰就可以加快反应速度.
2、在罐头食品中加入的一些物质就是减慢食品变质的反应速度。
把某种物质(可以是一种到几种)加到化学反应体系中,可以改变反应的速率(即反应趋向平衡的速率)而本身在反应前后没有数量上的变化同时也没有化学性质的改变,则该种物质称为催化剂。这种作用则称为催化作用。
当催化剂的作用是加快反应速率时,称为正催化剂。当催化剂的作用减慢反应速率时,称为负催化剂或阻化剂。通常由于正催化剂用得比较多,所以一般如不特别说明,都是指正催化剂而言。
催化剂不仅可能加快化学反应的速度,也可以减缓反应的速度,如实验室氧气的制法加二氧化锰就可以加反应快速.