过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2Ｏ２在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂(如P ｔ、Ag 、ＭnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行:H 2O 2H 2O +12O2→ (C2-1）在催化剂KI 作用下,Ｈ2Ｏ2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO （慢）→ (C ２-2)KIO KI +12O2（快）→ （C2-3）整个分解反应的速度由慢反应(C ２－2)决定：222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (Ｃ2-4）式中ｃ表示各物质的浓度（mol·Ｌ-1),t 为反应时间（s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的K Ｉ的浓度保持不变,令KI O H 122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5）式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明,反应速率与H 2Ｏ2浓度的一次方成正比,故称为一级反应。
将上式积分得:01ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和ｔ时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(Ｃ2-６) 由反应方程式可知,在常温下,H ２O ２分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O ２全部分解所放出的O 2体积,V t 表示H 2O 2在ｔ时刻放出的Ｏ2体积，则)(t t V V c -∝∞。
实验14--过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
实验14--过氧化氢催化分解反应速率常数的测定实验目的：1. 了解过氧化氢的催化分解反应。
2. 掌握反应速率常数的测定方法。
实验原理：过氧化氢在水溶液中会自发分解，产生氧气和水。
但是过氧化氢自身的分解速度非常慢，因此需要催化剂来加速反应速率。
催化剂可以降低活化能，使反应更容易进行。
H2O2(aq) → O2(g) + 2H2O(l)该反应为一级反应，其反应速率可以表示为：r = k[H2O2]其中，r为反应速率，k为反应速率常数，[H2O2]为过氧化氢浓度。
为了方便起见，我们可以使用实验时测得的氧气体积来代替反应速率，即：在反应中，过氧化氢的浓度随时间而减少，因此反应速率常数k也随时间而变化。
为了得到反应速率常数k的准确值，我们需要使[H2O2]在整个反应过程中变化量相对较小，通常可以在反应初期进行。
实验仪器和试剂：1. 实验室盛装设备2. 10 mL 滴定管3. 过氧化氢溶液（30%）4. 硫酸铜催化剂溶液6. 蒸馏水实验步骤：1. 将实验室盛装设备清洗干净，取出等压瓶并将其放入水中，保持水平。
使用10 mL 滴定管向等压瓶中滴加10 mL的过氧化氢溶液，尽量不在氧气冒出的条件下加入。
等压瓶中应剩余20 mL空气。
2. 在反应开始前，将硫酸铜催化剂溶液加入等压瓶中。
使用10 mL 滴定管向等压瓶中滴加0.5 mL的硫酸铜催化剂溶液，并轻轻摇荡等压瓶使催化剂充分混合。
3. 在反应开始后，使用滴定管向等压瓶中滴加氢氧化钠溶液。
每滴加入1 mL，滴加后轻轻摇荡等压瓶，注意观察等压瓶中气体体积变化。
反应开始前应先注意精密加水前的气体体积，以作为实验的参考。
4. 在反应过程中，每隔30秒记录一次氧气体积V和反应时间t，记录10分钟。
记录时，将等压瓶放在室温下，以保持反应温度稳定。
5. 测量完毕后，关闭水龙头，使用滴定管向等压瓶中滴加足量氢氧化钠溶液，并等待反应结束。
注意：反应结束后，等压瓶中还有一定量的过氧化氢未反应完全，因此等压瓶不能直接倒掉，要用蒸馏水清洗干净。
过氧化氢分解速率常数的测
过氧化氢分解速率常数的测1 过氧化氢分解速率常数的测定是化学反应速率研究的一个重要方面。
该实验通过测量过氧化氢在不同浓度下的分解速率，来探究浓度对化学反应速率的影响，并为化学反应速率的理论模型提供实验依据。
以下是过氧化氢分解速率常数的测定实验报告。
一、实验目的1.探究过氧化氢在不同浓度下的分解速率；2.了解浓度对化学反应速率的影响；3.掌握化学反应速率的理论模型。
二、实验原理过氧化氢在酸性条件下可分解为水和氧气，反应方程式为：2H2O2(aq)→2H2O(l)+O2(g)。
该反应速率常数与反应物浓度有关，可以通过测量不同浓度下的反应速率，得到反应速率常数。
三、实验步骤1.准备实验用品：500mL烧杯、50mL量筒、100mL容量瓶、滴定管、磁力搅拌器、电子天平、称量纸、移液管、0.1000mol/L的H2SO4溶液、0.0100mol/L的H2O2溶液、去离子水。
2.将0.0100mol/L的H2O2溶液分别取10mL、20mL、30mL、40mL、50mL，用去离子水稀释至100mL容量瓶中。
3.在每个容量瓶中加入1mL的0.1000mol/L的H2SO4溶液，使反应在酸性条件下进行。
4.将每个容量瓶放置在磁力搅拌器上，记录下初始时间和溶液体积。
5.分别记录下每个容量瓶中产生气体时的时间，以及此时溶液的体积。
记录下实验数据。
6.根据实验数据计算反应速率常数。
四、实验结果与讨论实验数据如下表所示：从实验结果可以看出，随着H2O2浓度的增加，反应速率常数略有增加。
这表明在一定范围内，增加反应物浓度可以加快化学反应速率。
然而，当浓度增加到一定程度时，反应速率增加的幅度会逐渐减小。
此外，实验中还存在误差和不确定性因素，如测量误差、温度变化等，这些因素也会对实验结果产生影响。
五、结论通过本次实验，我们成功地测得了过氧化氢在不同浓度下的分解速率常数。
实验结果表明，随着浓度的增加，反应速率常数略有增加。
然而，当浓度增加到一定程度时，反应速率增加的幅度会逐渐减小。
[详细讲解]实验14过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
![[详细讲解]实验14过氧化氢催化分解反应速率常数的测定](https://img.taocdn.com/s3/m/838095187dd184254b35eefdc8d376eeaeaa17ff.png)
第 次课 4 学时实验14 过氧化氢催化分解反应速率常数的测定一、实验目的1. 测定过氧化氢催化分解反应速率常数；2. 掌握通过测量反应系统的体积跟踪反应系统浓度从而研究反应速率的方法。
二、实验原理过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行的很慢。
加入催化剂能够提高分解速率。
过氧化氢分解反应的化学计量式如下：H 2O 2(l) = H 2O(l) + 1/2O 2(g)若以KI 为催化剂，在KI 作用下催化分解步骤为：KI(l) + H 2O 2(l) = KIO + H 2O(l) （慢）KIO = KI(l) + 1/2O 2(g)由于第一步的速率比第二步慢得多，所以，第一步为反应的控制步骤。
因而可以假定其反应的速率方程式为：-dc A /dt =k ’c KI c A式中，c A 为反应系统中反应到t 时刻H 2O 2浓度，因KI 在反应过程中浓度不变，故上式可简化为- d I c A /dt = k I c A （14.1）式中k=k ’c KI , 将上式分离变量积分：当 t=0 时， C A =C 0 ；t=t 时， C A =C t;定积分式为：⎰⎰=-AA C C t A Ak d t c dc 00（14.2）积分结果：0ln ln c kt c t +-= （14.3）式是t c t ~ln 的直线方程。
反应进行过程中，测定不同时刻 t 时反应系统中氧气的浓度c t ，取得若干组c t 、t 的数据后，以lnc t 对t 作图，得一直线，表明该反应为一级反应（准一级反应），直线斜率为-k 。
物理化学的研究方法是采用物理的方法测定反应系统某组分的浓度，所谓物理的方法是利用反应系统某组分或各组分的某些物理性质（如体积、压力、电动势、折光率、旋光度等）与其有确定的单值函数关系的特征，通过测量系统中该物理性质的变化，间接测量浓度变化。
此种物理化学的实验方法最大的优点是可以跟踪系统某组分或各组分的物理性质的变化，从而，不需要终止反应，便可以随时测定某一时刻反应系统某组分或各组分的浓度。
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数(精)
实验量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点,掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下,没有催化剂存在时,分解反应进行得很慢, 但加入催化剂(如Pt 、 Ag 、 MnO 2、碘化物时能促使其较快分解,分解反应按下式进行:H 2O 2H 2O +2O2→ (C2-1在催化剂 KI 作用下, H 2O 2分解反应的机理为:H 2O 2H 2O ++KI KIO (慢→ (C2-2KIO KI +12O2(快→ (C2-3整个分解反应的速度由慢反应 (C2-2决定:222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (C2-4式中 c 表示各物质的浓度(mol·L-1 , t 为反应时间 (s , 22O H k 为反应速率常数, 它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的 KI 的浓度保持不变,令 K I O H 122c k k ⋅=,则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5式中 k 1为表观反应速率常数。
此式表明,反应速率与 H 2O 2浓度的一次方成正比,故称为一级反应。
将上式积分得:01ln ln c t k c t +-= (C2-5式中 c 0、 c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和 t 时刻的浓度。
反应半衰期为:112/1693. 02ln k k t ==(C2-6 由反应方程式可知,在常温下, H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞ 表示 H 2O 2全部分解所放出的O 2体积, V t 表示 H 2O 2在 t 时刻放出的 O 2体积,则 (t t V V c -∝∞。
将该关系式带入 (C2-5,得到∞∞+-=-V t k V V t ln ln(1 (C2-7本实验采用静态法测定 H 2 O2分解反应速率常数,实验装置见图 C2-1。
物理化学 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2H 2O +12O 2→(C2-1)在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO（慢）→(C2-2)K IO K I +12O 2（快）→(C2-3)整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：222222O H KI O H O H c c k dtdc =- (C2-4)式中c 表示各物质的浓度(mol ·L -1)，t 为反应时间(s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令KIO H122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =- (C2-5)式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：1ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(C2-6)由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则)(t t V V c -∝∞。
将该关系式带入(C2-5)，得到∞∞+-=-V t k V V t ln )ln(1 (C2-7)本实验采用静态法测定H2O2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。
实验14--过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
实验14--过氧化氢催化分解反应速率常数的测定第次课 4 学时实验14 过氧化氢催化分解反应速率常数的测定一、实验目的1. 测定过氧化氢催化分解反应速率常数；2. 掌握通过测量反应系统的体积跟踪反应系统浓度从而研究反应速率的方法。
二、实验原理过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行的很慢。
加入催化剂能够提高分解速率。
过氧化氢分解反应的化学计量式如下：H 2O 2(l) = H 2O(l) + 1/2O 2(g) 若以KI 为催化剂，在KI 作用下催化分解步骤为：KI(l) + H 2O 2(l) = KIO + H 2O(l) （慢） KIO = KI(l) + 1/2O 2(g)由于第一步的速率比第二步慢得多，所以，第一步为反应的控制步骤。
因而可以假定其反应的速率方程式为：-dc A /dt =k ’c KI c A式中，c A 为反应系统中反应到t 时刻H 2O 2浓度，因KI 在反应过程中浓度不变，故上式可简化为- d I c A /dt = k I c A （14.1） 式中k=k ’c KI , 将上式分离变量积分：当 t=0 时， C A =C 0 ； t=t 时， C A =C t;定积分式为：⎰⎰=-A A C C t AAkdt c dc 00 （14.2） 积分结果：0ln ln c kt c t +-= （14.3） 式是t c t ~ln 的直线方程。
反应进行过程中，测定不同时刻 t 时反应系统中氧气的浓度c t ，取得若干组c t 、t 的数据后，以lnc t 对t 作图，得一直线，表明该反应为一级反应（准一级反应），直线斜率为-k 。
物理化学的研究方法是采用物理的方法测定反应系统某组分的浓度，所谓物理的方法是利用反应系统某组分或各组分的某些物理性质（如体积、压力、电动势、折光率、旋光度等）与其有确定的单值函数关系的特征，通过测量系统中该物理性质的变化，间接测量浓度变化。
大学物里化学实验思考题答案（2）
大学物理化学实验思考题答案实验一、过氧化氢催化分解反应速率常数的测定1、读取氧气体积时，量气管及水准瓶中水面处于同一水平面的作用何在？答：反应开始前量气管里水面所受的压力与水准瓶水面所受的压力是一样的，都是P。
反应开始后，由于氧气的产生，水面所受的压力增大而降低。
读取氧气体积时，使量气管及水准瓶中水面处于同一水平面，就是继续保持内外的压力相等，有利于准确读取在t时刻产生氧气的体积。
2、用ⅴ∞数据可以计算H2O2的初始浓度c0，如用KMnO4溶液滴定H2O2溶液，求得H2O2的初始浓度c0，再由c0计算ⅴ∞是否可以？答：可以；因为KMnO4溶液滴定H2O2溶液时，有以下关系式：2 MnO4－→5 H2O2→5 O2；当知道滴定KM nO4溶液的浓度和用掉的体积以及被滴定的H2O2溶液的体积，而先求得c0；接着就可根据关系式求得氧气的物质的量；又因为此时可以把氧气当作理想气体，最后就可以根据理想气体方程：PV=nRT，求得V（即ⅴ∞）。
3、H2O2和KI溶液的初始浓度对实验结果是否有影响？应根据什么条件选择它们？答：有影响；因为ⅴ∞与H2O2的初始浓度c0成正比，而k又与催化剂K I溶液的浓度成正比，所以说它们对实验结果是有影响的。
应根据量气管的量程大小和反应的快慢程度来选择它们。
实验二三组分体系等温相图的绘制1．本实验所用的滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管等为什么必须干燥？答：由于本实验对数据要求比较精确，微小的误差就会对实验产生较大的误影响，会影响三组分体系相图的绘制。
因此，实验前将滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管等干燥是为了减小实验误差，提高实验的准确度。
如果上述仪器不干燥，会使混合溶液中的水的体积增加，使得计算的水的质量小于水的实际质量，影响实验结果。
皂泡量气管法测定过氧化氢催化分解反应的速率常数
皂泡量气管法测定过氧化氢催化分解反应的速率常数1引言目前，测定过氧化氢催化分解速率及半衰期的方法有很多，如量气管测量氧气体积的方法光度法测量过氧化氢含量的方法［5〜6］、高猛酸钾滴定过氧化氢的方法［7］、排水法测量氧气体积的方法［8］等。
国内众多高等院校主要采用量气法测定过氧化氢催化分解的反应速率及半衰期［9〜15］。
实验中为了测出反应进行一定时间时产生气体的体积，要求水准瓶的液面与量气管液面保持同一水平。
由于需要人手控制量气管液面和水准瓶液面保持一致，易出现两者不等压的情况，导致观察得到的体积变化读数误差较大。
为此，本文对实验装置进行了改进，在使用等压法的原理下，把水准瓶换成了皂泡量气管，并采用医用注射器注射催化剂，通过测量上升皂泡的位置随时间的变化来表示反应所产生的气体体积随时间变化的关系。
2实验部分2. 1实验原理常温下过氧化氢的分解反应进行得很慢，反应的化学计量式为：由于反应（1）的速率较反应（2）慢得多，故总的反应速率由反应（1）控制，贝U H202分解反应的速率方程为:2.2实验装置按图1 (b)组装好装置，用注射器制造并调整出一个低位置的皂泡，打开三通活塞，通过观察皂泡位置有无变化以检查装置气密性是否良好。
加入一定量的过氧化氢溶液于反应器中，加入搅拌子, 重新吹出皂泡并记录所在位置。
低速开启搅拌器，用注射器快速注射KI溶液，记下温度。
随着反应的进行，可观察到皂泡的位置在上升，表明有氧气产生，当皂泡上升2mL距离，记下第一个数据VI,之后每上升2mL依次记下皂泡量气管的示数V2、V3 -Vt。
改进前、后实验装置如图1 (a)、(b)所示。
3过程与讨论3. 1装置的改进图1 (a)是众多高校实验室测定过氧化氢催化分解速率及半衰期的装置[17],装置通过测定反应过程中产生的气体体积随时间的变化来测定过氧化氢催化分解速率。
实验中为了测出反应进行一定时间时产生氧气的体积，要求水准瓶的液面与量气管液面保持同一水平。
实验14 过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
第次课 4 学时实验14 过氧化氢催化分解反应速率常数的测定一、实验目的1. 测定过氧化氢催化分解反应速率常数；2. 掌握通过测量反应系统的体积跟踪反应系统浓度从而研究反应速率的方法。
二、实验原理过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行的很慢。
加入催化剂能够提高分解速率。
过氧化氢分解反应的化学计量式如下：H 2O 2(l) = H 2O(l) + 1/2O 2(g) 若以KI 为催化剂，在KI 作用下催化分解步骤为：KI(l) + H 2O 2(l) = KIO + H 2O(l) （慢） KIO = KI(l) + 1/2O 2(g)由于第一步的速率比第二步慢得多，所以，第一步为反应的控制步骤。
因而可以假定其反应的速率方程式为：-dc A /dt =k ’c KI c A式中，c A 为反应系统中反应到t 时刻H 2O 2浓度，因KI 在反应过程中浓度不变，故上式可简化为- d I c A /dt = k I c A （14.1）式中k=k ’c KI , 将上式分离变量积分：当 t=0 时， C A =C 0 ； t=t 时， C A =C t; 定积分式为：⎰⎰=-AA C C t A Akdt c dc 00（14.2）积分结果：0ln ln c kt c t +-= （14.3） 式是t c t ~ln 的直线方程。
反应进行过程中，测定不同时刻 t 时反应系统中氧气的浓度c t ，取得若干组c t 、t 的数据后，以lnc t 对t 作图，得一直线，表明该反应为一级反应（准一级反应），直线斜率为-k 。
物理化学的研究方法是采用物理的方法测定反应系统某组分的浓度，所谓物理的方法是利用反应系统某组分或各组分的某些物理性质（如体积、压力、电动势、折光率、旋光度等）与其有确定的单值函数关系的特征，通过测量系统中该物理性质的变化，间接测量浓度变化。
此种物理化学的实验方法最大的优点是可以跟踪系统某组分或各组分的物理性质的变化，从而，不需要终止反应，便可以随时测定某一时刻反应系统某组分或各组分的浓度。
《物理化学基础实验》过氧化氢分解反应速率常数的测定实验
《物理化学基础实验》过氧化氢分解反应速率常数的测定实验一、实验目的测定H 2O 2催化分解的反应速率常数；了解催化剂对反应速率的影响。
二、实验原理所谓催化剂是指能改变反应速率而自身在反应前后的数量和化学性质都不发生变化的物质。
催化剂改变反应速率的作用叫催化作用。
有催化剂参与的化学反应称为催化反应。
常温常压下，在没有催化剂存在时，H 2O 2分解反应进行得很慢，但是使用催化剂后可以显著提高过氧化氢分解的反应速率。
H 2O 2的分解反应如下：H 2O 2→H 2O+1/2O 2某些催化剂可以明显地加速H 2O 2的分解，如Pt 、Ag 、MnO 2 、FeCl 3、碘化物，本实验用KI 作催化剂，由于反应是在均匀相（溶液）中进行，故称为均相催化反应。
该反应的反应机理是： H 2O 2+KI →H 2O+ KIO （慢） KIO →KI + 1/2O 2 （快）由于第一步的反应速率要比第二步慢得多，所以整个分解反应的速率取决于第一步，如果反应速率用单位时间内H 2O 2浓度的减少表示，则它与KI 和H 2O 2的浓度成正比：)()(1)(2222O H I O H c c k dtdc ⋅=-- （1）式中，c 表示各物质的浓度（mol ·L -1），t 为反应时间，k 1为反应速率常数（单位为：浓度-1·时间-1），其大小与温度、介质及操作条件如搅拌速度等有关，表示的是反应物浓度为单位浓度时体系的反应速率，故其值与反应组分的浓度无关。
由于催化剂在反应前后的浓度是不变的，即-I c 可视为常数，则：)()(2222O H O H c k dtdc ⋅=-（2）此时，反应的速率与反应物浓度的1 次方成正比，为一级反应。
式中k 为表观反应速率常数，其单位为时间-1，其值除与温度等有关以外，还与催化剂的浓度有关。
上式表明H 2O 2的分解反应为一级反应。
将上式积分可得： kt c c O H O H -=02222)()(ln（3）式中，022)(O H c 为反应开始时H 2O 2的浓度，)(22O H c 是反应到某一时刻H 2O 2的浓度。
实验14过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
使用专业的实验数据处理软件，如Origin、Excel等，进行数据分析和处理，提高数据 处理效率和准确性。
对实验数据进行归一化处理，消除量纲的影响，便于不同实验之间的比较和分析。
通过测定氧气生成速率，可以 求得反应速率常数Kc
反应速率常数是描述化学反应速率 与反应物浓度关系的常数
通过测定反应速率常数可以了解反 应的动力学特征和机制
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
反应速率常数的大小反映了反应的 快慢程度
在实验中，通过测定不同浓度的反 应物在不同时间内的浓度变化来计 算反应速率常数
正确
实验过程中未 发现异常现象， 数据稳定可靠
通过实验，验 证了过氧化氢 催化分解反应 速率常数的测 定方法和原理
实验结论：通过实 验测定，得出过氧 化氢催化分解反应 速率常数为XXX。
影响因素：实验结 果表明，反应速率 常数受温度、催化 剂浓度等因素影响。
实验误差：分析实验 误差来源，如测量误 差、操作误差等，并 提出减小误差的方法。
实验目的：测定过氧化氢催化分解 反应速率常数
实验步骤：配置过氧化氢溶液、加 入催化剂、测量氧气生成速率
添加标题
添加标题
添加标题
添ห้องสมุดไป่ตู้标题
实验原理：过氧化氢在催化剂的作用 下分解为水和氧气，通过测量反应过 程中氧气的生成速率来推算反应速率 常数
实验结果：计算反应速率常数，分 析实验结果
实验材料：过氧化 氢、催化剂、测量 仪器等
实验过程中，需要实时记录实验数据，包括反应时间、反应物浓度等。 数据记录要准确、完整，保证实验结果的可靠性。 处理数据时，需要采用合适的统计方法，如线性回归分析等，以得出反应速率常数。 数据处理过程中，需要注意误差分析，以评估实验结果的精度和可靠性。
物理化学量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1.学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2.了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：(C2-1)H 2O 2H 2O +12O2¡ú在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：(C2-2)H 2O 2H 2O ++KI KIO £¨Âý£©¡ú(C2-3)KIO KI +12O2£¨¿ì£©¡ú整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：(C2-4)222222O H KI O H O H c c k dt dc =-式中c 表示各物质的浓度(mol·L -1)，t 为反应时间(s )，为反应速率常数，它的大小仅决22O H k 定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令，则KI O H 122c k k ⋅= (C2-5)2222O H 1O H c k dtdc =-式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：(C2-5)01ln ln c t k c t +-=式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：(C2-6)112/1693.02ln k k t ==由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则。
实验3 过氧化氢催化分解速率常数的测定
实验三 过氧化氢催化分解速率常数的测定一、实验目的1、测定一级反应速率常数k ，验证反应速率常数k 与反应物浓度无关。
2、通过改变催化剂浓度试验，得出反应速率常数k 与催化剂浓度有关。
二、实验原理H 2O 2在常温的条件下缓慢分解，在有催化剂的条件下，分解速率明显加快，其反应的方程式为：H 2O 2= H 2O+1/2O 2在有催化剂（如KI ）的条件下，其反应机理为：H 2O 2 + KI → KIO + H 2O（1） KIO → KI + O 2（2）其中（1）的反应速度比（2）的反应速度慢，所以H 2O 2催化分解反应的速度主要由（1）决定，如果假设该反应为一级反应，其反应速度式如下：2222'/O H KI O H c c k dt dc =-（3）在反应的过程中，由于KI 不断再生，故其浓度不变，与'k 合并仍为常数，令其等于k 上式可简化为：2222/O H O H kc dt dc =-（4）积分后为：kt c c t -=)/ln(0（5）式中：0c ——H 2O 2的初始浓度；t c ——反应到t 时刻的H 2O 2浓度；k ——KI 作用下, H 2O 2催化分解反应速率常数。
反应速率的大小可用k 来表示，也可用半衰期2/1t 来表示。
半衰期表示反应物浓度减少一半时所需的时间，即2/0c c =，代入（5）式得：2/1t =(ln2)/k关于t 时刻的H 2O 2浓度的求法有许多种，本实验采用的是通过测量反应所生成的氧的体积量来表示，因为在分解的过程中，在一定时间内，所产生的氧的体积与已分解的H 2O 2浓度成正比，其比例常数是一定值即222221O O H O H +→0=t 0c 0 0t t = x c c t -=0 xx 21 )(t t V V K c -=∞∞=KV c 0式中：∞V ——H 2O 2全部分解所产生的氧气的体积；t V ——反应到t 时刻时所产生的氧气的体积；x ——反应到t 时刻时，H 2O 2已分解的浓度。
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率系数
令 : V 表示H 2O 2 全部分解所放出的O 2 体积， Vt 表示H 2O 2 在 t时刻放出的O 2的体积， V0则表示初始时即t 0时 O 2的体积, 显然V0 0 再找出浓度与物理性质之间的关系： c 0 V V0 , c t V V t , x V t V 0
仪器：H2O2分解测定装置， 超级恒温槽，5mL 移液管
四、实验步骤
1. 调节超级恒温水槽的温度； 2. 用双连球鼓气，使皂膜润湿气管壁，并在量气管下部压出 3～5个皂膜备用（润湿和压皂膜时，三通都必须调至双连球 和量气管两通的状态，皂膜压好后，三通可调至三不通状态 备用）； 3. 向反应管中加入3％的H2O2溶液5mL及一个磁力搅拌子恒温 10min，向小试管中加入0.2mol/L的KI溶液，恒温10min； 4. 将KI溶液倒入反应管中，打开磁力搅拌器。 充分混合1～ 1.5min后，塞上反应管上的橡皮塞，同时旋转三通活塞至反 应管和量气管两通的状态，使反应放出的氧气进入量气管。 此时秒表开始，同时记录记下量气管中皂膜对应的位置读数 Z0，以后每隔1min记录一次读数Zt ，共10次。 5. 约二十分钟后，皂膜不再变化，记录皂膜位置读数为 。
五、数据记录与处理
数据记录（即本实验需测的原始数据）：
t / min
zt / ml
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
℃，所用试剂 的用量和浓度（注意测量精度，即量气管读数的有 效数字，记录时小数点后应有两位数字）。
数据处理（注意有效数字的运算规则及对数的 有效数字）：
过氧化氢催化分解反应是一级反应
一级反应： a A b B p P
物理化学 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数
实验 量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数一、实验目的1. 学习使用量气法研究过氧化氢的分解反应2. 了解一级反应的特点，掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验原理H 2O 2在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但加入催化剂（如Pt 、Ag 、MnO 2、碘化物）时能促使其较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2H 2O +12O2→ (C2-1)在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2H 2O ++KI KIO （慢）→ (C2-2)KIO KI +12O2（快）→ (C2-3)整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定：222222O H KI O H O H c c k dt dc =- (C2-4)式中c 表示各物质的浓度(mol ·L -1)，t 为反应时间(s )，22O H k 为反应速率常数，它的大小仅决定于温度。
在反应中作为催化剂的KI 的浓度保持不变，令KI O H 122c k k ⋅=，则2222O H 1O H c k dtdc =-(C2-5)式中k 1为表观反应速率常数。
此式表明，反应速率与H 2O 2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。
将上式积分得：01ln ln c t k c t +-= (C2-5)式中c 0、c t 分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t 时刻的浓度。
反应半衰期为：112/1693.02ln k k t ==(C2-6) 由反应方程式可知，在常温下，H 2O 2分解的反应速度与氧气析出的速度成正比。
析出的氧气体积可由量气管测量。
令V ∞表示H 2O 2全部分解所放出的O 2体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻放出的O 2体积，则)(t t V V c -∝∞。
将该关系式带入(C2-5)，得到∞∞+-=-V t k V V t ln )ln(1 (C2-7)本实验采用静态法测定HO2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。
过氧化氢分解速率常数的测定
过氧化氢分解速率常数的测定Determination of H2O2Decomposit ion Rate Constant一．实验目的及要求1. 熟悉一级反应的特点2. 测定过氧化氢分解反应的速率常数和级数3. 了解各种因素对反应速率的影响4. 用图解法求过氧化氢分解反应的速率常数二．实验原理凡是反应速度只是与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。
实验证明.过氧化氢分解的反应为如果该反应属于一级反应.则其反应速度方程应遵守下式：式中：k为反应速度常数；C t为时间为t式的反应物浓度。
将式（1）积分得：式中：为反应开始时H2O2的浓度。
如将(2)变换.可得：该式子式是lnC t～t的直线方程。
反应进行过程中.测定不同时刻t 时反应系统中H2O2的浓度C t.取得若干组C t .t数据后.以lnC t对时间t作图.可得一直线. 表明该反应为一级反应.其斜率为反应速度常数得负值－k.截距为㏑。
三．实验方法1.实验条件的设计：化学反应速度取决于许多因素.例如反应物的浓度﹑搅拌速度﹑反应压力﹑温度﹑催化剂等等。
某些催化剂可以明显地加快反应速度。
能加速H2O2分解的催化剂Pt﹑Ag﹑碘化物等等。
本实验用KI作为催化剂.在静态装置里测定H2O2分解反应的速度常数（实验装置见第三部分）。
H2O2在水溶液中分解释放出氧气的速率较慢.加入KI时.速率加快.其反应按下面的步骤进行.即KI+H2O2====KIO+H2O (慢)(1)KIO====KI+1/2O2 (快)(2)由于第一步的速率比第二步慢得多.所以第一步为反应得控制步骤。
因而可以假定其反应的速率方程式为式中.C t为反应系统中反应到t时刻H2O2浓度.因KI在反应过程中浓度不变.故上式可以简化为当t＝0时. C t＝C0t＝t时. C t＝C t 定积分式为积分结果lnC t＝－kt＋㏑C0（5）式（5）是 lnC t～t的直线方程。
反应进行过程中.测定不同时刻t时反应系统中H2O2的浓度 C t.取得若干组C t.t的数据后.以㏑C t对t作图.得一直线.表明该反应为一级反应（准一级反应）.直线斜率为－k 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
答：有影响；
因为ⅴ∞与H2O2的初始浓度c0成正比，而k又与催化剂KI溶液的浓度成正比，所以说它们对实验结果是有影响的。
应根据量气管的量程大小和反应的快慢程度来选择它们。
四、实验步骤
（1）组装仪器（实验室工作人员已经装好）。
（2）先用量筒量10mL蒸馏水和用吸量管吸取5mL 0.1mol·L-1KI溶液注入反应器的一室；再用另一支吸量管吸取5mL质量分数为2%的H2O2溶液于另一室。（注：此过程中各室的溶液都不能滴漏于另一边）。接着，盖好瓶塞，查漏。方法如下：
水准瓶装入一定量蒸馏水，旋转三同活塞，使体系与外界相通；高举水准瓶，使量气管的水平面达到0.00mL（即ⅴ０）刻度处，然后再旋转三通活塞，使体系与外界隔绝，水准瓶放回实验台面。2min内保持不变，则表示不漏气；否则，要找出原因，排除它。
2、药品
质量分数为2%的H2O2溶液（新鲜配制）、0.1mol·L-1KI溶液。
三、实验原理与技术
过氧化氢很不稳定，在常温下的分解反应式为：
H2O2→H2O+1/2O2（Ⅰ）
在KI作用下的分解反应机理为：
H2O2+KI→KIO+ H2O（慢）（Ⅱ）
KIO→KI+1/2O2（快）（Ⅲ）
（Ⅱ）式是H2O2分解的速控步骤，H2O2分解反应的反应速率方程为：
定温定压下反应产生的O2的体积ⅴt与被消耗的H2O2的浓度成正比，而ⅴ∞则与H2O2的初始浓度成正比，且两者比例系数为定值，则：c。∝ⅴ∞；c∝（ⅴ∞-ⅴt）。
代入（Ⅵ）式可得：ln[（ⅴ∞-ⅴt）/ⅴ∞]=－kt（Ⅷ）
→ln（ⅴ∞-ⅴt）=－kt＋lnⅴ∞（Ⅸ）
（其中ⅴ∞可以通过外推法或加热法求得）。
过氧化氢催化分解反应速率常数的测定
标签：
化学
实验报告
过氧化氢
反应速率常数
教育
分类：药学资料
一、实验目的
（1）了解过氧化氢催化分解反应速率常数的测定方法。
（2）熟悉一级反应的特点，了解催化剂对反映速率的影响。
（3）掌握用图解计算法求反应速率常数。
二、实验用品
1、仪器
玻璃反应容器1个、水准瓶1个、50mL量气管1个、超级恒温槽1套、三通活塞1个、秒表1块、10mL量筒1个、5mL吸量管2支、胶管3m。
2、由t—ln（ⅴ∞-ⅴt）图可以看出，反应前段时间产生约为等体积的氧气时所需的时间也大约一样；但是随着反应的进行，时间的间隔也慢慢地增大。从中可知道，反应速率不仅与温度有关系，而且与反应物的浓度有关，呈正比。
六、思考题
1、读取氧气体积时，量气管及水准瓶中水面处于同一水平面的作用何在？
答：反应开始前量气管里水面所受的压力与水准瓶水面所受的压力是一样的，都是P。反应开始后，由于氧气的产生，水面所受的压力增大而降低。读取氧气体积时，使量气管及水准瓶中水面处于同一水平面，就是继续保持内外的压力相等，有利于准确读取在t时刻产生氧气的体积。
（3）倾斜反应器，使KI溶液流入H2O2溶液中，立即开启秒表，混合溶液两室中反复转移3－4次，最后全部停留在一室，平稳且力度适中地摇匀。（注：反应器必须与量气管相通）
（4）每隔一定时间（大约产生3.00mLO2），分别读取量气管的读数和记下对应的时间，8－12组即可。（注：每次水准瓶的液面与量气管的液面保持在同一水平方可读数）
－dcH2O2/dt=k´cH2O2·cKI（Ⅳ）
因为cKI近似不变，（Ⅳ）式可简化为：
－dcH2O2/dt=kcH2O2（Ⅴ）
（其中k=k´cKI）。
H2O2的催化分解反应为一级反应，对（Ⅴ）式积分可得：ln（c/ c0）=－kt（Ⅵ）
（其中c0为H2O2的初始浓度；c为反应至t时刻H2O2的浓度；k为H2O2的催化分解反应的速率常数）。
t/s
1/t /s-1
ⅴt/ mL
（ⅴ∞-ⅴt）/ mL
ln（ⅴ∞-ⅴt）
234
4.27×10－3
3.22
31.58
3.45
378
2.65×10－3
6.84
27.96
3.33
501
2.00×10－3
10.82
23.98
3.18
661
1.51×10－3
14.00
20.80
3.03
856
1.17×10－3
解：
斜率m=（3.00－2.71）÷（1000－738）
=－0.29÷262
≈1.10×10－3
故k=－m
=1.10×10－3
4、计算H2O2的分解反应的半衰期。
解：
t1/2=ln2/k
=0.693/k
=0.693÷（1.10×10－3）≈630s
七、实验分析与讨论
1、开始反应的前段时间，由于反应物混合尚为均匀，反应速率较慢，而导致时间间隔较大；随着反应的进行，反应逐渐趋于稳定，而产生的氧气的量也相对均匀了很多。但是我认为，前段反应时间间隔大的原因还可能是产生的部分氧气要用来填充胶管，而当我们以大约3mL为间隔记录数据时，实际上已反应产生比这个3mL偏大很多的氧气了，当然它相对就要花掉较多一点时间。
讨论：
外推可得ⅴ∞=38.20 mL
而实验值为34.80mL；
由此可见外推得到的值大了一点，原因应该是后面记录的三个数值相对偏大了，而导致那段线段较陡，最终导致外推时也相对向上移动了较大的一段。
3、以ln（ⅴ∞-ⅴt）对t作图，由直线的斜率计算反应速率常数k（作图求斜率时，取氧气析出15%～85%之间的点）。
2、用ⅴ∞数据可以计算H2O2的初始浓度c0，如用KMnO4溶液滴定H2O2溶液，求得H2O2的初始浓度c0，再由c0计算ⅴ∞是否可以？
答：可以；
因为KMnO4溶液滴定H2O2溶液时，有以下关系式：2 MnO4－→5 H2O2→5 O2；当知道滴定KMnO4溶液的浓度和用掉的体积以及被滴定的H2O2溶液的体积，而先求得c0；接着就可根据关系式求得氧气的物质的量；又因为此时可以把氧气当作理想气体，最后就可以根据理想气体方程：PV=nRT，求得V（即ⅴ∞）。
反应的半衰期为：
t1/2= ln2/k=0.693/k（Ⅶ）
在等温等压条件下，在H2O2的分解反应中，氧气体积增长速率反映了H2O2的分解速率，本实验就是通过测定不同时刻放出的氧气的体积，间接地求出H2O2在相应时刻的浓度，这种方法称为物理法。
令ⅴ∞表示H2O2全部分解放出的O2的体积；ⅴt表示反应至t时刻放出的O2的体积；则由（Ⅰ）式可看出：
（5）反应器于55℃水浴中加热，至没小气泡产生（约为20min），取出反应器，冷却至原温，然后读数，至相邻读数的差值不超过0.02mL为止，记为ⅴ水浴。它与ⅴ０的差值即为ⅴ∞。
五、实验数据记录与处理
1、室温26.0℃；气压100.90Kpa；ⅴ∞34.80mL
关于t、1/t、ⅴt、（ⅴ∞-ⅴt）和ln7.56
2.87
1210
0.83×10－3
20.92
13.88
2.63
1442
0.69×10－3
24.65
10.15
2.32
1743
0.57×10－3
28.28
6.52
1.87
2342
0.43×10－3
31.60
3.20
1.16
2、以ⅴt对1/t作图，外推至1/t=0，得截距即为ⅴ∞。将其与实验值ⅴ∞比较，并简单讨论之。