过氧化氢催化分解反应速率常数的测定(精)

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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。

[详细讲解]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 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。

过氧化氢催化分解反应速率常数的测定之欧阳文创编

过氧化氢催化分解反应速率常数的测定分类：药学资料标签：化学实验报告过氧化氢反应速率常数教育一、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、药品质量分数为2%的H2O2溶液（新鲜配制）、0.1mol·L1KI 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：－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）。

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：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）。

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。

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H2O2分解反应速率常数，实验装置见图C2-1。

量气法测定过氧化氢催化分解反应速率常数

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Determ in ati On Of H2QDeComPoSition Rate Con Sta nt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H2O2一H^O+ 10?如果该反应属于一级反应.则其反应速度方程应遵守下式:^ =kC t ⑴式中：k为反应速度常数；G为时间为t式的反应物浓度。

将式(1)积分得：=-⅛+lnC" (2) InCt式中:为反应开始时H2O2的浓度。

如将⑵变换•可得：In总7 ⑶该式子式是InCt〜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H2Q的浓度G.取得若干组C .t数据后.以InCt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In-O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H2O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HQ分解反应的速度常数（实验装置见第三部分）。

HQ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Kl+HO====KIQ+HQ （慢）（1）KIQ====KI+1∕2Q（快）⑵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.Ct为反应系统中反应到t时刻HQ浓度.因KI在反应过程中浓度不变.故上式可以简化为式中，k = k!×ca,将上式分离变量积分t = 0 时.Ct = C 定积分式为积分结果InC t = —kt + ln Co (5)式（5）是InC t〜t的直线方程。

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 H2O2 DecompositionRate 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，在静态装臵里测定H2O2分解反应的速度常数（实验装臵见第三部分）。

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。

一级反应过氧化氢分解反应速率测定（精）

过氧化氢催化分解反应速率常数的测定一、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、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：－dcH2O2/d t=k´cH2O2·cKI（Ⅳ）因为cKI近似不变，（Ⅳ）式可简化为：－dcH2O2/d t=k cH2O2 （Ⅴ）（其中k=k´cKI）。

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。

∝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）。

实验14过氧化氢催化分解反应速率常数的测定

数据分析改进：采用更先进的数据处理和分析方法，如最小二乘法、非线性回归等，对实验数据进行处理和分析，以提高实验结果的可靠性和精确度。
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
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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
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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。

实验六过氧化氢分解速率的测定

过氧化氢分解速率常数的测定一．实验目的1．测定过氧化氢分解速率常数 2．了解催化反应的特点二．实验原理过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应很慢，加入催化剂（如KI 、MnO 2、FeCl 3等）后，能促使其很快分解。

过氧化氢在KI 作用下的催化分解按下列步骤进行：2222222221)(21)(O H O H KI KIO O H KIO KI O H +→+→+→+总反应为：快慢整个反应的速率取决于第一步，因此可假定其速率方程为：22221H O KI H O dC k C C dt −=⋅ （1）因为反应过程中KI 不断再生，故其浓度保持不变。

上式可写成：2222O H O H kC dtdC =− （2）故H 2O 2分解为一级反应，将上式积分得：kt C C t−=0ln（3）其中C 0、C t 分别为H 2O 2的初始浓度和反应进行到t 时刻的浓度。

由反应方程式可知分解的H 2O 2浓度和分解产物O 2的体积成正比。

令V ∞代表H 2O 2全部分解放出氧气的体积，V t 表示H 2O 2在t 时刻分解放出的氧气体积，由于放出的氧气体积和分解了的H 2O 2的浓度成正比，则有下述关系式成立：C 0=k’V ∞； C t =k’(V ∞- V t )。

其中k’代表比例系数。

代入一级反应动力学方程（2）式得：0'()'t t C k V V kt C k V ∞∞−==− 即：ln()ln t V V kt V ∞∞−=−+ （4）只要测定或计算出V ∞，再测定出一系列得t- V t 数据，以ln(V ∞- V t )对t 作图应为一直线，由直线的斜率可确定反应速率常数k 。

V ∞的求法：（1）滴定法在酸性溶液中以KMnO 4标准溶液滴定H 2O 2溶液浓度。

用移液管吸取5mL2%H 2O 2溶液于250 mL 锥形瓶中，加入10m 3 mol·L -1的H 2SO 4，用 0.02 mol·L -1的KMnO 4标准溶液滴定至浅红色为止。

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 。

《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(精)

ln r～ln c：ln(V∞−Vt～t：四、思考题解答要点β 1、 k1 = k ⋅ c KI α =1.008 k = 0.143/min k = 0.139/min 2、见教学要点第 2 点。

3、没有影响，对于一级反应，速率系数决定于 ct /c0 。

五、进一步讨论 1. 本实验令 k1 = k H 2 O 2 cKI ，即设催化剂 KI 反应级数为一级。

如要验证反应对 cKI 确为一级反应，并求得该反应的速率系数 kH 2 O 2 ，还必须进行如下实验：配置不同 cKI 的反应液，测得各相应的 k1，以 ln k1 对 ln cKI 作图。

若并可求得 kH 2 O 2 值。

即证明此反应对 cKI 确为一级，得直线的斜率接近 1，由于含有强电解质 KI 的水溶液的离子强度对反应速率的影响，若用不同的 cKI 作实验时，应外加第三组分（如 KCl）以调节溶液的离子强度，使它们相同。

除 KI 可作催化剂以外，其它的如 Ag、MnO2、
FeCl3、Fe2(SO43 等也都是该分解反应的很好的催化剂。

2. 严格地讲，用含水量气管测量气体体积时，都包含着水蒸气的分体积。

若在某温度 t 时，水蒸气已达
饱和，则 Vt 应按下式计算：∗测量-大
气式中 p ∗ H 2O 为量气管温度下水的饱和蒸气压。