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过氧化氢的催化分解实验报告

过氧化氢的催化分解实验报告
过氧化氢的催化分解实验报告

过氧化氢的催化分解

一、实验目的:

1.用静态法测定H 2O 2分解反应的速度常数和半衰期。

2.熟悉一级反应特点,了解反应物浓度、温度、催化剂等因素对一级反应速度的影响。

3.掌握量气技术和体积校正,学会用图解计算法求出一级反应的速度常数。

二、实验原理:

1. 凡反应速度只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H 2O 2的分解反应如下:

2 H 2O 2 → 2 H 2O + O 2 (1)

2. 若该反应属于一级反应,则其速度方程应是:

式中:C H2O2—时间t 时的H 2O 2浓度; k —反应速度常数。

3. 化学反应速度取决于许多因素,如反应物浓度、搅拌速度、反应压力、温度、催化剂等等。某些催化剂可以明显的加速H 2O 2 的分解,它们有Pt 、Ag 、MnO 2、FeCl 3、碘化物。本实验用I -(具体用KI )作为催化剂。由于反应在均匀相(溶

液)中进行,故称为均相催化反应。 设该反应为一级反应,且按下列式进行:

H 2O 2 + I - → H 2O + IO - (A )

H 2O 2 + IO - → H 2O + O 2 (B ) 则因 及

其总反应速度为上两式之和,即:

则 k A C I - = k B C IO- [][]dt C d dt C d B

O H A O H 2

22

2-=-222

2O H O H kC dt dC =-)2(()2

22

2O H IO B I A O H C C k C k dt dC --+=-2222·H O A A H O I d C k C C dt

-????-=2222·H O B B H O IO d C k C C dt -????-=

亦即反应速度应为:

由于催化剂在反应前后的浓度是不变的,C I-或C IO-就可视为常数,令k =2k A C I - = 2k B C IO –

最后得:

若反应(A )的速度慢于反应(B ),则整个反应速度决定于反应(A ),因而可假定其速度方程式,即为:

从而亦可简化为:

2222H O A H O I dC k C C dt --

=?

式(3)表示,H 2O 2的分解反应为一级反应。

尽管k 会因C I –而变,但对H 2O 2分解来说,则仍是一级反应。

4. 一级反应的积分式为

ln C H2O2 = - k t + ln C 0H2O2 (4)

上式中C 0H2O2 是反应开始时H 2O 2的浓度(摩尔/升)

公式(4)为直线方程,故我们若以ln C H2O2对时间作图而得一直线时,则可验证反应为一级反应。该直线之斜率为-k ,截距为ln C H2O2。

5. 由于分解过程中放出的氧气体积与已被分解的H 2O 2浓度成正比,比例常数为定值,故在相应时间内分解放出氧的体积即可得出时刻t 的H 202浓度。 令V f 表示H 2O 2全部分解时产生的O 2气体体积。Vt 表示在t 时刻分解所放出的O 2气体体积,则显然

C 0H2O2 ∞ V f C H2O2 ∞(V f -V t )

代入(4)式,得:

ln (V f -V t )= - k t + ln V f (5)

V f 可由H 2O 2的体积及浓度算出。标定C H2O2之方法如下:按其分解反应的化学方程式可知一摩尔H 2O 2放出1/2摩尔O 2,在酸性溶液中以高锰酸钾标准溶222

2O H O H kC dt dC =-)

3(2222O H O H kC dt

dC =-)3(22222222?H O A H O B H O I IO dC k C C k C C dt ---=?=2222H O A H O I dC k C C dt --=?

液滴定H 2O 2 ,求出C H2O2,就可由下式算出V f :

P O2—氧分压即大气压减去实验温度下水的饱和蒸汽压。

T —即量气管的温度(K )

V f 亦可采用下面两种方法来求得:

(a )外推法:以1/t 为横坐标,对V t 作图,将直线外推至1/t =0,其截距即V f 。 (b )加热法:在测定若干个V t 数据后,将H 2O 2加热至50—60℃约15分钟,可认为H 2O 2已基本分解完毕,待溶液冷却到实验温度时读出量气管读数即为V f ,同学们可自择二者之一,与滴定结果作对照。

6. 当C H2O2=1/2 C 0H2O2时,t 可用t 1/2 表示,称为反应半衰期,代入式(4)得

上式表示:当温度一定时,一级反应的半衰期与反应速度常数成反比,与反应初浓度无关。 三、仪器和药品:

1. 仪器:H 2O 2分解速率测定装置;滴定管;秒表;移液管(5、10、20ml );锥形瓶(150、250ml )。

2. 药品:H 2O 2溶液(质量分数为2%);KI 溶液(0.1mol/L );H 2SO 4溶液(

3.0mol/L ) KMnO 4标准溶液(0.05mol/L )。

四、实验步骤:

1. 在图20-1所示装置中,将水准球内加水,使水位与量气管满刻度处齐平。(打开三通活塞,使大气与量气管相通)。与此同时调节恒温槽温度。

2. 调节恒温槽温度:在1000ml 烧杯中加入250ml 水,水温控制在25℃左右并使在实验中能够基本恒定。烧杯放在搅拌器座上。夹好测温用温度计。

3. 用移液管移取己恒温至25℃的10ml 水放入洁净干燥的锥形瓶中,再移取10ml 已恒温到同样温度的H 2O 2 注入到锥形瓶中。将已准确称量好的KI 试剂 0.160克小心放在液面上勿使KI 与液面接触,最后塞好橡皮塞,进行试漏。

4. 把锥形瓶小心的放入恒温槽,将三通活塞 4 旋与大气、量气管都相通,举高水准球使量气管充满水,然后再旋活塞 4 切断与大气的通路,但仍使系统内部联通,将水准瓶放到最低位置,若量气管中水位在2分钟内保持不变,说明系统不漏气,可以进行分解反应。

5. 旋动三通活塞与大气相通,使水面恰在量气管“0”刻度处,然后切断大气通路,)7(k

k t 693.02ln 2/1==

)8(222222H O H O f O C V RT V P ?=?44222252KMnO KMnO H O H O C V C V ?=?

过氧化氢的催化分解

过氧化氢分解氧气 成员:罗玉洁、何瑾、徐丽、胡艳、骆磊、申林 一、 实验目的 1、掌握实验室用双氧水制备氧气的原理、装置和操作。 2、了解影响双氧水制备氧气反应速率的因素。 3、能认识催化剂在化学反应中的作用及化学反应前后质量的变化。 二、 实验原理 过氧化氢不稳定,在常温下就能缓慢分解放出氧气。但速度较慢,不易察觉。在过氧化氢溶液中加入适量二氧化锰后,能立即有氧气迅速放出。在此反应中,二氧化锰是催化剂,能加速该反应的发生。 过氧化氢 水+氧气→ 二氧化锰 ↑+??→?2222O O H O H 2MnO 三、 实验药品与仪器 实验药品:5%、30%的双氧水、二氧化锰、氧化铜。 仪 器:注射器(20ml )、锥形瓶、导管、软木塞、恒温水浴锅、 集气瓶、橡皮管、钥匙。 四、 实验步骤 1、实验室制备氧气 ①连接仪器,检查装置的气密性; ②在锥形瓶中加入少量二氧化锰粉末,旋紧软木塞,用注射器在双氧水瓶里吸取10ml 5%双氧水,将注水器里的双氧水按需要的量缓慢注入加入装有少量二氧化锰粉末的锥形瓶中; ③等气泡连续均匀冒出时,开始收集; ④等集气瓶中液面下降至瓶口,瓶外有气泡产生时,实验结束。并用带火星的木条进行检验。实验装置如下:

改进装置原因: (1)因锥形瓶中的二氧化锰不易收集。所以将锥形瓶换成试管,便于收集二氧化锰,好做称量,证明二氧化锰作为一种催化 剂时,在反应前后质量不变。 (2)用分液漏斗来控制反应的速率,收集装置采用向下排水法。 (3)通过改变浓度、温度、催化剂来探究对双氧水催化分解氧气速率的影响。 2、探究影响双氧水分解速率的因素 (1)浓度对反应的影响 分别将10ml 5%双氧水溶液与10ml 30%双氧水溶液与等量的MnO2混合于试管中,分别观察实验现象。 (2)温度对反应的影响 分别观察:室温下10ml 30%双氧水溶液,发生装置浸入80℃的水浴加热的10ml 30%双氧水的现象。 (3)催化剂对反应的影响 10mL5%双氧水溶液加入少许氧化铜作为催化剂,10 ml 5%双氧水溶液加入少许二氧化锰作为催化剂。且氧化铜与二氧化锰等量,分别观察实验现象。 五、注意事项 1、在做实验之前,必须检查装置的气密性。气密性检查:用止水夹 关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。 2、双氧水的浓度不能过大,并且不适宜加多过氧化锰,容易造成反 应太剧烈。 3、刚开始出现气泡时,混有空气,此时不易收集氧气,待气泡增多 时,再进行收集。 六、思考题 1、实验中分液漏斗的作用? 2、二氧化锰在实验中的作用? 3、与高锰酸钾相比,双氧水分解制取氧气有哪些优点? 答:1、分液漏斗可以控制反应物的量,从而控制反应的速率。 2、二氧化锰在该反应中做催化剂,能改变反应的速率,而本身 在反应前后质量和化学性质不变,对于生成物的量是没有影响 的。 3、双氧水分解不需要加热,操作简单方便,且可以通过分液漏 斗控制反应物的量,从而控制反应的速率。

过氧化氢含量的测定_实验报告

实验一过氧化氢含量的测定(高锰酸钾法) 一、实验目的 (1)掌握高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理、滴定条件和操作步骤; (2)掌握移液管及容量瓶的正确使用方法,熟悉液体样品的取样和稀释操作。 二、实验原理 由于在酸性溶液中,KMnO4的氧化性比H2O2的氧化性强,所以,测定H2O2的含量时,常采用在稀硫酸溶液中,室温条件下用高锰酸钾法测定。其反应为:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++8H2O+5O2 开始反应缓慢,第1滴溶液滴入后不易褪色,待产生Mn2+后,由于Mn2+的催化作用,加快了反应速率,故滴定速度也应加快,直至溶液呈微红色且半分钟内不退色,即为终点。根据高锰酸钾浓度和滴定中消耗KMnO4的体积, W H2O2= C1/5KMnO4(V KMnO4-V空)×10-3×M1/2 H2O2×100%/M样品×0.1 ρH2O2= C1/5KMnO4(V KMnO4-V空)×10-3×M1/2 H2O2×1000/V样品×0.1 式中p(H2O2)——H2O2的质量浓度,g/L。 三、仪器与试剂 仪器:移液管(25ml),吸量管(10ml),洗耳球,容量瓶(250ml),酸式滴定管(50ml). 试剂:工业H2O2样品,C1/5KMnO4=0.3mol/L标准溶液,H2SO4(3mol/L)溶液。 四、实验步骤 2.H2O2的含量测定 用吸量管吸取2mlH2O2样品(约为2g),置于250ml容量瓶中,加水稀释至标线,混合物均匀。用移液管准确移取25.00ml过氧化氢稀释液三份,分别置于三个250ml锥形瓶中,各加20mlH2SO4(3mol/L),用高锰酸钾标准溶液滴定。开始反应缓慢,待第一滴高锰酸钾溶液完全褪色后,再加入第二滴,随着反应速度的加快,可逐渐增加滴定速度,直到溶液呈为微红色且半分钟内不退色,即为终点。计算未经稀释样品中的含量。

过氧化氢的催化分解

过氧化氢的催化分解 一、实验目的 1、了解不同催化剂对过氧化氢(H2O2)催化分解速率的影响。 2、认知能催化分解H2O2的不同催化剂。 二、实验原理 过氧化氢催化分解是一级反应:H2O2→H2O+1/2O2.。(凡是反应速度只与反应浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。)实验证明,过氧化氢的反应机理为一级反应.化学反应速度取决于反应物的浓度、温度、反应压力、催化剂、搅拌速度等许多因素。许多催化剂如Pt、Ag、Cr、MnO2、FeCl3、CuO、血液、铁丝、炭粉、土豆丝等都能加速H2O2分解。用土豆丝来催化分解H2O2溶液,说明生物体内不断产生的过氧化氢酶,可促使H2O2迅速分解,这种酶广泛存在于动植物组织中。 三、实验仪器与药品 仪器:试管(2个)、具支试管(1个)、锈铁丝、气球、土豆丝、 药品:H2O2溶液, 四、实验步骤 1,过氧化氢溶液的制备 用移液管吸取30℅H2O2溶液5ml,置于50ml容量瓶中,稀释至刻度线,摇匀定容,即得实验用的H2O2溶液。 2,酶催化作用的验证实验 取两只试管,在一支试管中放入切成细条状的土豆丝。分别向两支试管中注入3%的H2O2 5ml,注意观察现象(放入土豆丝的试管中迅速产生大量的气泡,泡沫很快充满试管;用玻璃棒桶开泡沫,)插入带火星的木条,则木条立即复燃,而另一支试管中无明显现象。 3,用抽动法做“催化剂对H2O2分解速度的影响”的实验 ①取一支具支试管,在具支试管中加入10ml浓度30%H2O2溶液,在支管上装上小气球,通过橡皮塞插入一根已生锈的绕成螺旋状的粗铁丝。 ②将螺旋状的锈铁丝向下插入H2O2溶液中是,注意观察现象的变化。(H2O2迅速分解,锈铁丝表面上,有大量气泡产生。气球鼓起;把铁丝向上拉,离开H2O2溶液,则反应不明显。) ③取下塞子,用带火星木条放在试管口,注意观察现象变化。(则木条立即复燃,说明有O2生成。) 五、注意事项 1、实验过程中注意安全 2、玻璃仪器轻拿轻放 六、思考题 1,催化剂对反应速度有何影响? 2,常用催化剂有哪些?

课题∶对过氧化氢分解速率影响因素的探究

课题: 对过氧化氢分解速 率影响因素的探究

课题:对过氧化氢分解速率影响因素的探究 教学设计 本课题教学设计思想 化学是一门以实验为基础的科学,化学变化创造了千变万化的物质世界,化学反应的速率受诸多因素的影响更使化学带来神奇,学生有强烈探究欲望。虽然实验操作有一定难度以及受条件的影响致使课堂组织有一定困难,但通过对第二单元“对蜡烛及其燃烧的探究”和“对人体吸入的空气和呼出气体的探究”的学习,学生有一定的基础和能力。相信通过本课题的学习,会激发学生对科学探究的兴趣和原动力,更加热爱化学,同时提高学生的实验操作能力、记录与表述能力,培养学生合作精神。 三维目标 (1)知识与技能 了解外界因素影响过氧化氢分解速率。 学习对比实验的设计,初步了解从量方面设计实验。提高实验操作能力以及 对实验报告的记录和交流能力。 (2)过程与方法 重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究能力。 通过实验探究分析影响化学反应速率的因素。 (3)情感、态度、价值观 培养学生积极参与科学探究的热情,体验成功的快乐,培养学生相互配合 师生配合的情感。 教学重难点 重点:体验以实验为核心的科学探究过程。 难点:探究方案的设计、实验装置的确定、实验过程的实施与评价。 学习方法 以实验为核心的自主、合作、探究学习 教具准备 试管、橡皮塞、导气管、量筒、水槽、秒表、胶头滴管等; 红砖粉、二氧化锰、不同浓度的过氧化氢溶液、蒸馏水等。 教学过程

教学流程简图: 课题导入探究一(反 应物浓度) ①设计实验 ②分组实验 ③交流 探究二(催 化剂种类) 探究小结①学生发言交流 ②教师总结 课堂 小结 ①学生谈感受 ②教师激励 ①播放视频 ②教师激发 ③学生猜想 ①设计实验 ②分组实验 ③交流 课题导入 教师活动学生活动 教师语:请同学们先观看一段视频: 这是我们一个月之前上课的场景,其中有同学讲到二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,其实影响过氧化氢分解速率的因素还很多,今天这节课我们就来对过氧化氢分解速率影响因素进行探究(展示课题) 1、启发学生大胆猜想,哪些因素可能影响过氧化氢分解产生氧气的速率。 2、小组交流猜想,教师作出评价积极鼓励。 观看思考 倾听 小组讨论,将猜想填入探究报告单。 倾听交流,积极补充。 设计意图与教学预测留心观察与大胆猜想是科学探究的源泉,教师旨在用激励性的语言唤起学生对化学的兴趣,对科学探究的兴趣,对探究什么的兴趣。 探究一:浓度对反应速率的影响 教师活动学生活动 教师语:同学们的猜想很多也很好,有大胆 的猜想就成功的迈出了科学探究的第一步。今天由于时间和条件的限制,我们选择其中的两个因素进行探究。(课件展示两个探究实验并板书) 1、教师引导学生设计实验方案,并请各组提出自己的实验设计方案 关注老师的表述,知道本节课探究内容。 积极思考,交流讨论

过氧化氢含量的测定_实验报告

实验一过氧化氢含量的测定(高锰酸钾法) 一、 实验目的 (1) 掌握高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理、滴定条件和操作步骤; (2) 掌握移液管及容量瓶的正确使用方法,熟悉液体样品的取样和稀释操作。 二、 实验原理 (1)由于在酸性溶液中,KMnO 的氧化性比HO 的氧化性强,所以,测定 HO 的 含量时,常采用在稀硫酸溶液中,室温条件下用高锰酸钾法测定。其反应为: 5H2Q+2 Mn O+6H f = 2Mrn ++8H l Q+5O 实验室用NaQQ 标定KMnQ 容液,KMnQ 溶液在热得酸性溶液中进行,反应如下: - + 2+ 2KMnQ +5HC 2C 4+6H=2 Mn +10CQ+8H2Q C(K Mn Q=2m(Na£2Q)/5M(K Mn Q)V(K MnQ) 开始反应缓慢,第1滴溶液滴入后不易褪色,待产生Mn +后,由于Mn +的催化 作用,加 快了反应速率,故滴定速度也应加快,直至溶液呈微红色且半分钟内不 退色,即为终点。根据高锰酸钾浓度和滴定中消耗 KMnQ 的体积,按下式计算过 氧化氢的含量: 式中p(H 2Q)――稀释后的HQ 2质量浓度,g/L 。 三、 仪器与试剂 仪器:移液管(25ml ),吸量管(10ml ),洗耳球,容量瓶(250ml ),酸式滴定 管(50ml ). 试剂:工业 HO 样品,KMnQ0.02mol/L)标准溶液,HSQ(3mol/L)溶液。 四、 实验步骤 1.0.02mol/L 的KMn C 标准溶液的配置及标定 (1) 0.02mol/LKMnQ 标准溶液的配制 1.5~ 2.0gKMnQ 4固体,置于500ml 烧杯中,加入400ml 蒸馏水—表面皿,煮沸 20~30min ^—冷却后倒入棕色瓶,加水稀释至 500ml ,摇匀,静置7~10d —上 清液砂芯漏斗过滤一洗净试剂瓶,滤液倒进试剂瓶,贴上标签,待标定 KMn (标准溶液的标定 (2) 准确称取0.15~0.20g 基准物N&GC 4,置于250ml 锥形瓶中—— 40ml 蒸馏水,15ml H 2SQ (3mol/L ),水浴至蒸汽冒出— 趁热标定,开始速度慢点,随后可适当加快但不能使溶液连续流下,紫红色快褪 去时速度再次减慢― 最后加半滴KMn (标准溶液,在摇匀后30s 内保持红色不退去,表明到达终点。记 下KMn 4标准溶液的体积。 平行滴定三次 2.H2Q 的含量测定 用吸量管吸取10mlHO 样品(约为3%,置于250ml 容量瓶中,加水稀释至标 线,混合物均匀。用移液管准确移取 25.00ml 过氧化氢稀释液三份,分别置于三 个250ml 锥形瓶中,各加5mlHSQ(3mol/L),用高锰酸钾标准溶液滴定。开始反 应缓慢,待第一滴高锰酸钾溶液完全褪色后,再加入第二滴,随着反应速度的加 快,可逐渐增加滴定速度,直到溶液呈为微红色且半分钟内不退色,即为终点。 计算未经稀释样品中的含量。 C V 0.01701 M 100%

实验四比较过氧化氢在不同条件下的分解

实验四 比较过氧化氢在不同条件下的分解 !实验安全: 1. 使用酒精灯加热一定注意按照要求 ,防止烫伤、烧伤和引发火 灾! 2?实验材料一律不能入口,以防发生意外! 3. H 2O 2溶液有一定的腐蚀作用。用量筒量取 出02溶液时请小心,切勿将 出02溅在皮肤上 或者衣服上,一旦发生要马上用大量清水冲洗! 4. 实验中,试管口不要对着自己或同学,以免反应太剧烈,气泡冲出试管到脸上产生危险! 一、 实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义。 二、 知识背景 1. 化学反应活化能在一个化学反应体系中,任何一个分子要发生化学反应,都必须先被活 化,即增加能量。分子从常态跃迁到容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量, 称为化学 反应的活化能。酶是一种有机催化剂,与无机催化剂相比较, 其主要作用是高效性,即在常 温常压下能显著地降低化学反应所需要的活化能,从而促进化学反应高效地进行。 2. 过氧化氢是一种代谢过程中产生的废物, 它能够对机体造成损害。 为了避免这种损害, 过 氧化氢必须被快速地转化为其他无害或毒性较小的物质, 而过氧化氢酶就是常常被细胞用来 催化过氧化氢分解的工具。 几乎所有的生物机体都存在过氧化氢酶, 肝脏是重要的解毒器官, 过氧化氢酶尤其丰富,另外在土豆、 青椒、鸡血等材料中也较多。 过氧化氢酶是一种生物催 化剂,Fe 3+是一种无机催化剂,它们都可以将过氧化氢分解成水和氧气。反应如下: 每滴质量分数为 3.5%的FeCb 溶液中的Fe 3+数,大约是每滴质量分数为 20%勺肝脏研磨液中 过氧化氢酶分子数的 25万倍。 三、 材料器材 1. 实验材料:新鲜的质量分数为 20%勺肝脏研磨液、土豆提取液和青椒提取液; 2. 试剂:质量分数为 3.5%的FeCl 3溶液;③新配制的体积分数为 3%勺过氧化氢溶液; 3. 器材:量筒,试管,滴管,试管架,卫生香,火柴,酒精灯(或恒温水浴锅) ,试管夹, 大烧杯,三脚架,石棉网,温度计。 四、 方法与步骤(按下表添加试剂并观察现象) H 2O 2 Fe 3+ 过氧化氢酶 H 2O 2 + 02

过氧化氢的催化分解

过氧化氢的催化分解 一、实验原理 过氧化氢水溶液在室温下,没有催化剂存在时,分解反应进行得很慢,但在含有催化剂I –的中性溶液中,其分解速率大大加快,反应式为:2H 2O 2 == 2H 2O + O 2(g) 反应机理为: H 2O 2 + I – → H 2O + IO – k 1 (慢) (1) H 2O 2 + IO – → H 2O + O 2(g) + I – k 2 (快) (2) 整个分解反应的速率由慢反应(1)决定,速率方程为: 22 -22H O 1H O I dc k c c dt -= 因反应(2)进行得很快且很完全,I –的浓度始终保持不变,故上式可写成: 22 22H O H O dc kc dt -= 式中,-1I k k c =,k 为表观反应速率常数。将上式积分得 0ln c kt c = 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 +-= 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: 1 12/1693.02ln k k t == 设H 2O 2完全分解时放出O 2的体积为V ∞,反应t 时放出O 2的体积为V , 则c 0∝V ∞,c ∝(V ∞ – V ),故 ln V kt V V ∞∞=- ln -V V kt V ∞∞-= ln -+ln V V kt V ∞∞-=() 以ln(V ∞ – V )对t 作图应得一直线,从直线斜率(– k )即可求得H 2O 2分解反应的速率常数。故实验需测定反应不同时刻O 2的体积V 及H 2O 2完全分解时O 2的体积V ∞。V ∞可用下法之一求出。 (a) 加热法 在测定若干个V 数据后,将H 2O 2溶液加热至50~60 ℃ 约15 min ,可以认为H 2O 2已分解完全,待冷却至室温后,记下量气管的读数,即为V ∞。

过氧化氢催化分解反应速率常数的测定

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·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: -dc H2O2/d t=k′c H2O2·c KI (Ⅳ) 因为c KI近似不变,(Ⅳ)式可简化为: -dc H2O2/d t=k c H2O2 (Ⅴ) (其中k=k′c KI)。 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:

利用手持技术探究过氧化氢的分解

60广东教育学院学报第27卷 【药品】 即发高活性干酵母(12g装,珠海紫英生物科技公司),新鲜马铃薯,蒸馏水,高真空硅脂.分析纯试剂:Mn02、30%H20z、H2SO。、MnS04、草酸钠、高锰酸钾. 2.2实验准备 (1)量取41.75mL浓H。sO。于100mL的烧杯中,稀释后溶液全部转移入250mL容量瓶中,定容配成3.om01/L的H2S0。溶液.另外称取MnS0。溶解并配成1.Omol/L的溶液. (2)用电子天平称取1.71g的KMno。溶解于100mI。的烧杯中;盖上表面皿。加热至沸并保持微沸状态1h,冷却后,用玻璃砂芯漏斗过滤,滤液转移到500mI。棕色容量瓶中定容.配成浓度约为o.02mol/L的KMnO。的溶液。 将草酸钠放于电热干燥器中在65C下干燥3h,在玻 璃干燥器中放置室温后,准确称取o.13~o.15g草酸钠于 200 mL锥型瓶中,加入40mL的水使其溶解,再加入10mL3.0mol/L的H。SO。溶液,加热到75~80℃.用配好的 KMn04溶液进行滴定.滴定到溶液微红,30s不退色即为终 点,记录数据[引.重复滴定两次取平均值,得到浓度为o.0209 mol/L的KMn04溶液. (3)将Mn02固体放在研钵中研成细粉末,密封装好 图1实验装置图待用. (4)如图1连接好仪器,用高真空硅脂密封好橡皮塞及 打孔处,确保气密性良好。实验在室温(26。5~28.5℃)下 进行. 2.3实验过程 2.3.1实验方法 (1)取5mL30%H20z与45mL蒸馏水混合配制浓度约为1mol/L的Hzoz溶液.称取一定量研细的MnO。,放人50mL锥型瓶中,再加人8mL蒸馏水和搅拌磁子,将两注射器筒中的空气全部排空,塞上胶塞,用高真空硅脂密封好.拔出其中一支注射器的塑料部分,吸入2mL配好的H。O。溶液,安装备用. (2)开启和设置数据采集器:端口1连接气压传感器;数据采集速率:1/s;采集总量:500,显示模式:table. (3)开启磁力搅拌器,用中速搅拌.用另一注射器从锥型瓶抽出2mL气体,同时注入2mLH。O。溶液,反应马上开始,采集数据.待反应完全,数据稳定后,停止实验.不加入催化剂重复实验一次作为对比实验. (4)标定H。Oz溶液的浓度.用移液管取o.5mL配好的H。O。溶液,放人200mL锥型瓶中,依次加入25mL的蒸馏水、5mL3.omol/LH2SO。溶液及1mol/L的MnSO。溶液2~3滴.用已标定的KMnO。溶液滴定到溶液呈微红,1min内不褪色即为终点. 2.3.2实验项目和数据处理 【实验1】Mn02对Hz02的催化分解实验 (1)Mn02的用量分别为o.020g、o.041g、o.083g,H202溶液的浓度为o.920m01/L. (2)Mn02的用量为o.04g,H202溶液的浓度分别为o.638mol/L、o.920mol/L、1.536mol/L. 【数据处理】将采集到的数据导入电脑,用Origin6.o软件处理数据,得到反应前后压力随时间的变化曲线图(图2和图3).扣除对比实验中H。Oz自然分解的部分,取开始反应到气压基本不变一段的数据进行线性拟合处理,可求得各分解反应的动力学方程(见表1和表2).

冲刺2020高考生物实验突破专题:比较过氧化氢在不同条件下的分解(附答案及解析)

比较过氧化氢在不同条件下的分解 1、实验原理: H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中的过氧化氢酶的作用下加速分解。 2、实验过程和现象 实验结论:酶具有催化作用,同无机催化剂相比,其催化效率更高。 3、实验中变量的控制 变量:在实验过程中可以变化的因素。 自变量:实验过程中可以人为改变的变量,如上述实验中FeCl3溶液、肝脏研磨

液。 因变量:随着自变量的变化而变化的变量。如上述实验中H2O2分解速率。 无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量,如试剂的用量、实验室温度等。 考点一:实验原理及操作过程注意事项 例一、(2018·廊坊高一上月考)关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,下列叙述正确的是() A.实验中所用肝脏必须是新鲜的,若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少 B.实验中用到的滴管,必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液,这样对实验结果影响较小 C.过氧化氢在温度高的环境中分解速度比常温下会加快 D.实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况 考点二:实验的变量分析技巧 例一、关于下图所示实验的叙述中,错误的是() A.甲装置是实验组,乙装置是对照组

B.H2O2溶液的浓度属于无关变量 C.乙试管产生气泡的速率比甲试管快 D.两支试管中H2O2溶液的体积应相同 例二、(2018·河北安平中学月考)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,对实验的处理如表所示。下列有关分析不正确的是() A.上表实验涉及温度和催化剂种类两个自变量 B.试管2中没有加入任何试剂,应为空白对照组 C.试管4和试管1形成对照,可说明酶具有催化作用 D.若要研究酶的高效性,可选用实验组合试管3和试管4 易错点一:肝脏必须是新鲜的,过氧化氢酶是一种蛋白质,不新鲜的肝脏,酶的活性较低。 易错点二:肝脏要磨碎,充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触。 易错点三:滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一个滴管。原因是少量酶混入FeCl3溶液中也会影响实验结果的准确性,导致得出错误的结论。

过氧化氢的分解

实验 过氧化氢的分解 一、 实验目的 1.测定H 2O 2分解反应的速率系数和半衰期。 2.熟悉一级反应的特点,了解温度和催化剂等因素对一级反应的影响。 3.学会用图解法求一级反应的速率系数。 二、 实验原理 过氧化氢是很不稳定的化合物,在没有催化剂作用时也能分解,但分解速度很慢。但加入催化剂时能促使H 2O 2较快分解,分解反应按下式进行: H 2O 2→H 2O+ 2 1O 2 (1) 在催化剂KI 作用下,H 2O 2分解反应的机理为: H 2O 2+KI →KIO+ H 2O (慢) (2) KIO →KI+ 2 1O 2 (快) (3) KI 与H 2O 2生成了中间产物KIO ,改变了反应的机理,使反应的活化能降低,反应加快。反应(2)较(3)慢得多,成为H 2O 2分解的控制步骤。 H 2O 2分解反应速率表示为: r = dt dc ) O H (22 反应速率方程为: dt dc ) O H (22=k ’c(H 2O 2)c(KI) (4) KI 在反应中不断再生,其浓度近似不变,这样(4)式可简化为: dt dc ) O H (22=kc(H 2O 2) (5) 其中,k=k ’c (KI),k 与催化剂浓度成正比。 由(5)式看出H 2O 2催化分解为一级反应,积分(5)式得:ln 0 c c = - kt (6) 式中:c 0——H 2O 2的初始浓度;c ——t 时刻H 2O 2的浓度。 一级反应半衰期t 2 1为: t 2 1= k 2ln = k 693.0 (7) 可见一级反应的半衰期与起始浓度无关,与反应速率系数成反比。本实验通过测定H 2O 2 分解时放出O 2的体积来求反应速率系数k 。从H 2O 2=== H 2O+ 2 1O 2中可看出在一定温度、一定 压力下反应所产生O 2的体积V 与消耗掉的H 2O 2浓度成正比,完全分解时放出O 2的体积V ∞与H 2O 2溶液初始浓度c 0成正比,其比例常数为定值,则c 0∝V ∞、c 0∝(V ∞-V)

一级反应 过氧化氢分解反应速率测定

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)。

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)。 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)。 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。 (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)

实验2 过氧化氢分解反应动力学-不标定浓度

实验二 过氧化氢分解反应动力学 一、实验目的: 1.熟悉一级反应特点,了解反应物浓度、温度、催化剂等因素对一级反应速度的影响。 2.用静态法测定H 2O 2分解反应的速度常数和半衰期。 3.掌握量气技术,学会用图解计算法求出一级反应的速度常数。 二、实验原理: 凡是反应速度只与反应浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。实验证明,过氧化氢的反应机理为一级反应。 化学反应速度取决于反应物的浓度、温度、反应压力、催化剂、搅拌速度等许多因素。 过氧化氢在没有催化剂存在时,分解反应进行的很慢。许多催化剂如Pt 、Ag 、MnO 2、FeCl 3、碘化物等都能加速H 2O 2分解。 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 - dc A /dt = kc A (2.1) 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: ? ?=-t C C t A A k d t c dc 00 (2.2)

积分结果: 0ln ln c kt c t +-= (2.3) 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H 2O 2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 。 在H 2O 2催化分解过程中t 时刻H 2O 2的浓度可通过测量相应的时间内分解放出的氧气的体积得出。放出的氧气的体积与分解了的H 2O 2的量成正比,其比例系数为定值。令V f 表示H 2O 2全部分解放出的氧气的体积,V t 表示H 2O 2在t 时刻分解放出的氧气体积,则: f O H O O H V RTV P V n c ?= = 2 2 002222 ; ()t f O H O O H t t t V V RTV P V n n c c c -?=-= -=2 2' 0'02222 c o ∝V f , c t ∝ (V f -V t ) 将上述关系代入(14.3)式,得: ln (V f -V t )= - kt + ln V f (2.4) 如果以ln (V f -V t )对t 作图得一直线,即验证是一级反应;由直线斜率m 可求出速率常数k ,m = - k 。 (2.4)为ln (V f -V t )~ t 的直线方程,式中V f 为H 2O 2全部分解放出的氧气体积,反应温度及KI 浓度一定时,它不随时间改变。实验过程中只需要测定反应进行的不同时刻t 时H 2O 2分解放出的氧气体积V t (若干个数据)和反应终了时H 2O 2全部分解放出的氧气体积V f (一个数据),以ln (V f -V t )对t 作图得一直线,直线斜率为-k ,用作图法可求出反应速率常数k 。 V f 可采用下面两种方法来求得: (a )外推法:以1/t 为横坐标,对V t 作图,将直线外推至1/t =0,其截距即V f 。 (b )加热法:在测定若干个V t 数据后,将H 2O 2加热至50—60℃约15分钟,可认为H 2O 2已基本分解完毕,待溶液冷却到实验温度时,读出量气管读数即为V f ,同学们可自择二者之一,与滴定结果作对照。 当02 1 c c t =时,t 可用t 1/2表示,即为反应的半衰期. 由(2.3)式变换得:

中考化学经典实验例析 过氧化氢的分解

中考经典实验例析------过氧化氢分解 VCM仿真实验——过氧化氢分解 过氧化氢制取氧气被称为“绿色制取氧气”的方法,在近年的中考中反复出现,仔细研究历年真题,探究考试的重点和方向,把握2010的中考出题方向。下面对过氧化氢的分解进行例析。 例1、(2008山东)如图所示,老师在演示用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的实验中,收集完氧气后,反应还在继续进行。小明同学认为,这个装置的缺点是不能控制反应随时发生、随时停止,造成了药品的浪费。为了解决小明提出的问题,请你对原实验装置加以改进,或设计新的简易实验装置,以便有效地控制过氧化氢的分解反应。

方案一: ; 方案二: . 答案:(1)将长颈漏斗改为分液漏斗 (2)将长颈漏斗改为注射器 (3)将长颈漏斗改用胶头滴管 (4)选用盛装二氧化锰的小布袋,将连在小袋子上的铁丝穿过橡皮塞并上下抽动。 (5)仿照启普发生器原理的简易实验装置等。 解析:要想控制反应则要控制双氧水与二氧化锰的接触。 例2、(08沈阳)在2008年沈阳市化学实验操作考查中,我们认真完成了用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验,请据此实验回答下列问题。 (1)要检查A装置的气密性是否良好,通常是把导管口插入水中,然后双手紧握锥形瓶外壁,观察导管口是否有气泡产生。请你回答这种做法的依据是什么?(用微粒的观点解释)。 (2)A装置内发生反应的化学方程式为,二氧化锰在该反应中做剂。实验后回收二氧化锰的最佳方案是。 (3)在实验过程中,某同学由于动作太慢,氧气还没有收集满,锥形瓶内的反应就已经停止(如图所示)。若想集满这瓶氧气,在不拆卸装置的前提下,请你帮他想出两种方法。 ① ② 答案:(1)手握锥形瓶,使瓶内气体受热,微粒运动速率增大,间隔变大,气体体积膨胀,能从导管逸出 (2)2H2O22H2O+O2↑催化过滤 (3)①再加入适量的双氧水使反应继续进行 ②从分液漏斗向锥形瓶内加水,将锥形瓶内的氧气压入集气瓶中 例3、(2008黄冈)根据下列实验装置图,回答问题:

实验报告探究不同条件下过氧化氢的分解

实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解 目的要求:通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义。 实验材料:新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液。 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,质量分数为3.5%的FeCl3溶液。 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、 石棉网、温度计 实验原理:新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算,质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液的Fe3+数,大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。比较过氧化氢在常温、加热、滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的条件下,比较过氧化氢的分解产生的气泡数或者观察带火星的木条复燃的情况,来分析不同条件下的过氧化氢的分解情况。 变量控制:自变量因变量 方法步骤: 1、取4支洁净的试管,分别编上序号ABCD,向各试管中分别加入2ml过氧化氢溶液,按序号依次放置在试管架上。 2、设计实验组和对照组如下表,填写表中的空白位置, 3、填写你观察到的实验结果

4、实验现象分析 (1) B、C、D号试管与A号试管对比说明。 (2)C号试管和D号试管对比说明。 (3)CD号试管和B号试管对比说明。 说明:对照实验中的自变量应具有单一性,即遵循单一变量原则,只有这样才能保证实验结果的正确性,增强实验结论的说服力。 注意:①实验时要选用新鲜的肝脏作材料,否则肝细胞中的过氧化氢酶等有机物会部分分解,从而影响实验的准确性。 ②肝脏要制成研磨液。研磨后的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触,加速过氧化氢的

分解。 实验设置原则:单一变量原则、 、 。 巩固练习: 已知222222H O H O O =+↑,可以通过观察反应过程中O 2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H 2O 2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验,使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题。 实验材料与用具:适宜浓度的H 2O 2溶液,蒸馏水,3.5%3FeCl 溶液,0.01%的过氧化氢酶溶液,恒温水浴锅,试管。 (1)实验步骤: ① ; ② ; ③ 。 (2)实验结果预测及结论: 整个实验中不同处理的试管中O 2的释放速度从快到慢依次是: 。由此可得出的结论是 。 (3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃,重做上述实验,O 2释放的速度最快的是 ,原因是 。 1.使用酶作为催化剂,与一般的无机催化剂相比,反应速度提高107~13倍。这说明了酶具有 A.专一性 B.多样性 C.高效性 D.多变性

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 A A kdt c dc 0 0 (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、

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 + 1 2O 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 + 1 2 O 2(快)→ (C2-3) 整个分解反应的速度由慢反应(C2-2)决定: 22222 2O 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 ),2 2O 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 12 2c k k ?=,则 222 2O H 1O H c k dt dc =- (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: 1 1 2/1693.02ln 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)

探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用

探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用 一、提出问题: 探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用。 二、猜想与假设: 在过氧化氢制取氧气中二氧化锰是催化剂,加快过氧化氢的分解速率。 三、进行实验: 1、取三支试管编号成a、b、c,称取1g二氧化锰,木条4根,备用。 2、将5mL5%的过氧化氢溶液加入a试管中,用一根的带火星木条伸入a试管内,木条不能复燃,说明此时过氧化氢分解速度比较缓慢。 3、将称取好的1g二氧化锰加入b试管中,用一根的带火星木条伸入b试管内,木条不能复燃,说明二氧化锰不能产生氧气。 4、再将5mL5%的过氧化氢溶液加入b试管,用一根的带火星木条伸入b试管内,木条复燃,说明过氧化氢溶液在加入二氧化锰后的分解速率加快了。 5、将试管b中的试液过滤,将滤渣干燥后称重,发现质量还是1g。说明二氧化锰在反应过程中质量没有发生改变。 6、将干燥后的二氧化锰加入试管c中,再加入5mL5%的过氧化氢溶液,用一根的带火星木条伸入c试管内,木条复燃。说明此时的二氧化锰还是能加快过氧化氢溶液的分解速率,那么二氧化锰可以多次的重复使用,能加快过氧化氢溶液分解速率的化学性质在化学反应前后没有发生改变。 四、实验结论: 1、二氧化锰在过氧化氢溶液分解反应前后其质量和化学性质没有发生改变。 2、二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中加快其分解速率。 3、根据前面两点,可以得出二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂。 五、实验反思: 1、不能比较实验4和实验6氧气产生的速率,不知道两个实验产生氧气的速率到底是不是一样快。 2、不知道实验2中不加二氧化锰时过氧化氢是不是能分解产生氧气还是分解产生氧气的速率比较缓慢。 3、课堂上做这个实验所耗时间太长,最好能分为几个小组进行实验,然后让几个小组把实验结果进行比较,这样可以节约时间。 4、本实验现象比较明显,基本能说明二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中的作用。

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