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————————————————————————————————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。

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。

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。

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。

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 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。

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 。