过氧化氢分解热的测定

过氧化氢分解热的测定实验报告实验报告：过氧化氢分解热的测定实验目的：本实验旨在探究过氧化氢分解热（ΔH）的测定方法，借此加深对热力学原理的理解。

实验步骤：1.首先，将过氧化氢的50%溶液放在实验室温度计内部的均质化反应器中。

使用温度计确认过氧化氢的初始温度，并维持恒定的温度。

2.接下来，放入2g MnO2，并快速搅拌以促进反应的进行。

3.观察反应过程中液体的颜色变化并记录下变化情况。

4.使用温度计记录反应器中混合物在反应过程中的温度变化，并将变化情况记录在实验记录表中。

5.最后，计算出过氧化氢分解热（ΔH），并分析实验结果。

实验记录：实验室内温度：25℃过氧化氢50%溶液温度：22℃加入MnO2后，溶液呈现橙黄色，并产生气泡，液面上升。

反应结束后，溶液呈淡黄色。

温度记录表：时间温度变化（℃）0秒 22℃30秒 24℃60秒 26℃90秒 28℃120秒 30℃150秒 32℃180秒 34℃实验结果：通过温度变化记录表得知，反应持续了3分钟，并在该时间内温度从22℃上升至34℃。

因此，ΔT = 12℃。

根据反应方程式2H2O2 → 2H2O + O2和反应物和生成物的生成热（反应热）：H2O2→H2O+1/2O2ΔH=74.8kJ/mol可以推算出该反应的反应热。

根据热力学公式，可得反应热Q = m × C × ΔT。

其中m为过氧化氢50%溶液的质量，C为过氧化氢50%溶液的比热，ΔT为实验测得的温度变化量。

由此计算得到实验测得的ΔH为-337kJ/mol。

实验结论：通过本实验可以得出，过氧化氢分解热的测定方法是一种简单而直接的方法，可有效地测定物质的反应热，并加深对热力学原理的理解。

此外，实验结果还表明过氧化氢的反应热约为-337kJ/mol。

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： 2222H 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 0lnc 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： 112/1693.02ln 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 lnV kt V V ∞∞=-ln-V Vkt 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 ∞。

(b) 浓度标定法 用KMnO 4标准溶液对H 2O 2原始浓度进行标定，O 2近似按理想气体处理，则有2222222H O H O O O O 2c V RT RT V n p p ∞⋅=⋅=⋅ 式中，2O p 为O 2的分压，是外界大气压与实验温度下水的饱和蒸气压之差。

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： 2222H 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 0lnc 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： 112/1693.02ln 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 lnV kt V V ∞∞=-ln-V Vkt 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 ∞。

(b) 浓度标定法 用KMnO 4标准溶液对H 2O 2原始浓度进行标定，O 2近似按理想气体处理，则有2222222H O H O O O O 2c V RT RT V n p p ∞⋅=⋅=⋅ 式中，2O p 为O 2的分压，是外界大气压与实验温度下水的饱和蒸气压之差。

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。

过氧化氢分解热的测定实验报告一、实验目的1、掌握量热法测定化学反应热效应的基本原理和方法。

2、测定过氧化氢分解反应的热效应。

3、学习使用精密量热计和相关仪器设备。

二、实验原理过氧化氢（H₂O₂）在催化剂的作用下发生分解反应，生成水（H₂O）和氧气（O₂）：2H₂O₂（l）→ 2H₂O（l）＋ O₂（g）该反应是一个放热反应，其热效应可以通过量热法进行测定。

量热法的基本原理是在绝热条件下，使反应在量热计中进行，通过测量反应前后体系的温度变化（ΔT），结合量热计的热容（C），根据公式Q ＝C×ΔT 计算出反应放出的热量（Q）。

三、实验仪器和试剂1、仪器精密量热计温度计（精确到 01℃）搅拌器秒表移液管容量瓶2、试剂过氧化氢溶液（约 30%）二氧化锰（催化剂）四、实验步骤1、量热计的准备洗净并干燥量热计，确保其内部干净无杂质。

用量筒准确量取一定量的去离子水注入量热计中，记录水的体积（V）。

2、量热计热容的测定将温度计插入量热计中，搅拌均匀，待温度稳定后记录初始温度（T₁）。

用电热器对量热计中的水加热，同时搅拌，加热一段时间（t）后，关闭加热器，继续搅拌，待温度稳定后记录最终温度（T₂）。

根据公式 Q ＝ Pt 计算出加热器提供的热量（P 为加热器功率），同时根据公式 C ＝ Q ／（T₂ T₁) 计算出量热计的热容（C）。

3、过氧化氢分解反应热的测定用移液管准确量取一定体积的过氧化氢溶液注入量热计中，加入适量的二氧化锰作为催化剂，立即盖上盖子，同时启动搅拌器和秒表，记录反应开始的时间和初始温度（T₃）。

观察反应过程中温度的变化，待温度不再升高并稳定后，记录最终温度（T₄）。

4、实验结束后，清洗仪器，整理实验台。

五、实验数据记录与处理1、量热计热容的测定｜实验次数｜初始温度 T₁（℃）｜最终温度 T₂（℃）｜加热时间 t（s）｜加热器功率 P（W）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ 2 ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ 3 ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜取三次实验的平均值计算量热计的热容 C。

过氧化氢分解热的测定实验报告过氧化氢分解热的测定实验报告引言：过氧化氢是一种常见的氧化剂，其分解反应在化学实验中被广泛应用。

本实验旨在通过测定过氧化氢分解的热量，了解该反应的热力学性质，并通过实验数据验证热力学定律。

实验原理：过氧化氢（H2O2）在催化剂存在下分解为水和氧气，反应式如下：2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)根据热力学定律，反应的热量变化（ΔH）等于反应物和生成物之间的热量差。

因此，通过测量反应过程中的温度变化，可以计算出过氧化氢分解的热量。

实验步骤：1. 将一定量的过氧化氢溶液倒入烧杯中，并用温度计测量初始温度。

2. 将催化剂（如二氧化锰）加入过氧化氢溶液中，并迅速搅拌均匀。

3. 记录反应过程中的温度变化，并在反应结束后停止记录。

4. 重复实验三次，取平均值作为最终结果。

实验结果与讨论：在实验中，我们测量了不同浓度的过氧化氢溶液的分解热。

结果显示，随着过氧化氢浓度的增加，分解热也随之增加。

这表明过氧化氢的分解反应是一个放热反应，且反应热量与反应物浓度成正比。

此外，我们还观察到反应过程中的温度变化。

在过氧化氢分解反应中，反应速率较快，产生的气体氧气会迅速逸出。

由于氧气的逸出，反应体系的温度会有所下降。

通过测量温度的变化，我们可以推断出反应的速率以及反应热量的大小。

实验误差的分析：在实验过程中，可能存在一些误差，如温度计的不准确、催化剂的量不精确等。

这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。

为减小误差，我们进行了多次实验，并取平均值作为最终结果。

此外，实验操作时要尽量减小温度计读数的误差，确保催化剂的加入量准确。

实验应用：过氧化氢分解热的测定方法可以应用于其他化学反应的热力学研究。

通过测量反应过程中的温度变化，可以推断反应的热力学性质，如反应的放热性质、反应速率等。

这对于了解化学反应的热力学特性以及优化反应条件具有重要意义。

结论：本实验通过测定过氧化氢分解的热量，验证了热力学定律，并得出了过氧化氢分解反应是一个放热反应的结论。

专题05 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【答案】C【解析】肝脏放置时间过长，过氧化氢酶会分解失活，A错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况是因变量，D错误。

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【答案】A【解析】本题考查的是探究过氧化氢酶生理作用的相关实验。

用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。

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。

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—过氧化氢分解一、实验目的1、熟悉一级反应的特点。

2、掌握静态量气法测定分解反应动力学参数的实验原理和方法。

3、测定过氧化氢水溶液在碘化钾催化剂的作用下分解反应的速率常数。

二、实验原理实验证明22O H 的分解反应为一级反应。

许多催化剂如光的作用、Pt Ag FeCl MnO KI 、、、、32等都能大大加快此反应的反应速率。

22O H 分解反应的化学方程式为：222221O O H O H +→本实验用KI 作为催化剂，按下列步骤进行反应：（快）（慢）22222121O KI KIO OH KIO KI O H k k +−→−+−→−+其中第一步基元反应为控速步骤。

因此，反应的速率方程可以表达为：]][[][221221KI O H k dtO H d r r =-== 由于反应过程中KI 不断再生，其浓度][KI 保持不变，上式可以简化为：][][22.22O H k dtO H d obs =-式中.obs k 称为表观速率常数。

将上式积分得：t k O H O H obs .02222][][ln-= （1）式中022][O H 为22O H 的初始浓度，][22O H 为反应时刻t 时的22O H 浓度。

在22O H 催化分解过程中，t 时刻22O H 的浓度][22O H 可以通过测定在相应时间内释放出的氧气体积得出。

因分解过程中，放出氧气的体积与分解了的22O H 浓度成正比，其比例常数为定值。

令∞V 表示22O H 全部分解释放出的氧气体积，t V 表示22O H 在t 时刻分解释放出的氧气体积，则∞∝V O H 022][，()t V V O H -∝∞][22，将该关系代入（1）式中得到：t k V V V O H O H obs t .02222ln ][][ln-=-=∞∞ （14-1）或∞∞+-=-V t k V V obs t ln )ln(. （14-2）如果以t V V t ~)ln(-∞作图得一直线，即可验证是一级反应，由直线的斜率可以求出.obs k 。