过氧化氢催化分解实验报告

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：2H2O2 == 2H2O + O2(g)

反应机理为： H2O2 + I– → H2O + IO– k1 (慢) (1)

H2O2 + IO– → H2O + O2(g) + I– k2 (快) (2)

整个分解反应的速率由慢反应(1)决定，速率方程为：

22-22HO1HOIdckccdt

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：

2222HOHOdckcdt

式中，-1Ikkc，k为表观反应速率常数。将上式积分得 0lncktc

此式表明，反应速率与H2O2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。将上式积分得：

01lnlnctkct

式中c0、ct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：

112/1693.02lnkkt

设H2O2完全分解时放出O2的体积为V∞，反应t时放出O2的体积为V，

则c0∝V∞，c∝(V∞ – V)，故 lnVktVV

ln-VVktV

ln-+lnVVktV（）

以ln(V∞ – V)对t作图应得一直线，从直线斜率(– k)即可求得H2O2分解反应的速率常数。故实验需测定反应不同时刻O2的体积V及H2O2完全分解时O2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H2O2溶液加热至50~60 ℃ 约15 min，可以认为H2O2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KMnO4标准溶液对H2O2原始浓度进行标定，O2近似按理想气体处理，则有

注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。 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

组别 对照组 实验组

试管号 A B C D

H2 O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL

实验处理

设置目的 排除无关变量产生的误差 与对照组形成对照，比较实验现象，通过分析得出实验结果或结论

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 。

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） ｜

过氧化氢分解实验

预做人员：xxx、xxx、xxx

一、实验目的

1.掌握过氧化氢的分解反应性质。

2.掌握高锰酸钾滴定法，以及用化学方法进行反应动力学研究的特点。

3.测定过氧化氢催化分解反应的速率常数、活化能和指数前因子；测定均相催化反应中催化剂Fe3+对反应速率的影响程度。

二、实验原理

H2O2在Fe3+催化作用下的分解反应，其催化作用机理可表示为：

2Fe3++H2O2 → 2Fe2++O2

2Fe2++H2O2 → 2Fe3++2H2O

2H2O2 → 2H2O+O2

H2O2分解为一级动力学反应，即反应速率与过氧化氢的浓度成正比，lnc =

-kt+lnc0，当测得不同反应时间t时H2O2剩余浓度c时，可求得反应速率常数k。

如果测得两个温度T1、T2下的反应速率常数，则可以根据阿伦尼乌斯方程，k=k0e-E/RT，求得反应活化能E和指数前因子k0。

Fe3+起正催化作用，H+起抑制作用（负催化），在均相的反应溶液中，它们的浓度对反应速率常数的经验关系式为：

k=k’caFe3++cbH+

在同样温度下，测出不同Fe3+时的反应速率常数，即可求出a值，同理也可以求出b值。 测定H2O2剩余浓度采用高锰酸钾滴定法。取某瞬时一定体积的V（H2O2）反应溶液，放入浓硫酸溶液抑制反应进行，用KMnO4溶液直接滴定。c（H2O2）=5c（MnO4-）V（MnO4-）/2V（H2O2）,代入lnc = -kt+lnc0可得：ln[V（MnO4-）]= -kt+ln[V（MnO4-）]0,以ln[V（MnO4-）]对t作图，斜率即为k值。

三、实验仪器和药品

仪器：恒温槽、秒表、锥形瓶（100mL）6个，酸式滴定管（50mL）、移液管（5mL、10mL、50mL）、叉形反应管2个、洗瓶、洗耳球、烧瓶夹、铁支台、滤纸（擦拭用）。

药品：新配H2O2溶液（质量分数0.0025）、含FeCl3 0.02mol·L-1及含HCl 0.02