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 （） 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 （） 积分结果：

0ln ln c kt c t +-= （）

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。

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 ∞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：

c o ∝V ∞， c t ∝ （V ∞－V t ）

将上述关系代入（）式，得：

ln （V ∞－V t ）= - kt + ln V ∞

如果以ln （V ∞－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 。

为ln （V ∞－V t ）～ -t 的直线方程，式中V ∞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 ∞（一个数据），以ln （V ∞－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 ∞也可以不测，由“数据处理”中介绍的方法计算得到。 因数据是等时间间隔记录，按拉格朗日中值定理可知，

2

1

1-++=

i i i t t t 则有

1

111-+--=

-+i i t t i

t

t t V V dt dV i i i

（）

由此作出ln(d V t /d t )—t 图，数据结果具有很强的线性规律，求出直线的斜率m 即可

得到其反应速率常数k/min-1=－m。

三、仪器和药品

实验装置一套（图过氧化氢催化分解反应实验装置），2ml移液管1支，25ml移液管

1支，／dm3KI水溶液，3℅H

2O

2

水溶液，表一块，反应器（锥形瓶）一只，备用针头一个,

蒸馏水瓶一个。

四、实验步骤

1.按图安装好实验装置。

图过氧化氢催化分解装置图

1—量气管；2—玻璃旋塞；3—装有肥皂液的胶头；4—单向鼓气球；

5—磁力搅拌器；6—恒温水浴槽；7—反应器；8—温度计

2.反应器7中放入搅拌子，加入蒸馏水50ml；并移取3ml3% H

2O

2

溶液，同时放入反应

器7中。

3.取下医用注射器，注射器上按上备用针头，吸取多于3ml的KI溶液（1mol·dm-3）将医用注射器中的KI溶液在备用锥形瓶中推至3ml处；拔下备用针头，将医用注射器按装在注射针头上，塞紧胶塞。

4．润湿量气管1（皂沫流量计）。润湿时，一只手夹住另一边的皮管2，慢慢压气（不能着急），一直到量气管顶端。

5. 测量反应开始后反应系统中不同时刻氧气体积。

开动磁力搅拌器5，并将医用注射器中3mlKI溶液推入反应器（锥形瓶），与其中的

H 2O

2

溶液混合，同时开始读表计时。反应即在室温下开始进行。

每隔2分钟读取一次量气管收集的氧气体积数据，持续反应30分钟，读取16组时间

t与体积V

t

数据。

6．检验数据，作V

t

－t的草图。

7．倒掉废液，清洗玻璃仪器和针头，整理实验台。

五、实验注意事项

1. 反应开始前，先开启搅拌器，再加入催化剂，注意顺序！加入催化剂要一次完成！

2.搅拌速度要快速，不要有噪音，开始反应后，不能随意调节搅拌速度！

3.检查漏气，以肥皂泡不向下移动为合格。

4.找一个质量好的气泡（很关键）。

5.从t=0，记录到t=30分钟，每隔2分钟记录一次数据。

6.量气管50在下边，当0看待。记录累加数据。

7.最后记录好数据后，求出相邻两数据的差值备查。

六、实验记录

实验温度：测量前T

0= ℃；测量前T

d

= ℃；平均温度T m= 25 ℃

大气压强：测量前P

0= kPa；测量后 P

d

= kPa；平均大气压强： kPa

KI溶液原始浓度 c

0= mol/dm3； KI的反应液浓度c

d

= mol/dm3；

H

2O

2

溶液原始浓度c

= mol/dm3； H

2

O

2

的反应液浓度c

d

= mol/dm3。

表实验数据记录表

七、实验数据处理

1. 实验数据的校正

由于反应体系有水存在，故计量的氧气体积中有水蒸气存在，因此需要校正，扣除水蒸气。校正公式为：

???

?

??-=大气水气测量校正p p V V 1 2．不测V ∞求取速率常数(参见郭子成等，简单一级反应数据处理的一个新模型, 化学通报, 2000，63（4），47)的方法。

将式变形为：

V ∞ - V t = V ∞e -kt

将上式对时间求导数得：

dV t /dt = kV ∞e -kt （） 再取对数得：

ln （dV t /dt ）= ln(kV ∞)－kt （）

显然，以ln （dV t /dt ）对t 作图得一直线，由直线的斜率即可求得k 。具体作法是：将测得的V t ～t 数据作图并进行圆滑处理，在圆滑后的曲线上用镜面法求不同时刻t 时的dV t /dt 值，有了dV t /dt 数据，即可按本法获取速率常数。dV t /dt 值也可按等面积图解微分法在圆滑曲线上取值获得，具体方法见《物理化学》第四版，第212～215页例（王正烈等编，高等教育出版社出版）。

表 不测V ∞数据处理记录表1

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

直线的斜率m=，所以反应的速率常数k=-m=。八实验思考练习

⒈如何检查漏气

答：观察几分钟，产生的肥皂泡不下降。

2. 若用加热法获得V

∞，以ln(V

∞

－V

t

)对t 作图，再求速率常数，其V

∞

、V

t

必须用

公式 V

校正 = V

测量

（1－P

水

/P

大气

）进行校正吗

答：不需要校正。因为校正系数1－P

水/P

大气

不变。

3.加入3%H

2O

2

的量的多少对测定速率常数有否影响KI的量呢

答：H

2O

2

的量的多少对测定速率常数无影响，催化剂KI的量有影响。

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。

过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究

过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究 过氧化氢通常被保存在棕色瓶中以避开光照，原因是过氧化氢会自发地（缓慢地）分解成氧气和水。当有二氧化锰催化剂存在时，该分解过程大大加快。除二氧化锰外哪些物质还可以催化分解过氧化氢？ 【思考与设计】请你设计实验方案探究 1． 不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 2． 同一催化剂存在下，过氧化氢的浓度对分解速率的影响。写出实验的各个步骤和应 注意的安全事项，写一份详细的实验计划。 请老师批准你的实验方案，按计划完成实验并记录实验现象和数据。 【实验材料】锥型瓶、分液漏斗、带刻度的玻璃量气管（或碱式滴定管）、玻璃三通、乳胶 头、导管、秒表、30%的过氧化氢、二氧化锰、0.2mol ·L -1 CuSO 4溶液、0.2mol ·L -1FeSO 4溶液、碘水、肥皂水（或洗发香波） 【实验案例】 1．不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 ● 把30%过氧化氢稀释成2%、4%、6%过 氧化氢溶液。 ● 按图综2-2连接装置来测量氧气生成 的体积。 ● 把肥皂水装满玻璃三通，在锥型瓶中加 入催化剂，从分液漏斗向锥型瓶中加入20mL 过氧化氢溶液。 ● 用乳胶头来制造肥皂泡，用秒表测量生 成固定体积（例如20mL ）氧气所需要的时间，平均反应速率可以用单位时间内所产生的氧气体积来表示。认真观察实验现象并记录数据。 不同催化剂对同一浓度过氧化氢分解实验的对比表 编号 实 验 实验现象 时间 反应速率 1 20ml 4% 的双氧水＋0.1克二氧化锰 2 20ml 4% 的双氧水＋1mL 0.2mol ·L -1 CuSO 4溶液 3 20ml 4% 的双氧水＋1mL 0.2mol ·L -1 FeSO 4溶液 4 20ml 4% 的双氧水＋1mL 碘水 结论 图综2-2过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究

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？

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%

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：

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)

过氧化氢分解影响因素分析

过氧化氢分解影响因素分析 一、过氧化氢的性能 过氧化氢又名双氧水，分子式为H2O2，结构式为H-O-O-H，相对分子质量为34.01。它是一弱酸性的无色透明液体，相对密度1.4067（25℃），溶点－0.41℃，沸点150.2℃，溶于水、醇、醚，不溶于石油，极不稳定，遇热、光、粗糙表面、重金属及其它杂质会引起分解，同时放出氧气和热量。在酸性条件下比较稳定，一般商品的过氧化氢溶液里都加有酸作为稳定剂。在温度稍高时，高浓度的过氧化氢能使有机物质燃烧，与二氧化锰相互作用能引起爆炸，不利于运输。过氧化氢具有较强的氧化能力，为强氧化剂，腐蚀性很强，贮存双氧水容器的材质只能用纯铝（＞99.6％）、不锈钢、玻璃、陶瓷和聚乙烯塑料等。 二、过氧化氢的用途 过氧化氢是一种重要的无机化工原料和精细化工产品，含量一般有3％、30％、35％，有的甚至高达90％，常用的有30％或35％。过氧化氢广泛应用于化学品合成、纸浆、纸和纺织品的漂白（是一种优良的氧化漂白剂），金属矿物质处理、环保、电子及军工等领域。目前，我国双氧水的消费结构为纺织工业50％，造纸工业13％，化工23％，其他14％。 纺织工业：纺织工业中过氧化氢主要用于纺织品退浆、漂白，还原染料染色时显色。如纯棉织物、麻织物、皮毛及工艺品的漂白。 三、影响过氧化氢分解的因素 过氧化氢的分解受多种因素的影响。如：浓度、温度、PH值、重金属离子、酰胺类化合物、过氧化氢酶、其它物质。在氧化漂白过程中要综合地考虑，合理制定工艺，有效地控制其分解，充分地利用。 1、浓度：过氧化氢在较低浓度时，分解速率较慢，但随着浓度的升高，分解速率逐渐增大。当含量超过65％，温度稍高时，分解加剧，遇有机物还会容易引起爆炸，且不宜于运输和保存。 2、温度：过氧化氢受热和日光照射时分解速率加快，在温度为30℃以下时比较稳定，在70℃以上时，分解速率更快。因为过氧化氢商品中都加有稳定剂，过氧化氢的分解要超过其活化能时才能分解，因此当温度提高到一定程度后便加速分解，温度越高则分解越快。 过氧化氢分解生成水和放出氧气。 2H2O2→2H2O+O2↑＋200kJ

分析化学实验过氧化氢含量的测定实验报告

姓名：班级：同组人： 项目过氧化氢含量的测定课程：分析化学学号： 一、实验目的 1. 了解高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件。 2. 掌握以N単C2O4为基准物标定高锰酸钾溶液浓度的方法原理及滴定条 件。 3. 掌握用高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理和方法。 二、实验原理 标定高锰酸钾溶液的基准物质有H2C2O4 ? 2H2O、Na2C2O4、FeSC4 ? 7H2O、(NH4)2SO4?6H2O、AS2O3和纯铁丝等。由于前两者较易纯化，所以在标定高锰酸钾时经常采用。 本实验采用Na2C2O4标定预先配好的浓度近0.02mol/L的高锰酸钾溶液，两者反应方程式如下：2KMn O4+5Na2C2O4+8H2SO4===2 Mn SO4+8H2O+10CO2 T +5Na2SO4+K2SO4 H2O2是一种常用的消毒剂，在医药上使用较为广泛。在酸性条件下，可用KMnO4标准溶液直接测定H2O2,其反应如下：2MnO4一+5H2O2+6H+= 2Mn2 ++5O2+8H2O 此反应可在室温下进行。开始时反应速度较慢，随着Mn 2+的产生反应速度会逐渐加快。因为H2O2不稳定，反应不能加热，滴定时的速度仍不能太快。测定时，移取一定体积H2O2的稀释液，用KMnO 4标准溶液滴定至终点，根据KMnO 4溶液的浓度和所消耗的体积，计算H2O2的含量。 注：1?用KMnO4溶液滴定H2O2时，不能用HNO3或HCI来控制溶液酸度。 2. H2O2样品若系工业产品，常加入少量乙酰苯胺等稳定剂，这时会造成误差，可改用碘量法测定。 三、仪器和药品 仪器：电子天平、称量瓶、50mL酸式滴定管、10、25、50mL移液管、 50mL量筒、电炉、2mL刻度吸管、250mL容量瓶 试剂：3mol L-1H2SO4、0.02mol L--1KMnO4标准溶液、Na2C2O4、 过氧化氢样品(质量分数约为30%) 四、内容及步骤 1、0.02mo L-1KMnO4溶液的配制 用台秤称取约1.7gKMnO4溶于500mL水中，盖上表面皿，加热煮沸1h，煮时及时补充水。静置一周后，用玻璃砂芯漏斗过滤，保存于棕色瓶中待标 2、K MnO4溶液浓度的标定

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：

2021年过氧化氢分解影响因素分析

过氧化氢分解影响因素分析 欧阳光明（2021.03.07） 一、过氧化氢的性能 过氧化氢又名双氧水，分子式为H2O2，结构式为H-O-O-H，相对分子质量为34.01。它是一弱酸性的无色透明液体，相对密度1.4067（25℃），溶点－0.41℃，沸点150.2℃，溶于水、醇、醚，不溶于石油，极不稳定，遇热、光、粗糙表面、重金属及其它杂质会引起分解，同时放出氧气和热量。在酸性条件下比较稳定，一般商品的过氧化氢溶液里都加有酸作为稳定剂。在温度稍高时，高浓度的过氧化氢能使有机物质燃烧，与二氧化锰相互作用能引起爆炸，不利于运输。过氧化氢具有较强的氧化能力，为强氧化剂，腐蚀性很强，贮存双氧水容器的材质只能用纯铝（＞99.6％）、不锈钢、玻璃、陶瓷和聚乙烯塑料等。 二、过氧化氢的用途 过氧化氢是一种重要的无机化工原料和精细化工产品，含量一般有3％、30％、35％，有的甚至高达90％，常用的有30％或35％。过氧化氢广泛应用于化学品合成、纸浆、纸和纺织品的漂白（是一种优良的氧化漂白剂），金属矿物质处理、环保、电子及军工等领域。目前，我国双氧水的消费结构为纺织工业50％，造纸工业13％，化工23％，其他14％。

纺织工业：纺织工业中过氧化氢主要用于纺织品退浆、漂白，还原染料染色时显色。如纯棉织物、麻织物、皮毛及工艺品的漂白。 三、影响过氧化氢分解的因素 过氧化氢的分解受多种因素的影响。如：浓度、温度、PH 值、重金属离子、酰胺类化合物、过氧化氢酶、其它物质。在氧化漂白过程中要综合地考虑，合理制定工艺，有效地控制其分解，充分地利用。 1、浓度：过氧化氢在较低浓度时，分解速率较慢，但随着浓度的升高，分解速率逐渐增大。当含量超过65％，温度稍高时，分解加剧，遇有机物还会容易引起爆炸，且不宜于运输和保存。 2、温度：过氧化氢受热和日光照射时分解速率加快，在温度为30℃以下时比较稳定，在70℃以上时，分解速率更快。因为过氧化氢商品中都加有稳定剂，过氧化氢的分解要超过其活化能时才能分解，因此当温度提高到一定程度后便加速分解，温度越高则分解越快。 过氧化氢分解生成水和放出氧气。 2H2O2→2H2O+O2↑＋200kJ 3、酸碱度：过氧化氢在强酸性条件下（pH＜3）稳定性较差，其分解速度很快。 过氧化氢在弱酸条件下比较稳定，一般商品的过氧化氢溶液里

探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响_教案

课题：探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 一、教材依据 教材版本：苏教版普通高中课程标准实验教科书《实验化学》选修课题名称：§4—2 催化剂对过氧化氢分解 反应速率的影响 二、设计思想 （一）教学指导思想、设计理念 应让学生成为学习的主体，一切教学活动都必须从学生出发，知识建构理论认为：每个学生都在积极主动的建构自我的知识体系。基于此，在本节教学中我以学生的求知要求为主 线，追求教师和学生面对知识共同探讨、平等对话。对于知识的建构，除了个体探究之外，我更倡导合作探 究。在探究教学中，要根据学生的实际差异，提出不同的探究目标。最后利用学生集思广益、思维互补、 各抒己见的特点，使问题更清楚准确。因此作为教学的组织者、引领者的教师，要设计有层次的探究问 题，充分挖掘学生的能动作用。这样的设计，能使学生主动的探索，充分调动了学生善于发现问题、勇于解 决问题的积极性，体现了“情景--------------------------------------------------------------- 发现”教学法的基本观点，整体思路为：情境创设→问题探索→交流反馈→ 形成结论并达成 共识→ 应用提高。 （二）教材分析 本节课从催化剂的概念出发，首先通过课本P49页的［课题方案设计］，采取设计实验、讨论、交流的形式，归纳出不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。其次为了定量描述 反应速率的大小，提出了定量记时比较法，为深入学习催化剂对化学反应速率的影响做了丰富的准备。 （三）学情分析 1、学生经过《化学必修2》的学习，化学反应速率的影响因素已经比较熟悉，但是对从定量的角度认识化学 反应速率，却很少思考。 2、另外学生对化学现象的观察比较熟悉，但定量记时比较法在化学实验中的应用还比较陌 生。 三、教学目标 （一）知识与能力： 1.探究不同催化剂对同一反应的催化效果，用比较法通过定性和定量实验，来寻找实验的最佳方案。认识催 化剂、有效碰撞、活化能等理论。 2.提高学生处理实验数据和分析实验结果的能力。

比较过氧化氢在不同条件下的分解

【实验6】比较过氧化氢在不同条件下的分解活动目标 1．进行比较过氧化氢在不同条件下分解的实验。 2．说出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。 背景资料 1．相关知识 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。 酶在化学反应中的作用本质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．实验原理 新鲜的肝脏中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解为水和氧气。过氧化氢酶在不同的温度下催化效率不同。FeCl3溶液中的Fe3+也对过氧化氢具有催化作用，但催化效率要低很多。 3．实验设计和意义 基于以上事实，本实验共设置了4组小实验（见下表）。 编 号 处理情况图示组别现象1 号常温对照组 过氧化氢的分解速率十分缓 慢（难以观察到气泡的产 生）

2号高温（90 ℃） 水浴 实验组 过氧化氢分解速率加快，有大 量小气泡产生 3号常温，加入 FeCl3溶液 实验组 与2号试管相比，有更多的 气泡产生 4号常温，加入过 氧化氢酶溶 液 实验组 3号试管相比，气泡大并且 产生的速率快 说明：2号和1号的对照实验说明，温度升高有助于过氧化氢的分解，但细胞内不可能存在高温条件；3号、4号未经加热也有大量气泡产生，说明催化剂能降低化学反应的活化能，能加快化学反应的速率；4号和3号的实验现象相对比说明，在相同的常温条件下，酶的催化效率远远高于无机催化剂的催化效率 由以上分析可知，酶在常温下催化效率很高。酶催化所需的条件和所产生的效果正是人体细胞所能提供的条件和所需要的效果，同时也说明了酶的高效性，这是本实验要达到的目标。 本实验设置的4组小实验有助于培养学生设置对照实验和控制实验变量的能力。 操作指南 1．材料新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。 2．用具量筒，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。 3．试剂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。

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)

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