2.3 动力学部分
实验十五 过氧化氢催化分解
1 目的要求
(1) 测定过氧化氢分解的反应速度常数。
(2) 了解用体积法研究动力学的基本原理。
(3) 了解实验测定活化能E 的原理和方法。
2 基本原理
过氧化氢在没有催化剂时，分解反应进行得很慢，加入催化剂时能促进其分解。过氧化氢分解的化学计量式如下：
H 2O 2→H 2O+1/2O 2
很多物质都能对这一反应起催化作用，如铂、银、铅、二氧化锰、三氯化铁以及三氯化铁和氯化铜的混合物等。本实验是以三氯化铁和氯化铜混合物作催化剂，研究H 2O 2分解反应的动力学。其中CuCl 2是助催化剂，单独使用它，并不能催化该反应。
在本实验条件下，过氧化氢的分解是一级反应。若 以 a 表示H 2O 2的起始浓度，x 表示在时刻 t 时已经分解掉的H 2O 2的浓度，则所剩余的H 2O 2的浓度为(a-x )，于是有：
)(1x a k dt
dx -= 积分上式： ln(a-x )= -k 1t + ln a
式中k 1为反应速率常数，它的大小表征着反应速率的快慢。ln a 为积分常数，可由t =0，x =0 这一边界条件得出。
在H 2O 2的催化分解中，t 时刻H 2O 2的浓度C t 可通过测量在相应的时间内分解放出的氧气的体积得出。因分解过程中放出氧气的体积与分解了的H 2O 2的浓度成正比，其比例常数为定值。.令V ∞ 表示H 2O 2全部分解放出的氧气体积，V t 表示H 2O 2在 t 时刻分解放出的氧气的体积，则：
C 0 ∝V ∞； C t ∝(V ∞-V t )
式中，C 0、C t 分别代表H 2O 2在t = 0 和 t =t 时的浓度。将上面关系式代入一级反应速率方程的定积分表达式，则有： 303
.2lg lg 1
0t k V V V C C t t -=-=∝∝ 或者 lg(V ∞-V t ) = - k 1t/2.303 + lg V ∞ ,
根据上式，如果以lg(V ∞-V t )对t 作图得一直线，即可验证该反应是一级反应。此时由直线的斜率可求出反应速率常数k 1。
V ∞可由两种方法得出：
(1) 实验得出。
(2)公式算出：
计算公式如下：按H 2O 2分解反应的化学计量式，1mol H 2O 2放出1/2molO 2。在酸性溶液中以KMnO 4标准溶液滴定H 2O 2溶液，V ∞则等于：
V ∞ =M H2O2· V H2O2· RT /p (m 3)
式中：M H2O2· ——H 2O 2的起始摩尔浓度mol·L -1；
V H2O2 ——H 2O 2溶液的体积(m 3)；
p ——氧气的分压，即大气压减去实验温度下水的饱和蒸气压(Pa)；
T ——实验的热力学温度(K)；
R ——气体常数，取8.314J·K -1·mol -1。
由于这种方法需用KMnO 4滴定H 2O 2的浓度，比较麻烦，所以一般都用实验法直接获得。 如果我们改变分解反应的温度，求得不同温度下的反应速率常数k 1，则根据阿仑尼乌斯公式，有：
2ln RT
E dT k d 积分后可知，若以ln k 对1/T 作图，由斜率则可求得在该反应温度范围内的平均活化能。
体积法是研究化学反应动力学的基本方法之一。只要反应过程中体系的体积发生明显的变化，一般都可用这种方法研究该反应的动力学。
3 仪器试剂
恒温槽 1套； 秒表 1只；
混合液 0.05mol·L -1 FeCl 3-0.005mol·
L -1CuCl 2-0.4mol·L -1HCl ；0.2mol ·L -1 H 2O 2 4 实验步骤
(1) 实验装置图如图2.15.1所示。
实验前需检查测量系统是否漏气，为此，打开活塞A ，拔开塞子B ，提高水准瓶C ，使量气管D 内的水面升至上部，关闭活塞A ，把水准瓶放在桌面上。塞紧塞子B ，打开活塞A ，任水面自由下落，若降至某一位置保持静止，则证明系统不漏气，即可开始实验。
(2) 拔开塞子B ，打开活塞A ，提高水准瓶C ，使D 管内的水平面升至量气管0刻度以上， 关闭A 。再调节A ，使D 管内的水面恰在刻度0的位置。移取20mL H 2O 2溶液注入B ，加入 10mL 混合液，随即把塞子塞紧。此时H 2O 2已开始分解，不断调节活塞A ，使量气管内两壁的水面保持相同，当气体放出速度趋于稳定后(约10min)，记下D 管内水平面的刻度，同时打开秒表，每5min 记录一次D 管内水面的位置。记录8个～10个数据。
为得到H 2O 2全部分解后的体积V ∞，将测得8个～10个V t 后的试管瓶放在80℃水浴中加热，并不断摇动，待反应管内不再有气泡放出为止。取出反应管，仍放回原恒温槽内恒温后，读取量气管内水面刻度，即V ∞数值。
图2.15.1 过氧化氢分解装置
本实验可用来求H2O2分解反应的活化能，改变反应温度，分别测定25℃、30℃、35℃、40℃等温度下的速率常数，方法同上。
5数据处理
(1)可按下列格式记录实验数据。
室温：大气压： 恒温槽温度：V∞ =
时间t／min 体积 V t／mL V∞-V t /mL lg(V∞-V t)-
（2）以lg(V∞-V t)为纵坐标，时间t 为横坐标作lg(V∞-V t) —t 图。由直线斜率计算分解反应的速率常数 k／min-1 。
6 注重事项
(1) 气体的体积受温度和压力影响较大，在实验中要保证所测得的V t和V∞都是在相同的温度和压力下的数据。
(2 )要真正搞清楚动力学方程中V t、V∞的含义，这样，在进行数据处理时就不会出现错误。
7思考题
反应速率常数与哪些因素有关? 为什么在每次读取V t或V∞时，一定要调整量气管两壁的水面相平？
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 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 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
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 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 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：
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）．
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。
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：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
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、
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 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。
3实验三过氧化氢分解 实验三一级反应速率常数的测定-HO分解 22 一、实验目的 1. 熟悉一级化学反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应速率常数的影响。 2. 测定HO分解反应的速率常数和半衰期。 22 3. 学会用图解法求一级反应速率常数。 二、实验原理 HO是不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，但分解速率很慢。22 当加入催化剂时能促使HO较快分解，分解反应按下式进行: 22 11 HO? HO + O(3-1) 22 22 22 在催化剂KI作用下，HO分解反应的机理为: 22 HO+ KI ? KIO + HO (慢) (3-2) 22 2 1O (快) (3-3) KIO ? KI + 2 2 KI与HO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，22 反应加快。反应(3-2)较(3-3)慢很多，成为HO分解的控制步骤。 22 HO分解反应速率表示为: 22 dc(HO)22r (3-4) ,dt 反应速度方程为: dc(HO)'22 (3-5) ,,kc(HO)c(KI)22dt KI在反应中不断再生，其浓度近似不变，这样(3-5)式简化为: dc(HO)22 (3-6) ,,kc(HO)22dt '其中，，k与催化剂浓度成正比。 k,kc(KI)
由(3-6)式看出HO催化分解为一级反应，积分(3-6)式得: 22 cln,,kt (3-7) c0 式中:c——HO初始浓度; 022 c——t时刻HO的浓度。 22 t一级反应半衰期为: 12 1 ln20.693,,t (3-8) 1kk2 可见一级反应的半衰期与起始浓度无关，与反应速率常数成反比。 本实验通过测量HO分解时放出O的体积来求反应速率常数k。根据(3-1)222 式可知HO完全分解后放出的O体积V与HO溶液初始浓度c成正比，其比222?220例常数为定值，则 c?Vc?(V,V) (3-9) 0? ? 代入(3-7)式得: V,V,ln,,kt (3-10) V, 改写成直线方程式: VVV,,,lnktln,,， (3-11) [V][V] 以ln(V,V/,,,)对t作图，得一直线，从斜率即可求出反应速率常数k。 ? [V]—单位体积。 三、仪器与试剂 33实验装置如图3-1所示。其它仪器:5cm移液管1支;10cm移液管1支; 3333100cm容量瓶1个;10cm量筒1个;150cm烧杯2个;250cm锥形瓶2个;秒表1块。 -3-330% HO溶液;0.1000mol?dmKI标准溶液;0.02000mol?dmKMnO标准溶224-3液、3mol?dmHSO溶液。 24