内容发布更新时间 : 2025/6/18 11:57:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
过氧化氢的催化分解
一、实验目的：
1．用静态法测定H2O2分解反应的速度常数和半衰期。
2．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。
3．掌握量气技术和体积校正，学会用图解计算法求出一级反应的速度常数。
二、实验原理：
1. 凡反应速度只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H2O2的分解反应如下：
2 H2O2 → 2 H2O + O2 （1） 2. 若该反应属于一级反应，则其速度方程应是：
?dCH2O2dt?kCH2O2(2)式中：CH2O2—时间t时的H2O2浓度； k—反应速度常数。
3. 化学反应速度取决于许多因素，如反应物浓度、搅拌速度、反应压力、温度、催化剂等等。某些催化剂可以明显的加速H2O2 的分解，它们有Pt、Ag、MnO2、FeCl3、碘化物。本实验用I-（具体用KI）作为催化剂。由于反应在均匀相（溶
液）中进行，故称为均相催化反应。 设该反应为一级反应，且按下列式进行：
H2O2 + I - → H2O + IO- （A）
H2O2 + IO- → H2O + O2 （B） 则因
d?CH2O2? ??A?kC·?AI?CH2O2及 dt
d?CH2O2???B?kC· ?BIO?CH2O2dt
其总反应速度为上两式之和，即：
?dCH2O2dt??A??dCH2O2dt??B?dCH2O2dt??kACI??kBCIO??CH2O2
则 kACI - = kBCIO-
亦即反应速度应为：
由于催化剂在反应前后的浓度是不变的，CI-或CIO-就可视为常数，令k=2kACI - = 2kBCIO –
dCH2O2 ??2kACI??CH2O2?2kBCIO??CH2O2dt
最后得：
?dCH2O2dt?kCH2O2(3)若反应（A）的速度慢于反应（B），则整个反应速度决定于反应（A），因而可假定其速度方程式，即为：
dC H 2O 2
??kACI??CH2O2dt
从而亦可简化为： ?
式（3）表示，H2O2的分解反应为一级反应。
?dCH2O2?kCH2O2(3)dCH2O2dt?kACI??CH2O2
dt尽管k会因CI–而变，但对H2O2分解来说，则仍是一级反应。
4. 一级反应的积分式为
lnCH2O2 = - k t + ln C0H2O2 （4）
上式中C0H2O2 是反应开始时H2O2的浓度（摩尔/升）
公式（4）为直线方程，故我们若以lnCH2O2对时间作图而得一直线时，则可验证反应为一级反应。该直线之斜率为-k，截距为lnCH2O2。
5. 由于分解过程中放出的氧气体积与已被分解的H2O2浓度成正比，比例常数为定值，故在相应时间内分解放出氧的体积即可得出时刻t的H202浓度。 令V