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： 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 及 其总反应速度为上两式之和，即： 则 kACI - = kBCIO- dtCddtCdBOHAOH22222222OHOHkCdtdC)2(2222OHIOBIAOHCCkCkdtdC 2222·H OAAH OId Ck CCdt2222·H OBBH OIOd Ck CCdt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 – 最后得： 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： 从而亦可简化为： 2222H OAH OIdCk CCdt 式（3）表示，H2O2的分解反应为一级反应。 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Vf 表示H2O2 全部分解时产生的O2 气体体积。Vt表示在t时刻分解所放出的O2 气体体积，则显然 C0H2O2 ∞ Vf CH2O2 ∞ （Vf -Vt） 代入（...
