内容发布更新时间 : 2024/11/18 2:42:41星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

从而：

ln1/t诱 =lnA-

Ea RT分别作ln(1/t诱)-1/T，ln(1/t振)-1/T图，由直线斜率再乘-R即可求出表观活化能。 首先计算ln(1/t诱)，ln(1/t振)，1/T数据如下表：

T（℃） t诱(s) t振(s) 1/T ln(1/ t诱) ln(1/ t振) 293 677.6 121 0.003413 -6.51856 -4.79579 298 487 83.6 0.003356 -6.18826 -4.42604 303 365 50.9 0.0033 -5.8999 -3.92986 308 263 33.4 0.003247 -5.57215 -3.50856 然后使用Origin软件作图并且线性拟合如下（图6与图7）： -5.4 ln(1/t) Linear Fit of ln(1/t)-5.6-5.8ln(1/t)-6.0-6.2-6.4-6.60.003240.003280.003320.00336-10.003401/T (s)

图6 1/T与ln(1/ t诱)关系图线

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-3.4-3.6-3.8-4.0 ln(1/t2) Linear Fit of ln(1/t2)ln(1/t2)-4.2-4.4-4.6-4.80.003240.003280.003320.003360.003401/T

图7 1/T与ln(1/ t振)关系图线

根据Origin软件拟合得到两条直线斜率，进而求出活化能的值如下：

诱导 振荡

斜率 -5644.14 -7860.99 表观活化拟合直线能（kJ/mol） R2 46.924 65.356 0.999 0.994 3.3讨论分析

3.3.1 数据与计算结果的分析比较

计算得到的结果46.924kJ/mol和65.356kJ/mol与文献值E诱 =35.45 kJ/mol，E振 =63.79 kJ/mol有一定偏差，尤其E诱偏差比较大，分析如下：

1）本实验由曲线选取诱导期终点时主要靠人工从光滑曲线上选取，这会带来不准确。我选取的方法是计算所有数据点处的曲线斜率，找到极值点作为诱导期的终点，这虽然减小了一定人工误差，但仍然可能与实际诱导期结束时间不一致。

2）本实验求振荡周期时为减小误差，取的均为每个振荡周期最高点，因此可有效减少人工判断带来的误差。

3）实验室软件所得数据拟合R2为0.999和0.994，说明数值线性程度较高，故实验过程中温度、试剂量均较稳定准确，操作基本无误。 3.3.2 现象分析

如前所述，刚刚加入硝酸铈铵时，溶液显黄色，随后溶液颜色逐渐变浅，在振荡过程中，当电位在最高点时黄色最深，然后逐渐变浅，在最低点时几乎无色，如此反复。这主要是由于在电压的上升沿，[Br－]量比较少，[HBrO2]通过自催化反应增加，[Br－]被更加快速地消耗，同时也产生了[Ce4+]，使溶液颜色变黄；在电压的下降沿，[Ce4+]通过过程C消耗，生成[Br－]，体系中HBrO2的自催化生成受到抑制，系统又从B转换到A，可观察到溶液颜色变浅。

4 结论

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B-Z 振荡反应的表观活化能测定值分别为：E诱=46.924Jk/mol，E振 =65.356kJ/mol。

5 参考文献

[1] 贺德华，麻英，张连庆编. 基础物理化学实验. 北京：高等教育出版社，2008.5. [2] 朱文涛编著. 基础物理化学. 北京：清华大学出版社，2011.9.

6 附录（计算的例子、思考题等）

6.1 思考题

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1 已知卤素离子（Cl- ，Br ，I ）都很易和 HBrO2反应，如果在振荡反应的开始或是中间加入这些离子，将会出现什么现象？试用 FKN 机理加以分析。

答：若在振荡反应的开始加入，则因卤素离子与 HBrO2 反应，会减缓 HBrO2的积累速率，如果卤素粒子过多，会导致 HBrO2 无法达到触发振荡反应的临界浓度，无法发生振荡。若在振荡中间加入，因临界溴离子浓度较小，会使得[Br-] >[B~r?] ，体系转化至步骤 A，如果量大的话,可能会使得振荡反应终止。

2 为什么 B-Z 反应有诱导期？反应何时进入振荡期？

答：因为振荡涉及的关键物质 HBrO2 在一开始并不存在，需要由一系列的反应来进行积累，而且还存在着自身的分解反应，故需要一个较长的积累期，当它的生成速率与分解速率相等时，反应便进入振荡期。

3 影响诱导期的主要因素有哪些？

答：反应温度、反应物浓度、卤素离子等杂质浓度、搅拌均匀程度。

4 体系中什么样的反应步骤对振荡行为最为关键？

答：步骤 A、B 形成竞争关系，通过 HBrO2 这个关键物质的生成、分解反应的相互竞争，来调配振荡过程的进行，通过催化剂铈离子来体现周期性的电位变化、颜色转化，而这个振荡所需的能量则由反应物丙二酸和溴酸根离子来提供，二者发生氧化还原反应来维持振荡，当这两者消耗完或者低于某一临界浓度时，振荡终止。

6.2 实验总结

本次实验总体上比较满意，在实验中学习了B-Z反应的机理，同时也知道了如何测定其表观活化能。最后E诱与文献值相差较大，但询问同学发现这是一个普遍现象。可能以后还应想到更好的判断诱导期的方法，从而提高实验精度。总体上感觉通过这次实验收获很大，也很感谢助教对实验操作的讲解。

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