第5-9章-思考题答案
《电机学》习题解答(吕宗枢)09章.docx

第 9 章思考题与习题参考答案9.1试比较异步电动机中主磁通和漏磁通的区别。
答: 主磁通是由基波旋转磁动势产生的基波旋转磁通,它经主磁路(定子铁心—气隙—转子铁心—气隙—定子铁心)而闭合。
其穿过气隙而同时交链定子、转子绕组,并分别在定子、转子绕组中产生感应电动势。
转子感应电动势产生的转子电流与定子磁场相互作用产生电磁转矩,驱动转子旋转,异步电动机从而实现将定子侧的电能传递给转子并转换成机械能输出。
因此,主磁通起能量传递和转换的媒介作用。
漏磁通不穿过气隙,它只与自身绕组相交链。
漏磁通包括槽部漏磁通和端部漏磁通。
另外由高次谐波磁动势所产生的高次谐波磁通虽然穿过气隙,但是对转子并不产生有效转矩,与槽部漏磁通和端部漏磁通具有同样的性质,所以也将其作漏磁通处理,称为谐波漏磁通。
由于漏磁通路径磁阻很大,因此它比主磁通小很多。
漏磁通仅在绕组上产生漏电动势,起电抗压降作用,不参与能量传递和转换。
9.2和同容量的变压器相比,为什么三相异步电动机的空载电流较大?答:变压器的主磁路由铁心构成,其磁阻很小,建立一定的主磁通所需要的磁动势很小,即励磁电流很小,通常为额定电流的2%~ 10%。
异步电动机的主磁路除了定、转子部分为铁心外,还有两段空气隙,这使得主磁路的磁阻很大,建立一定的主磁通所需要的磁动势就很大,即励磁电流很很大,通常为额定电流的20%~ 50%。
所以和同容量的变压器相比,三相异步电动机的空载电流较大。
9.3增大异步电动机的气隙,对空载电流、漏抗有何影响?答:增大异步电动机的气隙,主磁路磁阻增大,励磁电抗减小,空载电流增大。
气隙增大后,漏磁面积增加,单位电流产生的漏磁通增加,漏抗增大。
9.4异步电动机空载和负载时的气隙主磁通是否变化,为什么?答:主磁通几乎不变化。
虽然异步电动机空载运行时,气隙主磁通仅由定子励磁磁动势F0产生,而负载运行时,气隙主磁通由定子磁动势F1和转子磁动势 F2共同产生,但是因为外施电压U 1不变,根据U1 E1 4.44 fNk w1可知,空载和负载时的主磁通基本是同一数值。
贾俊平《统计学》(第5版)课后习题-第9章 分类数据分析【圣才出品】

第9章 分类数据分析一、思考题1.简述列联表的构造与列联表的分布。
答:列联表是由两个以上的变量进行交叉分类的频数分布表。
列联表的分布可以从两个方面看,一个是观察值的分布,又称为条件分布,每个具体的观察值就是条件频数;一个是期望值的分布。
2.用一张报纸、一份杂志或你周围的例子构造一个列联表,说明这个调查中两个分类变量的关系,并提出进行检验的问题。
答:对三个生产厂甲、乙、丙提供的学习机的A、B、C三种性能进行质量检验,欲了解生产厂家同学习机性能的质量差异是否有关系。
抽查了450部学习机次品,整理成为如表9-2所示的3×3列联表。
表9-2根据抽查检验的数据表明:次品类型与厂家(即哪一个厂)生产是无关的(即是相互独立的)。
建立假设:H0:次品类型与厂家生产是独立的,H1:次品类型与厂家生产不是独立的。
可以计算各组的期望值,如表9-3所示(表中括号内的数值为期望值)。
表9-3 各组的期望值计算表所以2222(2017)(4033)(7058)9.821173358χ---=+++=…。
而自由度等于(R -1)(C -1)=(3-1)×(3-1)=4,若以0.01的显著性水平进行检验,查χ2分布表得20.01(4)13.277χ=。
由于220.019.821(4)13.277χχ=<=,故接受原假设H 0,即次品类型与厂家生产是独立的。
3.说明计算2χ统计量的步骤。
答:计算2χ统计量的步骤:(1)用观察值o f 减去期望值e f ;(2)将(o f -e f )之差平方;(3)将平方结果2)(e o f f -除以e f ;(4)将步骤(3)的结果加总,即得:22()o e ef f f χ-=∑。
4.简述ϕ系数、c 系数、V 系数的各自特点。
答:(1)ϕ相关系数是描述2×2列联表数据相关程度最常用的一种相关系数。
它的计算公式为:ϕ,式中,∑-=ee of f f 22)(χ;n 为列联表中的总频数,也即样本量。
第五章微机原理课后习题参考答案

习题五一. 思考题⒈半导体存储器主要分为哪几类?简述它们的用途和区别。
答:按照存取方式分,半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM(包括静态RAM和动态RAM)和只读存储器ROM(包括掩膜只读存储器,可编程只读存储器,可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器)。
RAM在程序执行过程中,能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读\写操作。
一般来说,RAM中存储的信息在断电后会丢失,是一种易失性存储器;但目前也有一些RAM 芯片,由于内部带有电池,断电后信息不会丢失,具有非易失性。
RAM的用途主要是用来存放原始数据,中间结果或程序,与CPU或外部设备交换信息。
而ROM在微机系统运行过程中,只能对其进行读操作,不能随机地进行写操作。
断电后ROM中的信息不会消失,具有非易失性。
ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。
根据制造工艺的不同,随机读写存储器RAM主要有双极型和MOS型两类。
双极型存储器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点,适用于对速度要求较高的高速缓冲存储器;MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点,适用于内存储器。
⒉存储芯片结构由哪几部分组成?简述各部分的主要功能。
答:存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地址译码器、数据寄存器、读\写驱动电路及控制电路等部分组成。
存储体是存储器芯片的核心,它由多个基本存储单元组成,每个基本存储单元可存储一位二进制信息,具有0和1两种状态。
每个存储单元有一个唯一的地址,供CPU访问。
地址寄存器用来存放CPU访问的存储单元地址,该地址经地址译码器译码后选中芯片内某个指定的存储单元。
通常在微机中,访问地址由地址锁存器提供,存储单元地址由地址锁存器输出后,经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。
地址译码器的作用就是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译码”,选择与此地址相对应的存储单元,以便对该单元进行读\写操作。
9第九章思考题

1、如图9-6所示,一块无限长直导体薄板宽为d ,板面与y 轴垂直,板的长度方向沿x轴,板的两侧与一个伏特计相接。
整个系统放在磁感应强度为B 的均匀磁场中,B的方向沿y 轴正方向。
如果伏特计与导体平板均以速度υ向x 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为多少? 【答案:υBd 】详解:导体平板以速度υ向x 轴正方向移动时,其中的电子所受的洛伦兹力为B e F L υ=电子向导体薄板一侧积累形成电场,设稳定电场强度的大小为E ,这时电子所受的电场力为eE F e =由于洛伦兹力与电场力平衡,因此eE B e =υ电场强度的大小E 与导体薄板两侧电势差的关系为d U E =因此dU B =υ 由此解得导体薄板两侧电势差,即伏特计指示的电压值为Bd U υ=2、如图9-7所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 以角速度ω作顺时针方向匀速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时。
试画出感应电动势随时间变化的函数关系图象。
【答案:函数关系图象见下图】详解:长度为L 的导体棒在磁感应强度为B的均匀磁场中以角速度ω绕棒的一端做匀速转动时,如果转动平面垂直磁场方向,金属棒中产生的电动势为图9-6图9-72i 21BL ωε=该电动势与时间无关。
半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时,则半圆形闭合导线在转动的前半周时间内,电动势的方向为逆时针,在后半周时间内电动势的方向为顺时针。
如果电动势以顺时针方向为正方向,则可以画出感应电动势随时间变化的关系曲线如图所示。
3、如图9-8所示,两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一个矩形线圈位于导线平面内。
线圈中有没有感应电流?如果有感应电流存在,感应电流的方向如何?【答案:线圈中有感应电流;顺时针方向】详解:由7.1思考与讨论第3题的计算结果可知,通过如图所示矩形线圈的磁通量为)1ln(2π0m cbIaΦ+=μ 在该线圈中产生的感应电动势为tI c b a t Φd d )1ln(2πd d 0m i +-=-=με 由于两根无限长平行直载流导线对应同一个线圈,它们中的电流随时间的变化率相等,且d I /d t >0,因此距线圈近的无限长载流导线比远的导线在线圈中产生的感应电动势大,前者产生的感应电动势方向为顺时针,后者产生的感应电动势方向为逆时针,总感应电动势方向为顺时针。
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第5章 化学平衡

第五章 化学平衡一.基本要求1.掌握化学反应等温式的各种形式,并会用来判断反应的方向和限度。
2.了解标准平衡常数的定义,掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。
3.掌握标准平衡常数K 与r m G ∆在数值上的联系,熟练用热力学方法计算r m G ∆,从而获得标准平衡常数的数值。
4.了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ∆的定义和它的应用。
5.掌握温度对化学平衡的影响,记住van ’t Hoff 公式及其应用。
6.了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。
二.把握学习要点的建议把本章放在多组分系统之后的目的,就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式,来导出化学反应等温式,从而用来判断化学反应的方向与限度。
本章又用到了反应进度的概念,不过其值处在0 1 mol -的区间之内。
因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时,是将化学势看作为一个定值,也就是在有限的反应系统中,化学进度为d ξ,如果在一个很大的系统中, 1 mol ξ=。
严格讲,标准平衡常数应该用绝对活度来定义,由于本教材没有介绍绝对活度的概念,所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义,其含义是一样的。
从标准平衡常数的定义式可知,标准平衡常数与标准化学势一样,都仅是温度的函数,因为压力已指定为标准压力。
对于液相反应系统,标准平衡常数有其相应的形式。
对于复相化学反应,因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态,它的化学势就是标准态化学势,已经归入r m G ∆中,所以在计算标准平衡常数时,只与气体物质的压力有关。
学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度,知道如何计算平衡常数,了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响,能找到一个经济合理的反应条件,为科研和工业生产服务。
而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算,否则会把自己搞糊涂了,反而没抓住主要内容。
由于标准平衡常数与r m G ∆在数值上有联系,r m ln p G RT K ∆=-,所以有了r m G ∆的值,就可以计算p K 的值。
管理会计第五章复习思考题及答案

管理会计第五章复习思考题及答案一、单项选择题:1、预测方法分为两大类,是指定量分析法和()。
A、平均法B、定性分析法C、回归分析法D、指数平滑法2、已知上年利润为100000元,下一年的经营杠杆系数为1.4,销售量变动率为15%,则下一年的利润预测额为()。
A、140000元B、150000元C、121000元D、125000元3、经营杠杆系数等于1,说明()。
A、固定成本等于0B、固定成本大于0C、固定成本小于0D、与固定成本无关4、假设平滑指数=0.6, 9月份实际销售量为600千克,原来预测9月份销售量为630千克,则预测10月份的销售量为()。
A、618千克B、600千克C、612千克D、630千克5、已知上年利润为200000元,下一年的经营杠杆系数为1.8,预计销售量变动率为20%,则下一年利润预测额为()。
A、200000元B、240000元C、272000元D、360000元6、预测分析的内容不包括()。
A、销售预测B、利润预测C、资金预测D、所得税预测7、下列适用于销售业务略有波动的产品的预测方法是()。
A、加权平均法B、移动平均法C、趋势平均法D、平滑指数法答案:1、B2、C3、A4、C5、C6、D7、B二、多项选择题:1、定量分析法包括()。
A、判断分析法B、集合意见法C、非数量分析法D、趋势外推分析法E、因果预测分析法2、当预测销售量较为平稳的产品销量时,较好的预测方法为()。
A、算术平均法B、移动平均法C、修正的时间序列回归法D、因果预测分析法E、判断分析法3、经营杠杆系数通过以下公式计算:()。
A、利润变动率/业务量变动率B、业务量变动率/利润变动率C、基期贡献边际/基期利润D、基期利润/基期贡献边际E、销售量的利润灵敏度×1004、较大的平滑指数可用于()情况的销量预测。
A、近期B、远期C、波动较大D、波动较小E、长期5、属于趋势外推分析法的是()。
A、移动平均法B、平滑指数法C、回归分析法D、调查分析法E、移动平均法6、平滑指数法实质上属于()。
通信原理(陈启兴版) 第9章作业和思考题参考答案

9-1设有8个码组:001001B 、001010B 、010101B 、110011B 、101011B 、101111B 、110100B 和101000B ,试求它们的最小码距。
解 码距(码组的距离)是指两个码组中对应位上数字不同的位数。
最小码距d 0是指某种编码中各个码组之间距离的最小值。
该编码的最小码距d 0=19-2已知一个(7,3)码的生成矩阵为100111001001110011101G ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,试列出其所有许用码组,并求出其监督矩阵。
解 (1) 所有许用码组由生成矩阵G 可以产生所有许用码组: 例如,当信息码为[]654[010]a a a =可得相应的码组为[]10011100010100111[0100111]0011101⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦同理可得其它许用码组。
所有许用码组列表如下:00000001001110001110110100110100111110100101110101110100(2) 监督矩阵本题中给出的生成矩阵G 是典型阵,即10011100100111[]0011101k G I Q ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦其中111001111101Q ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦所有T 101111110011P Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦监督矩阵10110001110100[]11000100110001r H PI ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦9-3已知一个(15,11)汉明码的生成多项式为g (x ) = x 4 + x 3 + 1,试求其生成矩阵和监督矩阵。
解 生成矩阵为1413101312912118111071101096299858747636525443()()()()()()()()()1k k x x x x x x x x x x x x x g x x g x x x x x g x x g x G x x x x xg x xg x x x x g x g x x x x x x x x x x x x --⎡++⎢++⎢⎢++⎢⎢++⎡⎤⎡⎤⎢⎢⎥⎢⎥++⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎢⎥⎢⎥===++⎢⎢⎥⎢⎥⎢++⎢⎥⎢⎥⎢⎢⎥⎢⎥++⎢⎣⎦⎣⎦⎢++⎢++++⎣ ⎤⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎦或110010000000000011001000000000001100100000000000110010000000000011001000000000001100100000000000110010000000000011001000000000001100100000000000110010000000000011001G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎣⎦⎥典型化100000000001100010000000000110001000000000011000100000001100000010000001010[]000001000100101000000100001110000000010000111000000001001111000000000101011000000000011001k G I Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥所以T 10011010111110101111000110101111000110101111P Q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦监督矩阵100110101111000110101111000100[]011010111100010001101011110001r H PI ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦9-4设一个(15,7)循环码由g (x ) = x 8 + x 7 + x 6 + x 4 +1生成。
分子生物学第五章课后思考题答案【修订版】

分子生物学第五章作业1、哪些重要的科学发现和实验推动了DNA重组技术的产生及发展?答:近半个世纪来,分子生物学主要取得了三大成就:第一,20世纪40年代确定了遗传信息的携带者,即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质,解决了遗传的物质基础问题;第二,50年代提示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制,解决了基因的自我复制和世代交替问题;第三,50年代末至60年代,相继提出了“中心法则”和操纵子学说,成功地破译了遗传密码,充分认识了遗传信息的流动和表达。
但事实上,DNA分子体外切割与连接技术及核苷酸序列分析技术的进步直接推动了重组DNA技术的产生和发展。
其中,限制性内切核酸酶和DNA连接酶等工具酶的发现和应用是现代生物工程技术史上最重要的事件。
DNA重组技术的产生及发展过程中比较重要的科学发现和实验如下:1957年A.Kornberg从大肠杆菌中发现了DNA聚合酶I。
1965年S. W. Holley完成了酵母丙氨酸tRNA的全序列测定;科学家证明细菌的抗药性通常由"质粒"DNA所决定。
1967年年世界上有五个实验室几乎同时宣布发现了DNA连接酶。
1970 年H.O.Smith,K.W.Wilcox和T.J.Kelley分离了第一种限制性核酸内切酶。
H.M.Temin和D.Baltimore从RNA肿瘤病毒中发现反转录酶。
1972-1973 年H.Boyer,P.Berg等人发展了DNA重组技术,于72年获得第一个重组DNA分子,73年完成第一例细菌基因克隆。
1978 年首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素。
1981 年R. D. Palmiter和R. L. Brinster获得转基因小鼠;A. C. Spradling和G. M. Rubin得到转基因果蝇。
1982 年美、英批准使用第一例基因工程药物--胰岛素;Sanger等人完成了入噬菌体48,502bp全序列测定。
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. . .页脚 第五章思考题 1. 在电极界面附近的液层中,是否总是存在着三种传质方式?为什么?每一种传质方式的传质速度如何表示?
答:电极界面附近的液层通常是指扩散层,可以同时存在着三种传质方式(电迁移、对流和扩散),但当溶液中含有大量局外电解质时,反应离子的迁移数很小,电迁移传质作用可以忽略不计,而且根据流体力学,电极界面附近液层的对流速度非常小,因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J来表示。
2. 在什么条件下才能实现稳态扩散过程?实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有什么区别?
答:当电极反应所消耗的反应粒子数和扩散补充来的反应粒子数相等,就可以达到一种动态平衡状态,即扩散速度与电极反应速度相平衡。这时反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化,而仅仅是距离的函数;扩散层的厚度不再变化;离子的浓度梯度是一个常数,这就是稳态扩散过程。理想条件下,人为地把扩散区和对流区分开了,因此理想稳态扩散过程中,扩散层有确定的厚度;而实际情况下,扩散区与对流区是相互重叠、没有明显界限的,只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。二者在扩散层都是以扩散作用为主。因此二者具有相似的扩散动力学规律,但推导实际情况下的稳态扩散动力学公式需要借用理想稳态扩散的动力学公式。
3. 旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点?它们在电化学测量中有什么重要用途? 答:旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的,因此电极表面各处的电流密度分布均匀。这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。它们可以测量并分析极化曲线,研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
4. 试比较扩散层、分散层和边界层的区别。扩散层中有没有剩余电荷? 答:根据扩散传质理论,紧靠电极表面附近,有一薄层,此层存在反应粒子的浓度梯度,这层叫做扩散层;电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布,从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布,而具有一定的分散性,形成所谓分散层;靠近电极表面附近的液流层叫做边界层,越接近电极表面,其液流流速越小。
5. 假定一个稳态电极过程受传质步骤控制,并假设该电极过程为阴离子在阴极还原。试问在电解液中加入大量局外电解质后,稳态电流密度应增大还是减小?为什么?
答:当电解液中没有加入大量局外电解质,电迁移作用不能忽略,而该电极过程为阴离子在阴极还原,此时电迁移与扩散两者作用方向相反,起互相抵消的作用。因此在电解液中加入大量局外电解质后,扩散作用增大,稳态电流密度应增大。
6. 稳态扩散和非稳态扩散有什么区别?是不是出现稳态扩散之前都一定存在非稳态扩散阶段?为什么? . . .页脚 答:稳态扩散与非稳态扩散的区别,主要看反应粒子的浓度分布是否为时间的函数,即稳态扩散时𝑐𝑐=𝑐(𝑐),非稳态扩散时𝑐𝑐=𝑐(𝑐,𝑐)。稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段,因为反应初期扩散的速度比较慢,扩散层中各点的反应粒子是时间和距离的函数;而随着时间的推移,扩散的速度不断提高,扩散补充的反应粒子数与反应所消耗的反应粒子数相等,反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化,达到一种动态平衡状态。
7. 为什么在浓差极化条件下,当电极表面附近的反应粒子浓度为零时,稳态电流并不为零,反而得到极大值(极限扩散电流)?
答:当电极表面反应粒子浓度下降到零,则反应粒子的浓度梯度达到最大值,扩散速度也最大,整个电极过程由扩散步骤来控制,这时的浓差极化称为完全浓差极化。意味着扩散过来一个反应粒子,立刻就消耗在电极反应上了,扩散电流也就达到了极大值。
8. 试用数学表达式和极化曲线说明稳态浓差极化的规律。 答: 9. 什么是半波电位?它在电化学应用中有什么意义? 答:当电流密度等于极限扩散电流密度的二分之一时的电极电位,叫做半波电位。半波电位代表指定氧化-还原系统之特征性质,可以用来作为定性分析的依据。
10. 对于一个稳态电极过程,如何判断它是否受扩散步骤控制? 答:可以根据是否出现浓差极化的动力学特征,来判别电极过程是否由扩散步骤控制。浓差极化的动力学特征如下:①当电极过程受扩散步骤控制时,在一定的电极电位围,出现一个不受电极电位变化影响的极限扩散电流密度𝑐𝑐,而且𝑐𝑐受温度变化的影响较小,即𝑐𝑐的温度系数较小。②浓差极化的动力学公式P171。③电流密度j和极限电流密度𝑐𝑐随着溶液搅拌强度的增大而增大。④扩散电流密度与电极表面的真实表面积无关,而与电极表面的表观面积有关。
11. 什么是过渡时间?它在电化学应用中有什么用途? 答:在恒电流极化条件下使电极表面反应粒子浓度降为零所需要的时间,称为过渡时间。通常也把过渡时间定义为:从开始恒电流极化到电极电位发生突跃所经历的时间。利用过渡时间,可以测定电极体系的动力学参数。
12. 小结平面电极在不同极化条件下非稳态扩散过程的特点。 答:①在完全浓差极化条件下,反应粒子表面浓度、扩散层有效厚度和扩散电流密度都随着时间而不断变化;②产物不溶时恒电位阴极极化下,反应粒子表面浓度不变,扩散层有效厚度和扩散电流密度都随着时间而不断变化;③在恒电流阴极极化下,电流密度恒定,反应粒子和产物粒子的表面浓度都是与√呈线性关系;电极电位随时间变负; . . .页脚 13. 从理论上分析平面电极上的非稳态扩散不能达到稳态,而实际情况下却经过一定时间后可以达到稳态。这是为什么?
答:在理论上,当仅存在扩散作用时,反应粒子浓度随时间不断发生变化,始终不能建立稳态扩散。然而在实际情况下,由于液相中不可避免地存在对流作用,非稳态扩散过程不会持续很长的时间,当非稳态扩散层的有效厚度接近或等于由于对流作用形成的对流扩散层厚度时,电极表面的液相传质过程就可以转入稳态。
14. 球形电极表面上的非稳态扩散过程与平面电极有什么不同? 答:平面电极只考虑了垂直于电极表面一维方向上的浓度分布,而对于球形电极,当扩散层的有效厚度大体上与电极表面曲率半径相当时,就要考虑三维空间的非稳态扩散。
15. 滴汞电极有哪些优点?它在电化学领域中都有什么重要用途? 答:滴汞电极属微电极,面积很小,具有均匀的表面性质,减少杂质粒子的吸附,因此在滴汞电极上进行的电极过程有较好的重现性;利用滴汞电极可以进行有关电极反应历程的研究,测定双电层结构及电极表面吸附行为等。
16. 在使用滴汞电极时,应了解它的哪些基本性质? 答:流汞速度、滴下时间、汞滴面积、瞬间电流、平均电流。 17. 什么是依科维奇公式?为什么在推导该公式过程中要引入修正系数√𝑐? 答:依科维奇公式是用于计算滴汞电极的瞬间电流的公式。推导该公式时由于要考虑到汞滴膨胀而引起的扩散层的减薄效应,所以要引入修正系数√3
18. 什么叫极谱波?它在电化学领域中有什么重要用途? 答:在滴汞电极上把非稳态扩散性质平均化了的极化曲线,叫做极谱波。利用极谱波,可以判断参加反应的是何种物质,还可以进行定性的电化学分析并判断电极反应的进程。 . .
.页脚 第六章思考题 1. 人们从实验中总结出的电化学极化规律是什么?电化学极化值的大小受哪些因素的影响?
答:人们从实验中总结出的最重要的电化学极化规律经验公式——塔菲尔公式η=a+blogj。极化值的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关。
2.试用位能图分析电极电位对电极反应𝑐𝑐𝑐++𝑐𝑐⇌𝑐𝑐(一次转移两个电子)的反应速度的影响。
答: 3. 从理论上推导电化学极化方程式(巴特勒-伏尔摩方程),并说明该理论公式与经验公式的一致性。
答: 4. 电化学反应的基本动力学参数有哪些?说明它们的物理意义。 答:传递系数、交换电流密度和电极反应速度常数通常被认为是基本的动力学参数。传递系数α和β的物理意义是电极电位对还原反应活化能和氧化反应活化能影响的程度。交换电流密度表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度,也可以说是平衡状态下,氧化态粒子和还原态粒子在电极/溶液界面的交换速度。电极反应速度常数是交换电流密度的一个特例,是指定条件——电极电位为标准电极电位和反应粒子浓度为单位浓度——下的交换电流密度。
5. 既然平衡电位和交换电流密度都是描述电极反应平衡状态的特征参数,为什么交换电流密度能说明电极反应的动力学特征?
答:对处于平衡态的电极反应来说,它既具有一定的热力学性质,又有一定的动力学特性。这两种性质分别通过平衡电位和交换电流密度来描述,二者之间并无必然的联系。交换电流密度表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度,所以,交换电流密度本身就表征了电极反应在平衡状态下的动力学特性。
6. 为什么要引入电极反应速度常数的概念?它与交换电流密度之间有什么联系和区别? 答:交换电流密度的数值随反应物质的浓度改变而改变,所以应用交换电流密度描述电极体系的动力学性质时,必须注明各反应物的浓度,很不方便。为此,引入了与反应物质浓度无关的电极反应速度常数。电极反应速度常数是交换电流密度的一个特例,是指定条件——电极电位为标准电极电位和反应粒子浓度为单位浓度——下的交换电流密度。 . . .页脚 7. 可以用哪些参数来描述电子转移步骤的不可逆性?这些参数之间有什么联系与区别? 答:可以用交换电流密度来描述电子转移步骤的可逆性。交换电流密度大,反应易于进行的电极反应,其可逆性也大,表示电极体系不容易极化。
8. ψ1电位的变化为什么会影响电化学反应步骤的速度?在什么条件下必须考虑这种影响?
答:电子转移步骤是在紧密层中进行的,影响反应活化能和反应速度的电位差是紧密层平面与电极表面之间的电位差,即紧密层电位(φ-ψ1)。当ψ1电位不能忽略时,ψ1电位变化就会影响电化学反应步骤的速度。在稀溶液中,尤其是电极电位接近于零电荷电位和发生表面活性物质特性吸附时,ψ1电位在整个双电层电位差中占有较大的比重。因此,在这条件下,不得不考虑ψ1电位的变化对电化学反应步骤速度的影响。
9. 在ZnSO4溶液中电解时阴极反应是𝑐𝑐𝑐++𝑐𝑐−→𝑐𝑐。在ZnO和NaOH混合 −−溶液中电解时的阴极反应是𝑐𝑐(𝑐𝑐)𝑐−𝑐+𝑐𝑐→𝑐𝑐+𝑐𝑐𝑐。在这两种溶液 中,ψ1电位的变化对阴极反应速度的影响是否相同?为什么?设传递系数 𝑐→=𝑐。 答:不相同。当阳离子在阴极还原时,ψ1电位变正,阴极反应速度减小;阴离子在阴极还原时,由于强烈的ψ1效应而使电化学极化曲线表现出特殊形状。
10. 多电子转移步骤的动力学规律与单电子转移步骤的动力学规律是否一样?为什么? 答:多电子电极反应的动力学规律是由其中组成控制步骤的某一个单电子转移步骤(多为单电子反应)所决定的,因而它的基本动力学规律与单电子转移步骤(单电子电极反应)是一致的,基本动力学参数(传递系数和交换电流密度等)都具有相同的物理意义,仅仅由于反应历程的复杂程度不同,在数值上有所区别而已。