现代电化学-第5章
电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学
电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学北方民族大学第一章测试1.电解池的正极对应于（）A:阴极 B:不确定 C:阳极答案:阳极2.影响离子运动速度的主要因素不包括:（）A:离子的本性 B:温度 C:溶剂黏度 D:溶液pH答案:溶液pH3.第一个化学电源是1799年由物理学家（）。
A:法拉第 B:伽伐尼 C:伏打答案:伏打4.电池放电时正极对应于（）。
A: 不确定 B:阳极 C:阴极答案:阳极5.目前电化学的测量方法有（）。
A:示差法 B: 稳态法 C:暂态法 D:补偿法答案: 稳态法;暂态法6.（）属于电化学研究范畴。
A:腐蚀 B:电解池 C:电池 D:磨损答案:腐蚀;电解池 ;电池7.石墨中能够导电的载流子是（）。
A:电子B: 等离子体 C:其余选项都不对D:离子答案:电子8.对电化学学科做出重大贡献的人物有（）A:塔菲尔 B:牛顿 C:法拉第 D: 能斯特答案:塔菲尔;法拉第; 能斯特9.现代电化学研究的主体对象是（）。
A:电极过程动力学 B: 电化学热力学 C:电解质溶液理论 D:其余选项都不对答案:电极过程动力学10.第一类导体的载流子是（）A:空穴 B:正离子 C:电子 D:负离子答案:空穴;电子第二章测试1.相间电位产生主要的原因是（）A:偶极子双电层 B:吸附双电层 C:离子双电层 D:表面电位答案:离子双电层2.最精确和合理的测量电池电动势的方法是 ( )A:电容法 B:补偿法 C:示差法 D:伏安法答案:补偿法3.伽伐尼电位差又称为（）A:化学位差 B:电化学位差 C:内电位差 D:外电位差答案:内电位差4.（）是可测可控的。
A:绝对电位 B:外电位 C:内电位 D:相对电位答案:外电位;相对电位5.所有的电极都能建立平衡电势。
A:对 B:错答案:错6.298 K时，电池反应H2(g)+1/2 O2 = H2O(g)的标准电池电动势为E1，那么电池反应2H2(g)+O2 = 2H2O(g) 所对应的电动势为E2（）A: E1=1/2E2 B: E1=E2 C:无法确定 D: E1=2E2答案: E1=E27.盐桥能（）消除液接电位。
电化学动力学
q M Cd E
• 表面张力对电极电势差的二 阶导数，可获得双电层电容。 而其一次导数将提供界面电 荷密度，这就是所谓的李普 曼方程： • 如果用相对电极电势代替 (42) 式中的金属电极 / 溶液界面 电势差，(Δ )～δ (EΔ ) 。 • 实际上，李普曼方程式就是 电毛细曲线的微分方程。
三、电极电势对电子转移步骤 活化能的影响
• 电子转移步骤（电化学反应步骤）系指反应物在电极/ 溶液界面得到电子或失去电子，从而还原或氧化成新 物质的过程。这一步骤包含了化学反应和电荷传递两 个内容，是整个电极过程的核心步骤。 • 在电子转移步骤中，两相界面间的双电层结构起着一 种特殊作用。 • 电极过程的其它步骤如物质的输送或均相化学转变虽 然也在电极/溶液界面附近，但都发生在远离双电层的 地方。 • 而电化学反应步骤则完全发生在双电层内部。因此， 在双电层中电势的分布及反应质点的状态肯定要显著 地影响电化学步骤的反应过程和速度。
• 上两式也可重新表示为,
k k ,0 exp nF / RT
k k , 0 expnF / RT
平衡态的一级反应
k O* k R*
• 这里[O]* 和[R]* 为O粒子和R 粒子在电极表面（OHP平面）
• 如果[O]*= [R]*，此时电 势为 θ ‘（称之为形式电 势）,
第一节 双电层理论及其对电化学反 应的影响
• 上述章节，并没有考虑电极反应界面的物理性质。而电化学热力学驱动
力和电极反应过程动力学都依赖于界面结构，这是由于各类电极反应都
发生在电极/溶液的界面上，界面的结构和性质对电极反应有很大影响。 当电极和溶液两相接触时，就会出现带电粒子或偶极子在界面层中的非 均匀分布。这个过程最初（即金属和溶液进行接触的一瞬间）是非等当 量离子的交换，结果两个接触相都获得了相反符号的过剩电荷密度，形 成了所谓的“双电层”。双电层结构对平衡电极电势值不起决定作用， 平衡电极电势是由相应电化学反应的自由能变化决定的。因而，双电层 结构在电极过程动力学中起着重要作用，包括在平衡条件下的离子交换 动力学，因为离子交换强度依赖于双电层结构。因此，双电层界面结构 理论是作为联系电极平衡和电极过程动力学（非平衡过程动力学）的中
现代电化学
不同扫速下伏安曲线的变化:
λ=1.0 eV, , k0 = 1 s-1 Scan rete: 10-6, 10-5, 10-4, 10-3, 10-2, 10-1, 100 V/s
0.011 0.010 0.009 0.008 0.007
Scan rete: 10-6, 10-5, 10-4, 10-3, 10-2, 10-1, 100, 101, 102 V/s
5.0x10
-9
Au
HOPG
0.0 -5.0x10
-9
× 0.5 0.583 0.65 0.75 0.85 0.95 1.00
-1.0x10 -0.8
-8
-0.4
0.0
0.4
0.8
Tip Bias / V
单组分的蛋白质分子的整流效率低. 单组分的蛋白质分子的整流效率低. α = 0.583
赵健伟, J.J. Davis, Colloids and Surfaces A. 2004 in press.
Simplest Description of Current
电流的表达:
a
eElectrode
×
b
Bridge
×
c
Acceptor
Current:
di = n(E,V) × Pt(E,x) × N(E,x) dC/dt = k × [A] × [B]
Molecular Reaction:
Description of electron transfer
…单组分蛋白质的分子整流 单组分蛋白质的分子整流
蛋白质电子传递 蛋白质的电学行为
i
?
HOPG
…单组分生物大分子二极管 单组分生物大分子二极管
电化学相关书籍
电化学相关书籍
电化学是研究电荷转移过程及与化学反应相结合的科学分支，具有广泛的应用领域，如电池、电解、电沉积、电化学传感器等。
以下是一些电化学相关的书籍推荐：
1.《电化学分析》（作者：李振国）：本书介绍了电化学分析的基本原理、电极反应、电化学分析方法等内容，适合作为电化学分析课程的教材。
2.《现代电化学》（作者：王永忠）：本书介绍了电化学基本理论、电化学催化、电化学能源、电化学传感器等内容，涵盖了电化学的多个分支领域。
3.《电化学功率源与电池》（作者：周小凡）：本书介绍了电化学功率源的基本原理、电化学能量转换、电化学节能技术等内容，适合对电池、电化学能源等领域感兴趣的读者阅读。
4.《电化学工程原理与应用》（作者：李德贵）：本书介绍了电化学反应的工程原理，以及在电化学反应中应用的电极材料、反应器设计等内容。
5.《电化学传感器技术》（作者：陈鑫华）：本书介绍了电化学传感器的基本原理、不同类型传感器的设计与制备、电化学传感器在环境监测、食品安全等领域的应用。
以上是一些经典的电化学相关书籍，读者可以根据自己的兴趣和需要选择适合自己的阅读材料。
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电化学原理
第 一 章 绪论
§1.1电化学科学的研究对象 §1.2电化学科学的发展简史 §1.3电化学科学涉及的领域 §1.4电化学科学的应用
§1.1 电化学科学的研究对象
• 研究对象： 电子导电回路 电解池回路 原电池回路
1、电子导电回路
• 自由电子跨越相界面 定向运动，不发生化 学变化。
• 第一类导体： 依靠自由电子导电 金属、合金、石墨
阴极上因为还原反应使电子贫乏，电位高，是 正极。
电流从正极流向负极。
电化学中：
发生氧化反应的电极称阳极
负极
正极
发生还原反应的电极称阴极
电极电位较高的电极是正极
电极电位较低的电极是负极
4、电化学科学的研究对象
电子导电相（物理学研究范畴） 离子导电相（经典电化学研究的领域） 界面效应（现代电化学研究内容）
二、电化学发展缓慢（20世纪上半叶） 电化学家企图用热力学方法解决一切电化学
问题，遭到失败。
三、电化学动力学发展（ 20世纪40年代）
弗鲁姆金等 析氢过程动力学
和双电层结构研究取得进展
格来亨
用滴汞电极研究两类导体界面
电化学动力学：研究电极反应速度及其影响因素
四、理论和实验技术突破性进展（ 20世纪60年代） 理论方面：非稳态传质过程动力学 表面转化步骤 复杂电极过程 实验技术方面：界面交流阻抗法 暂态测试方法 线性电位扫描法 旋转圆盘电极系统
对于溶液中的离子，其电化当量即该离子的摩尔质量 与其电荷数的比值，如1电化当量的Ag+=108g；1电化 当量的Al3+=27/3g。
§1.2 电化学科学的发展简史
一、电化学热力学发展（1799~1905）
1799 物理学家伏打发明第一个化学电源 1800 尼克松发明电解水 1833 法拉第定律发现 1870 亥姆荷茨提出双电层概念 1889 能斯特提出电极电位公式 1905 塔菲尔提出塔菲尔公式
电化学测量书籍
电化学测量书籍
以下是一些经典的电化学测量方面的书籍：
1. 《电化学分析方法》（Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications）- Allen J Bard, Larry R. Faulkner 这本书是电化学分析领域的经典教材，深入讲解了电化学基础理论和各种电化学测量方法，包括电化学法分析、介电强度、交流电位法等。
2. 《现代电化学》（Modern Electrochemistry）- John O'M. Bockris, Amulya K.N. Reddy
这本书是电化学领域的经典教材之一，对电化学基础理论和实验技术进行了全面详细的阐述，涵盖了电化学动力学、电化学过程的测量和分析等内容。
3. 《电化学测量教程》（Electrochemical Measurements）- John Newman, Karen E. Thomas-Alyea
这本书是电化学测量方面的教材，介绍了电化学测量的基本原理、实验技术和数据分析方法，内容涵盖了电化学电池、膜分析、电化学阻抗等方面。
4. 《电化学方法原理与实践》（Principles and Practice of Electrochemical Methods）- D.A. Jones
这本书详细介绍了电化学方法的原理和实践，包括电极过程、电解质溶液、电化学动力学、电位法测量等内容，适合电化学测量的初学者阅读。
这些书籍都是电化学测量领域的经典教材，对于理论知识和实验技术都有详细的介绍，适合从事电化学测量研究的学生和专业人士阅读。
电化学 host-概述说明以及解释
电化学host-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电化学是一门研究电流与化学变化之间关系的科学，它涵盖了电解过程、电池和电化学腐蚀等领域。
通过将化学反应与电流联系起来，电化学为我们提供了一种独特的方式来理解和控制化学变化。
在当前能源危机和环境问题日益严重的背景下，电化学在能源和环境领域有着重要的应用。
在能源方面，电化学被广泛应用于电池、燃料电池和太阳能电池等能量转换装置的研究和开发中。
这些电化学设备不仅能够提供可再生能源，还能有效地储存和利用能量，为可持续发展提供了重要支持。
在环境保护方面，电化学可以用于处理废水、废气和废物。
电化学方法能够通过电解反应将有毒有害物质转化为无害的产物，有效地减少了污染物的排放和对环境的损害。
同时，电化学还可以用于电解制氧和电解制氢等过程，为清洁能源的产生提供了可能。
本文将综述电化学的基本概念、电化学在能源领域的应用以及电化学在环境保护中的作用。
通过对这些内容的探讨，我们可以更好地理解电化学在现代社会中的重要性和潜力。
最后，我们将对电化学的未来发展进行展望，探讨其可能在能源和环境领域中的应用前景。
希望通过这篇文章的阐述，能够增进对电化学的认识，并推动电化学在解决能源和环境问题中的应用与发展。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本篇文章的组织结构和各个章节的内容概要。
在本文中，我们将按照以下方式组织我们的讨论。
首先，在引言部分，我们将概述电化学的基本概念，并介绍本文的目的和结构。
然后，我们通过各个章节来详细探讨电化学在不同领域的应用。
正文部分将包括三个章节。
第一个章节是电化学的基本概念，我们将介绍电化学的定义、基本原理和相关术语。
这将为读者打下一个良好的基础，以便进一步了解电化学在能源领域和环境保护中的应用。
第二个章节将专门探讨电化学在能源领域的应用。
我们将重点介绍电化学储能技术，如锂离子电池和燃料电池，并讨论它们在可再生能源和电动交通中的作用。
我们还将介绍一些新兴的电化学能源技术，并讨论它们的潜在应用和挑战。
5现代加工技术-电加工技术
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
2、电火花加工速度和工具电极损耗速度 电火花加工时，工具和工件都有不同程度的电蚀 。单位时间工件的电蚀量称为加工速度，单位时间内 工具的电蚀量称为损耗速度。 （1）加工速度 通常用单位时间内工件体积蚀除量或质量蚀除量 表示。 电火花成形加工的加工速度分别为： 粗加工：200~1 000 mm³ /min 半精加工：20~100 mm³ /min 精加工10 mm³ /min以下
如图1所示。工件与工具都臵于流动工作液中 ，并分别与脉冲电源的正、负极相接。自动进给 调节装臵使工具与工件保持很小的放电间隙。通 过脉冲发生器，在一定条件下相对某一间隙最小 处或绝缘强度最低处击穿介质，使工具与工件间 产生脉冲放电现象。由于放电时间很短，且发生 在放电区的小点上，所以能量高度集中，放电区 的电流密度很大，引起金属材料的熔化或气化， 从而达到去除材料的目的，流动的工作液将腐蚀 掉的金属材料带离工作区，从而达到电火花加工 的目的。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
5.2.6 发展动态
国外传统制造强国如美国、日本、德国等对此进行了 深入的研究，国内山东大学、清华大学、哈尔滨工业大学 、华中科技大学等对此进行相关的研究。 一般主要集中在放电电流、脉宽、脉间参数等对加工 效率和表面质量的影响。同时也对电火花技术进行改进研 究，如采用向工作液中通入一定的氧气，通过氧化反应产 生大量的热量，有利于工件材料的熔化或气化，并增加抛 出熔融物质的爆炸力，从而提高材料去除率； 也有些学者提出使工具电极作超声振动，振动可以改 善间隙中杂质的分布，有利于碎屑的排除，可以大幅度提 高加工速度。 发展了电火花镜面加工技术，通过在工作液中添加一 定浓度的硅、铝等微细粉末，以改变电火花放电状态，使 电火花加工表面的粗糙度显著降低，表面性能得到改善。