电化学原理思考题答案-北航李荻版
电化学原理1-4章思考题答案
思考题答案第一章1.离子电导，电子导电3.阳极：氧化反应；阴极：还原反应，电解池：阴=负，阳=正，原电池反之5.同：导电；异：导电机理是电子和带电离子，一个是纯物理过程，一个是物理过程伴随化学反应。
κ，随着溶液7.简化电导率和浓度的关系；区别：当量电导定义；联系：λ=1000C N浓度降低，当量电导增加并趋于一个极限λ0（无线稀溶液极限当量电导），很稀的溶液中-柯劳许经验公式：λ=λ0−A√C N。
8.错，离子种类，其他离子浓度，离子淌度都有影响（根据公式说明）9.无线稀溶液，每个离子运动不受其他离子影响，溶液当量电导等于各电解质当量电导之和。
已知离子极限当量电导求电解质极限当量电导，通过强电解质极限当量电导计算多弱电解质极限当量电导。
10.真实溶液中离子间存在相互作用，与理想溶液有一定偏差，用浓度来校正真是溶液相对于理想溶液的偏差，从而令标准化学位不变（1.19公式）；反映了有效浓度第二章3.电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，在测量的时候会引入新的两相界面（可画图，并列出2.8式形象描述），故无法直接测出电极的绝对电位，我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。
4.两种溶液之间的高浓度电解质，其正负离子迁移速度接近，保持电荷平衡使反应顺利进行。
浓度高，主要扩散作用来自盐桥，全部电流几乎都由盐桥正负离子在液体界面扩散导致，盐桥正负离子迁移速度相当，以此降低液接电位。
不能完全消除。
6.不对；可逆电池：反应可逆，平衡状态电流无限小；自发电池，反应可逆，电流不为零偏离平衡状态。
8.有电流通过产生欧姆降，有电流通过偏离平衡状态。
采用补偿法。
11.都有电化学氧化还原反应；原电池和腐蚀电池，正极还原=阴极，负极氧化=阳极，电解池，正极氧化=阳极，负极还原=阴极；原电池化学能转电能，电解池电能转化学能，腐蚀电池短路化学能转热能。
14.不对，平衡电位，是在平衡可逆条件下（电极反应可逆，电流无限小）的电极电位，稳定电位是指。
电化学原理第一章习题解答(配合北航教材)
《电化学原理》习题第一章 绪论1．测得25℃时，0.001mol/L 氯化钾溶液中KCl 的当量电导为141.3Scm 2/eq,若作为溶剂的水的电导率为1.0×10-6S/cm ，试计算该溶液的电导率。
解： k=1000*c λ=1000001.03.141⨯=141.3×10-6S/cmk(溶液)=k(KCl)+k(H 2O)=141.3×10-6S/cm+1.0×10-6S/cm=142.3×10-6S/cm2．在18℃的某稀溶液中，H +，K +，Cl -等离子的摩尔电导分别为278Scm 2/mol, 48Scm 2/mol 和49Scm 2/mol,。
室温18℃时在场强为10V/cm 的电场中，美中离子以多大的平均速度移动？解：FU =λ即F=λE v得 v=FE λ 代入数据得 V H +=0.028cm/s V K +=0.0051cm/s V Cl -=0.0051cm/s3.在25℃时，将水中的一切杂质除去，水的电导率是多少？25℃时水的离子积1410008.1--+⨯==OH H W c c K 。
下列各电解质的极限当量电导分别为：()mol Scm KOH /4.2470=λ()mol Scm HCl /04.4260=λ()mol Scm KCl /82.1490=λ 解：=O H 20λ+KOH 0λ-HCl 0λKCl λ=274.4+426.04-149.83 =550.624.已知25℃时，KCl 溶液的极限摩尔电导为()mol Scm KCl /82.1490=λ，其中Cl -离子的迁移数是0.5095；NaCl溶液的极限摩尔电导为()mol Scm NaCl /45.1260=λ，其中Cl -离子的迁移数是0.6053。
根据这些数据：（1）计算各种离子的极限摩尔电导；(2)由上述计算结果证明离子独立移动定律的正确性；（3）计算各种离子在25℃的无限稀释溶液中的离子淌度。
电化学原理部分思考题
第二章1 电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同2 分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别3 比较原电池，电解池和腐蚀电池之间的不同1 电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同2分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别答:电化学反应:不接触、不同地点、定向运动、电极电势、电能、可控制;非电化学的氧化还原反应:碰撞接触、同一地点、混乱运动、内能及活化能的比值、热效应。
3 比较原电池，电解池和腐蚀电池之间的不同2020-3-16作业题-第三章1 什么是电毛细现象，解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值？2 为什么双电层的电容会随电极电位变化？3 理想极化电极和不极化电极的区别是什么？1 什么是电毛细现象，解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值？答:对电极体系来说，界面张力不仅与界面层的物质组成有关，而且与电极电位有关。
这种界面张力随电极电位变化的现象叫做电毛细现象。
由李普曼公式⑴如果电极表面剩余电荷等于零，即无离子双电层存在时，则有q=0。
这种情况对应于电毛细曲线的最高点。
⑵当电极表面存在正的剩余电荷时，q>0，σϕ∂∂p 。
这对应于电毛细曲线的左半部分(上升分支)。
在这种情况下，电极电位变正，界面张力减小。
（3）当电极表面存在负的剩余电荷时，q<0，σϕ∂∂f 。
相对于电毛细曲线的右半部分(下降分支)。
此时，随电极电位变负，界面张力也不断减小。
2. 为什么双电层的电容会随电极电位变化？答:双电层结构的分散性随溶液浓度的增加和电极电位的绝对值而减小。
双电层结构分散性的减小意味着它的有效厚度减小，因而界面电容值增大。
3. 理想极化电极和不极化电极的区别是什么？答:当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。
理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。
电化学原理思考题部分答案（前六章）北航版
电化学原理思考题部分答案（前六章）北航版第⼀章1.第⼀类导体和第⼆类导体有什么区别?凡是依靠物体内部⾃由电⼦的定向运动⽽导电的物体，即载流⼦为⾃由电⼦（或空⽳）的导体，叫做电⼦导体，也称为第⼀类导体。
凡是依靠物体内的离⼦运动⽽导电的导体叫做离⼦导体，也称为第⼆类导体。
第⼀类导体载流⼦为⾃由电⼦（或空⽳）。
第⼆类导体载流⼦为离⼦。
2.什么是电化学体系?你能举出两、三个实例加以说明吗?电化学体系：两类导体串联组成的，在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。
电解池体系原电池体系3.有⼈说∶"像阳离⼦是正离⼦、阴离⼦是负离⼦⼀样，阳极就是正极，阴极就是负极"。
这种说法对吗?为什么?说法是错误的。
⽆论在原电池还是电解池中，正极:电势较⾼的电极;负极:电势较低的电极;阳极:发⽣氧化反应的电极;阴极:发⽣还原反应的电极。
阴离⼦总是移向阳极阳离⼦总是移向阴极。
原电池中,正极是阴极,负极是阳极;电解池中正极是阳极,负极是阴极。
4.能不能说电化学反应就是氧化还原反应?为什么?不能。
因为电化学反应是发⽣在电化学体系中的，并伴随有电荷的转移的化学反应。
⽽氧化还原反应则是指在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。
电化学反应要在两类导体组成的体系中发⽣反应。
⽽氧化还原反应则没有导体类型的限制。
6.影响电解质溶液导电性的因素有哪些?为什么?（1）电解质溶液的⼏何因素。
对单位体积溶液，电解质溶液的导电性与离⼦在电场作⽤下迁移的路程和通过的溶液截⾯积有关，这同单位体积⾦属导体受其长度和横截⾯积的影响类似。
（2）离⼦运动速度。
离⼦运动速度越⼤，传递电量就越快，导电能⼒就越强。
离⼦运动速度⼜受到离⼦本性、溶液总浓度、温度、溶剂粘度等的影响。
（3）离⼦浓度。
离⼦浓度越⼤，则单位体积内传递的电量就越⼤，导电能⼒越强。
但如果离⼦浓度过⼤，离⼦间距离减少，其相互作⽤就加强，致使离⼦运动的阻⼒增⼤，这反⽽能降低电解质的导电性能。
电化学原理李荻电子版
电化学原理李荻电子版一、电化学原理1、电化学的定义及原理：电化学是指通过化学反应改变物质形态和组成，产生电流；或通过电流来改变化学物质的形态和组成。
电化学定律是指总能量和电荷守恒定律，其中总能量是指电荷以及反应物和产物实际热量（包括活化能）的总和，它表明在化学反应中，电荷是守恒的。
2、电化学反应：电化学反应由电解质和电荷守恒定律构成，是指电解质发生溶解作用，由此产生电话，甚至改变化学物质的形态和组成的现象。
电化学反应的性质可以用反应偏活性来表示，它是有机化学反应中的一种基本反应。
3、电化学电池：电化学电池是指通过电解质和反应物的电子交换反应的物质改变，产生无极性的自发电流的装置。
它是由阳极，阴极和电解液构成的电解电池。
电池工作原理即电解质发生溶解作用，从而产生电流，或者反向运行，即电流通过电池，产生电化学反应，最终变化物质的形态和组成。
4、电化学反应的应用：电化学的应用极为广泛，其中以冶金为主，如用电流改变合金的成分组成，以及用来开发新材料、新装备、新药物和新冶金工艺。
此外，电化学还有多种实用应用，如在制造精密机械制品、电器、特种催化剂、化学试剂、工业材料等方面，都得到了有效和广泛的运用。
二、李荻电化学1、李荻电化学：李荻电化学是由克里金学派在20世纪初发展出来的新理论，它以李荻（Liimuian）学派的思想为基础，将化学反应物经电动力的驱动，转变为电磁力的支配，发展了一套完整的新的电化学理论。
它由李荻派的思想、其他学者的研究成果和近代行业实践融会而出。
2、李荻电化学原理：李荻电化学是一种化学与物理相结合的理论，它认为所有化学反应都源自于原子间的电磁作用力；用克里金原理可以对电化学反应拟合等效电路，并用来计算等效上阻和下阻；另外，还可以借助等效电路计算其他非电化学反应，从而扩展出量子化学领域，开始研究由宇宙的精神属性引发的反应。
3、李荻电化学的应用：李荻电化学的实际应用有：一是用新发展的李荻电化学理论指导及优化电化学活性，使用克里金方法来设计电池、电极、电解质及电解液；二是研究催化剂的电化学响应，即催化剂中电子的迁移及反应应力；三是用李荻电化学的原理指导电化学的应用，比如金属的抗蚀性、合金的电化学性质等；四是研究混杂体中电磁隔离性对反应的影响、与电解质容量及电势的关系、极电位的调。
电化学原理思考题答案-北航李荻版
２、为什么不能测出电极得绝对电位？我们平常所用得电极电位就是怎么得到得？答：电极电位就是两类导体界面所形成得相间电位，相间电位中得内电位就是无法直接测量得,故无法直接测出电极得绝对电位，我们平常所用得电极电位都就是相对电极电位。
不对,虽然有电位差,但就是没有电流通过,所以不能转化为电能。
17、描述腐蚀原电池得特点所在。
①阴、阳极区肉眼可分或不可分,或交替发生；②体系不稳定稳定，腐蚀过程就是自发反应；③只要介质中存在氧化剂（去极化剂)，能获得电子使金属氧化,腐蚀就可发生;④腐蚀得二次产物对腐蚀影响很大；⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移，电子由低电位金属或地区传荷到电位高得金属或地区,再转移给氧化剂；⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液与电路四部分，缺一不可;⑦阴极、阳极反应相对独立,但又必须耦合,形成腐蚀电池;⑧ｉa=ic , 无净电荷积累;⑨腐蚀电池不对外作功，只导致金属腐蚀破坏得短路原电池.原电池与电解池１.原电池与电解池得比较:４.电解、电离与电镀得区别对于我们所讨论得某一反应来说，zＦ为常数，故J与ｖｒ成正比。
这就就是说,在电化学中总就是习惯于用电流密度来表示反应速度.由于在稳态下接续进行得各步骤速度都一样，所以在讨论液相传质等步骤时，也可用电流密度来表示它们得反应速度。
因此,在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度得同义语了。
己知电极反应在25℃时得反应速度为0．1 A/ｃm2.根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为1、0４ X 10-2moｌ/m2ｓ,扩散步骤速度为0、1 mｏl/m2s。
试判断该温度下得控制步骤.若这一控制步骤得活化能降低了12ｋＪ/ｍｏｌ，会不会出现新得控制步骤？[解〕因为电极反应速度可用电流密度表示,即J=nＦv,所以对电子转移步骤，其反应速度可表示为j电子=ｎFv电子。
已知ｎ＝1，故j电子＝1x96500 x 1、 04 ｘ１0－2≈0、１A/ｃm2同理J扩散=nFv扩散 =１x９65０0ｘ0、１＝０、965A／cm２已知整个电极反应速度为0、 1 A/cm2,所以可判断速度控制步骤就是电子转移步骤。
电化学原理-(李狄-著)北航出版社-课后5-9章习题参考答案
第五章1、在电极界面附近的液层中，是否总存在三种传质方式？为什么？每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。
电迁移： 对流：扩散：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：一定强度的对流的存在是稳态扩散过程的前提。
区别：在理想稳态扩散条件下，扩散层有确定的厚度，其厚度等于毛细管的长度l ；而在真实体系中，由于对流作用与扩散作用的重叠，只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。
理想稳态扩散： 实际稳态扩散： 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：紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内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。
电极/溶液界面存在着离子双电层时，金属一侧的剩余电荷来源于电子的过剩或缺贫。
双电层一侧区可以认为各种离子浓度分布只受双电层电场影响，不受其它传质（包括扩散）过程的影响。
因此扩散层中没有剩余电荷。
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。
电化学原理思考题答案解析
第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？答：当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。
理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。
3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。
溶液界面存在双电层，剩余电荷无论带正电还是负电，同性电荷间相互排斥，使界面扩大，而界面张力力图使界面缩小，两者作用效果相反，因此带电界面的张力比不带电时小，且电荷密度越大，界面张力越小，因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。
4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？答：不一定，标准氢电极电位为0指的是氢标电位，是人为规定的，电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\偶极子双电层\金属表面电位。
可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。
5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。
）6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？7．双电层的电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。
8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系？9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。
10．影响双电层结构的主要因素是什么？为什么？答：静电作用和热运动。
静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近，贴于电极表面排列，热运动使荷电粒子外散，在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。
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２、为什么不能测出电极得绝对电位？我们平常所用得电极电位就是怎么得到得？
答：电极电位就是两类导体界面所形成得相间电位，相间电位中得内电位就是无法直接测量
得,故无法直接测出电极得绝对电位，我们平常所用得电极电位都就是相对电极电位。
不对,虽然有电
位差,但就是没
有电流通过,所
以不能转化为
电能。
17、描述腐蚀原电池得特点所在。
①阴、阳极区肉眼可分或不可分,或交替发生；
②体系不稳定稳定，腐蚀过程就是自发反应；
③只要介质中存在氧化剂（去极化剂)，能获得电子使金属氧化,腐蚀就可发生;
④腐蚀得二次产物对腐蚀影响很大；
⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移，电子由低电位金属或地区传荷到电位高得金属或地区,再转移给氧化剂；
⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液与电路四部分，缺一不可;
⑦阴极、阳极反应相对独立,但又必须耦合,形成腐蚀电池;
⑧ｉa=ic , 无净电荷积累;
⑨腐蚀电池不对外作功，只导致金属腐蚀破坏得短路原电池.原电池与电解池
１.原电池与电解池得比较:
４.电解、电离与电镀得区别
对于我们所讨论得某一反应来说，zＦ为常数，故J与ｖｒ成正比。
这就就是说,在电化学中总就是习惯于用电流密度来表示反应速度.由于在稳态下接续进行得各步骤速度都一样，所以在讨论液相传质等步骤时，也可用电流密度来表示它们得反应速度。
因此,在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度得同义语了。
己知电极反应在25℃时得反应速度为0．1 A/ｃm2.根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为1、0４ X 10-2moｌ/m2ｓ,扩散步骤速度为0、1 mｏl/m2s。
试判断该温度下得控制步骤.若这一控制步骤得活化能降低了12ｋＪ/ｍｏｌ，会不会出现新得控制步骤？[
解〕因为电极反应速度可用电流密度表示,即J=nＦv,所以对电子转移步骤，其反应速度可表示为j电子=ｎFv电子。
已知ｎ＝1，故j电子＝1x96500 x 1、 04 ｘ１0－2≈0、１A/ｃm2同理J扩散=nFv扩散 =１x９65０0ｘ0、１＝０、965A／cm２已知整个电极反应速度为0、 1 A/cm2,所以可判断速度控制步骤就是电子转移步骤。
若电子转移步骤活化能降低１2 ｋJ／moｌ，则根据ｖ=K c exp（—W/RT)
式中，W为活化能，ｃ为反应物浓度。
设原来速度为v１。
活化能降低后得速度为 v２，则v1=Ｋ c exp （—W1/RT）
Ｖ2=K c exp(—Ｗ２／RT)=Ｖ1 exp(△W/ＲＴ）=1、04x１0－2 eｘｐ(１2x１０3/8、31x298)=１、32 mol/ｍ2s
可见J’电子>>J扩散,速度控制步骤将发生变化。
４、电化学反应得基本动力学参数有哪些?说明它们得物理意义?
通常认为传递系数(α与β)、交换电流密度（j0 ）与电极反应速度常数（K）为基本得动力学参数.①传递系数（α与β) 即表示电极电位对还原反应活化能与氧化反应活化能影响得程度，又称为对称系数;②交换电流密度( ｊ0 ) 交换电流密
度就就是在平衡电位下，正逆两个方向粒子交换得速度、简称交换电流；③电极反应速度常数（K）可定义为电极电位为标准电极电位与反应粒子浓度为单位浓度时电极反应得进行速度。