物理化学教学中有关电化学问题探讨
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第8章 电化学
第八章电化学一．基本要求1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电极的阴、阳、正、负的定义，离子导体的特点和Faraday 定律等。
2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。
了解强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算。
3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写出电极反应、电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。
4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等。
5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。
二．把握学习要点的建议在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。
电解质溶液与非电解质溶液不同，电解质溶液中有离子存在，而正、负离子总是同时存在，使溶液保持电中性，所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。
影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素，而且离子电荷的影响更大，所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。
电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等。
在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。
电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。
会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错，才有可能利用正确的电动势的数值来计算其他物理量的变化值，如：计算热力学函数的变化值，电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积，水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等。
物理化学中的表面化学与电化学反应动力学
物理化学中的表面化学与电化学反应动力学在物理化学中，表面化学与电化学反应动力学是一个非常重要的领域。
表面化学是研究材料表面的物理和化学现象，主要关注表面的结构、性质和反应，而电化学反应动力学则是研究电化学反应速率与机理。
这两个领域密切相关，本文将探讨表面化学与电化学反应的基本原理以及在材料科学、化学工程和环境科学等领域中的应用。
表面化学主要研究表面的结构和性质，这些性质包括表面的化学性质、表面电荷和溶解度等。
表面上的电荷分布与溶解度会影响与其接触的物质的吸附和反应。
例如，当水分子与水玻璃表面相遇时，水玻璃表面上的硅氧键与水分子之间产生相互作用，使水分子向表面靠拢，形成一层“水和水玻璃”的接触层。
“水和水玻璃”之间的相互作用力与水分子与水分子之间的相互作用力相比要强得多。
表面的结构和性质也可以通过各种表征技术（例如X射线衍射和扫描探针显微镜等）来研究。
电化学反应动力学是研究反应速率及预测反应机理的学科，在化学、能源和环境科学中都发挥着重要作用。
电化学反应动力学的基本原理是奥姆法则、法拉第电解定律等。
奥姆法则描述了电流、电阻和电动势（电压）之间的关系，而法拉第电解定律则描述了电化学反应中电荷的交换，即反应速率与在电解质中传输的离子数之间的关系。
电化学反应动力学的应用范围广泛，例如在电池和燃料电池中，薄膜电阻和离子传输速率是影响电池性能的主要因素。
在物质的电化学加工中，表面反应是非常重要的，特别是当试样是微小的固体颗粒或时，水溶液中的电化学反应会导致固体表面的化学和结构变化。
电化学反应动力学的研究还可以帮助开发新的电催化剂和燃料电池材料，从而促进能源、化学和环境科学的发展。
在物理化学中，表面化学和电化学反应动力学相互作用，互相影响。
表面化学表征技术可以用于研究材料表面的结构和性质，在电化学反应动力学中，这些性质是影响反应速率和反应机理的重要因素。
同时，电化学反应动力学的研究也可以提供关于表面反应的重要信息。
物理化学 电化学思考题
物理化学电化学思考题物理化学电化学思考题电化学思考题（请判别对错,并简单说明原因）1.通常把熔化在水或其它溶剂中具备电离性质的物质称作电解质(-)2.离子导体的电阻随其温度的增高而减小(-)3.凡是离子都带有电荷,因此它在溶液中的移动现象称为离子的电迁移现象.(-)4.在电迁移过程中,溶液中正、负离子传递的电量恰等于流过电极的电量.(-)5.离子淌度或离子电迁移率即为离子的运动速率(-)6.使用法拉第定律需注意温度和压力的条件(-)7.若在通电的电解质溶液中正、负离子的移动速率相同,电荷相同,则他们分摊导电任务的百分数也不相同(+)8.因为溶液是电中性的,溶液中正负离子所带的电量相等,所以正负离子的迁移数也相等.(-)9.离子的搬迁数与离子搬迁的速率成正比,当温度、浓度及某正离子的运动速率为一定时,其搬迁数也一定.(-)10.离子的迁移数是指该离子分担导电任务的分数,同一种离子在不同电解质中的迁移数总是相同(-)11.溶液中所有正负离子的搬迁数之和必定就是1.(+)12.在温度、电位梯度相同的情况下，无限稀释的氯化钾、氯化氢、氯化钠三种溶液中，氯离子的运动速率相同，但氯离子的迁移数不同(+)13.对只所含单一电解质所电离的也已负离子溶液,离子的青草度越大,其搬迁数也越大;但在混合电解质溶液中,离子青草度小的其搬迁数不一定也小.(+)14.一定温度下的叶唇柱溶液，电解质摩尔电导率随其溶液浓度增加而增加。
(-)15.对于强电解质水溶液，其电导率随其浓度的减少而减少。
(-)16.在水溶液中，带有相同电荷数的离子，其离子半径越大，则其迁移率和离子的摩尔电导率越小。
(-)17.离子的摩尔电导率与其价数有关,价数越高,离子的摩尔电导率越大,反之亦然.(-)18.离子独立运动定律是指溶液中每一种离子是独立移动的,不受其他离子的影响.(-)19.浓度藻酸的强电解质溶液的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线关系。
(+)20.在恒温、恒压、可逆的放电过程中，电池所吸收的热量等于t△s。
化学反应中的电化学反应与电化学机理
化学反应中的电化学反应与电化学机理化学反应是指物质之间发生化学变化的过程，而电化学反应则是在化学反应中涉及电子转移的过程。
电化学反应是一种重要的研究方法和技术，在化学、物理、生物等领域得到广泛应用。
本文将介绍电化学反应的基本原理和机理。
一、电化学反应的基本原理电化学反应涉及两种基本的电化学构件：电解质和电极。
电解质是一种能导电的物质，可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在溶液中完全离解成离子，而弱电解质只有一小部分分解成离子。
电极是电化学反应发生的场所，常见的电极有阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的电极，它吸收电子并释放阳离子。
阴极是发生还原反应的电极，它接收阳极释放的电子。
在电化学反应中，电解质中的离子在电场的作用下向电极迁移，形成极化层。
电解质溶液中的阳离子向阴极迁移，而阴离子向阳极迁移。
这种离子迁移的过程称为离子传导，它是电化学反应发生的基础。
当离子在电极上得到或失去电子，发生氧化还原反应，即电化学反应。
二、电化学反应的机理电化学反应的机理主要涉及电子转移和离子传递两个过程。
电子转移是指电极上发生的氧化还原反应，它涉及到电子的损失和获得。
在氧化反应中，电子从物质中流出，而在还原反应中，电子流入物质中。
电子转移过程是通过电子传导和电子迁移实现的。
离子传递是指电解质中离子的移动过程。
电解质中的阳离子向阴极迁移，而阴离子向阳极迁移，这种迁移过程是通过电场作用实现的。
电场会在溶液中形成离子迁移的流动路径，并驱动离子向电极迁移。
电化学反应的机理还与电化学反应过程中的电势变化有关。
电势是衡量电化学反应驱动力大小的物理量，它由电极的组成和电解质的浓度决定。
电势的变化会影响电化学反应的速率和方向。
三、电化学反应的应用电化学反应在许多实际应用中发挥着重要作用。
其中，最常见的应用是电池和电解池。
电池是利用电化学反应将化学能转化为电能的装置。
常见的电池类型有干电池和湿电池。
干电池通常使用氧化剂和还原剂的干燥混合物作为电解质，在断开电路时能保持相对稳定的电势。
化学：专题五电化学问题研究-课件苏教版选修6
电池的电流密度，延长电池的
工作时间。
二、实验基本原理
电池反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
外电路 检流计 电子迁移 内电路 盐 桥 离子迁移
正极 Cu2+ + 2e- = Cu
负极 Zn - 2e- = Zn2+
CuSO4溶液 ZnSO4溶液
K+迁入 Cl- 迁入
4、体会观察和分析实验现象对于化学研究 的重要性。
发展要求：
1、初步了常见阳离子在溶液 中电极上的放电次序。
2、能根据阳离子的放电次序 判断电解池阴极产物。
说明：
1、拓展实验“阿伏加德罗常数的测定” 重在让学生体验用电化学手段进行科学研 究的方法，使学生能按给出的方案进行实 验、采集数据，能根据给出的公式处理实 验数据并得出结论，不要对实验原理进行 纠缠。 2、拓展实验“用铜电极电解饱和食盐水” 重在让学生通过对实验现象的观察，引起 学生思考，并结合自己已有的知识作出解 释，不必寻求结论的完整和统一。
二、本实验基本原理及其在实验化学 中的地位
传统教材 ： 实验目的→实验原理→实验用品→ 实验步骤→实验记录→问题与讨论
新教材：
知识预备→课题方案设计→记录 与结论→交流讨论
功能：
1、将各知识性栏目穿插在课题的各部分内容中， 使学生的知识目标和实验技能目标有机地整合 在每一个课题中 。
2、实验已非纯粹的实验，而是一个内涵丰富 的课题，通过对课题的学习，学生将会在化学 知识、实验技能、实验方法、科学态度、创新 精神与实践能力等方面得到全面的发展。
铜锌原电池
三、实验操作要点
1．装置的组装 取一块锌片（6cm×3.3cm）和一
化学电化学的教学策略
化学电化学的教学策略电化学是化学中的一个重要分支，涵盖了电解、电池、电解质溶液等内容。
在化学教学中，电化学的学习对于学生来说可能会有一定的难度。
为了帮助学生更好地理解电化学的概念和原理，教学策略起着关键的作用。
本文将探讨几种有效的化学电化学教学策略。
一、引导学生进行实验探究实验是学习化学的重要方法之一。
在电化学教学中，引导学生进行实验探究是一种有效的教学策略。
通过实验，学生可以亲自操作并观察电化学现象，进一步理解电解、电池等概念。
例如，可以设计电解水实验，让学生亲自操作电解槽、电极、电解质溶液等设备，观察水的电解过程及产物。
二、运用多媒体教学手段现代化学教学中，多媒体教学已经成为一种普遍的教学手段。
在电化学教学中，适当运用多媒体教学手段可以使抽象的概念更加形象化。
例如，可以通过幻灯片展示电化学反应的示意图、实验过程的视频等，让学生更加直观地理解电化学的原理和实验操作。
三、开展小组合作学习小组合作学习是一种有助于学生交流和合作的教学方式。
在电化学教学中，可以设立小组，让学生共同研究电化学的问题、讨论实验结果等。
通过小组合作学习，学生可以相互启发，共同解决问题，提高学习效果。
同时，小组合作学习也锻炼了学生的团队合作和沟通能力。
四、设置形象化的教学案例有时候，学生对于抽象的概念理解起来会有困难。
在电化学教学中，可以设置一些形象的教学案例来帮助学生理解。
例如，可以讲解锂电池的工作原理，引导学生思考手机电池的充电过程，从而更好地理解化学堆电池的原理。
五、强调应用意义及实际应用电化学是一个应用广泛的领域，涉及到电池、电解设备、防腐蚀等方面。
在电化学教学中，强调其应用意义及实际应用可以增加学生的兴趣。
可以介绍一些电化学在生活中的应用，如锂电池、电镀等，让学生了解电化学与实际生活的关联，激发学生对电化学的学习兴趣。
综上所述，电化学的教学策略需要结合多种手段和方法，既注重理论知识的讲解，又强调实验和应用。
通过引导学生进行实验、运用多媒体教学手段、开展小组合作学习、设置形象化的教学案例，以及强调应用意义及实际应用，可以提高学生对电化学的理解和兴趣，并促进他们的学习效果。
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第8章 电化学
第八章电化学一．基本要求1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电极的阴、阳、正、负的定义，离子导体的特点和Faraday 定律等。
2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。
了解强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算。
3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写出电极反应、电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。
4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等。
5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。
二．把握学习要点的建议在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。
电解质溶液与非电解质溶液不同，电解质溶液中有离子存在，而正、负离子总是同时存在，使溶液保持电中性，所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。
影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素，而且离子电荷的影响更大，所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。
电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等。
在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。
电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。
会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错，才有可能利用正确的电动势的数值来计算其他物理量的变化值，如：计算热力学函数的变化值，电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积，水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等。
物理化学中电化学部分的教学思政设计——以锂离子电池为例
当代化工研究Modem Chemical Research132教学研究2021・04物理化学中电化学部分的教学思政设计-----以锂离子电池为例*颜美徐平果崇申*（哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江150001）摘耍：高等教育要坚持以立德树人为基本准则，把德育融入课堂教学，因此加强课程思政教育应作为课程目标的首要任务.物理化学作为大学化学中一门极其重要的基础课，深度挖掘该课程的思想政治教育元素，把基础教育与人文素养相结合，培养全方位的高素质人才°本文以荣获2019年诺贝尔化学奖的锂离子■电池为例，从电池结构、工作原理到电池性能等多个方面引申出电化学的一些基本原理和共同规律，从而将晦涩的书本知识明朗化，培养学生理论联系实际，并应用于解决实际问题的综合能力.同时给学生引出诺贝尔奖获得者背后的故事，树立人生的榜样；了解国内锂离子电池行业的迅猛发展，弘扬民族自强不息的奋斗精神，树立民族自信心，激起爱国之情；认识到锂离子电池行业存在的挑战，确走未来的奋斗目标，指明前进的方向，化爱国之情为报国之行！关键词：物理化学；课程思政；电化学；锂离子电池；诺贝尔奖中EB分类号：G64；06文献标识码：ADesigh of Ideological and Political Education in Electrochemistry of PhysicalChemistry------Taking Lithium Ion Battery as An ExampleYan Mei,Xu Ping,Guo Chongshen*(School of Chemistry and Chemical Engineering,Harbin Institute of Technology,Heilongjiang,150001) Abstract:Higher education should adhere to the basic principle of m oral education and integrate moral education into classroom teaching. Therefore,strengthening ideological and p olitical education should be regarded as the p rimary task ofcurriculum goal.Physical chemistry is one of t he most important basic courses in university chemistry.The ideological and p olitical education elements of t his course are deeply explored,and the basic education and humanistic quality are combined to cultivate all-round high-quality talents.In this paper,taking the2019Nobel Prize in chemistry of lithium ion battery as an example,some basic p rinciples and common laws of e lectrochemistry are introducedfrom battery structure,working p rinciple to performances,etc.,thus materialize obscure book knowledge and cultivate students'comprehensive ability of c ombining theory with practice and applying it to solve p ractical p roblems.Meanwhile,the story about the Nobel Prize winner is told to the student and setting a model f or them in life. The rapid development of l ithium ion battery in our country spreads theflghting spirit of o ur nation,sets up national confidence and arouses p atriotic enthusiasm.The challenges in the lithium ion battery have given them a clear goal and direction f or the f ixture,and turned p atriotism into a trip to serve the country!Key words：physical chemistry^ideological and p olitical education^electrochemistry^lithium ion battery^the Nobel p rize全国高校思想政治工作会议强调，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面切。
关于电化学教学中充分结合理化知识的几点思考
202019年/第22期/8月（上）关于电化学教学中充分结合理化知识的几点思考陈海（河池市电化教育站广西·河池547000）摘要经济水平提高，促进了教育行业的发展，教育的内容与形式都越发科学。
电化学属于中学化学的重要内容，教师在设计教学方案的时候应当结合当前电化学教学的先进经验，针对学生的实际情况，开展科学合理的教学活动。
在电化学教学中充分结合理化知识，能够增强学生对知识的融会贯通能力。
本文对电化学教学中理化知识结合的方法做了详细介绍，希望可以促进电化学教学水平的提升和教学效果的增强。
关键词电化学教学理化知识结合研究中图分类号：G424文献标识码：ADOI:10.16400/ki.kjdks.2019.08.010Some Thoughts on Fully Combining Physical andChemical Knowledge in the Teaching of ElectrochemistryCHEN Hai(Hechi Audio-Visual Education Station,Hechi,Guangxi 547000)212019年/第22期/8月（上）面也会比较困难，为此教师需要梳理这些知识点，使其以更加清晰的方式呈现在学生的面前，使得他们看清知识的架构，引导他们思考问题并探索问题。
经过研究发现学习电化学知识的学生经常犯的错误是混淆原电池与电解池的电极极性，对于电极的各种反应也常常存在模糊不清的问题。
教师针对这种实际情况，便可以将物理中的电学知识与化学知识中氧化还原反应知识点联系起来。
例如这样一道题：氢镍电池属于可充电电池，这种电池逐渐取代了镉镍电池。
使用镉镍电池会产生镉污染，所以逐渐被淘汰了。
题目给出了氢镍电池的总反应式，要求判断电池充电和放电时的情况。
学生一拿到这样的题目看到了1/2H 2+NiO (OH )这一类的化学式的时候就会犯难，因为没有意识到可充电属于已知条件。
电化学在冶金工程专业物理化学教学中的授课思路探讨
电化学在冶金工程专业物理化学教学中的授课思路探讨作者：何世伟孔辉华中胜肖赛君来源：《科教导刊·电子版》2020年第15期摘要物理化学是冶金工程专业整个知识体系中最早介绍电化学的课程，在电化学的授课过程中，按照电学回路构建、电化学热力学、电极电解液界面的模块顺序进行讲授，由宏观到微观，让学生深入浅出的掌握电化学的概念和理论，同时结合电化学在冶金中的实例，达到最佳的教学效果，为后期专业课的学习打下坚实的基础。
关键词电化學冶金物理化学中图分类号：G642 文献标识码：A物理化学是目前国内冶金工程专业普遍开设的专业基础课，一般在大学1～2年级开课，授课时间多为一学年，是冶金工程专业理论的根基。
在整个冶金工程专业的培养体系中，物理化学起到了承上启下的作用，该课程需要部分基础化学的知识作为铺垫，同时学完后可以为冶金物理化学、冶金原理等专业基础课，钢铁冶金学、有色金属冶金学等专业课打下良好的基础。
电化学是物理化学中的一个重要章节，一般在介绍完热力学基本知识、多组分系统热力学、动力学、相图后进行介绍，实际上属于物理化学中的一个重要应用。
1物理化学中电化学知识构架在物理化学中电化学一般包括：法拉第定律、离子的电迁移和迁移数、强电解质活度、电极电势、超电势、原电池、原电池热力学、电解池等部分。
其中原电池和电解池属于电化学知识的应用，其它的为电化学的基本概念和原理。
物理化学中电化学章节的重点是原电池热力学，在介绍完电化学基本定律法拉第定律，以及电化学基本概念离子的电迁移、强电解质活度、电极电势后，进行重点讨论。
该部分热力学知识，属于热力学在电化学体系中的应用，通过等温方程推导能斯特方程。
2电化学在冶金专业中的知识需求电化学在化工、冶金、材料制备、污水处理、有机合成等方面均有重要应用，随着能源危机和环保问题的日趋严峻，电化学在工业领域的应用的广度和深度必将进一步扩大。
在冶金领域，电化学有诸多应用。
活泼金属的冶炼，如Al和Mg的冶炼，常常使用熔盐电解的方法，将活泼金属的氧化物溶解于熔盐中，通过电还原的方法，使金属以单质的形式在阴极析出。