920613-电化学原理-《电化学原理》课程教学大纲
电化学原理 教学大纲
电化学原理一、课程说明课程编号：050108Z10课程名称：电化学原理/Theory of Electrochemistry课程类别：专业选修课学时/学分：40/2.5先修课程：物理化学、无机化学、电学适用专业：冶金工程，新能源材料与器件教材、教学参考书：1、郭鹤桐，《电化学教程》，天津：天津大学出版社，20002、李荻，《电化学原理》，北京：北京航空航天大学出版社，19993、蒋汉瀛，《冶金电化学》，北京：冶金工业出版社，19834、龚竹青，《理论电化学导论》，长沙：中南工业大学出版社5、查全性，《电极过程动力学导论》，北京：科学出版社，1987二、课程设置的目的意义电化学原理是冶金工程专业核心课程，其任务是使学生了解和掌握电化学基本原理和基本理论，为有色冶金学、电化学研究方法、应用电化学、化学电源、金属腐蚀与防护、电解工艺、电镀及表面处理等课程打下良好的理论基础。
三、课程的基本要求知识要求：理解电化学反应与化学反应的区别；掌握稀电解质溶液的经典理论；掌握电化学反应热力学关于电势的基本概念、电化学反应平衡的条件；掌握电极/溶液界面性质、双电层结构理论和研究双电层结构的基本方法；掌握电极过程动力学基本规律和特征；学会用电化学基本原理分析具体电极反应过程。
能力要求：通过该课程的学习，使学生能够利用电化学基本原理分析冶金过程和电化学工业的工程问题，设计实验、分析与解释数据，以获得有效结论，并能够将专业知识用于解决复杂工程问题，具备一定的设计解决方案以解决复杂工程问题的能力。
素质要求：通过课程中的分析、讨论、培养分析沟通交流素质，课外导学的模式提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求无实践教学安排六、考核方式及成绩评定本课程期末集中考核采用笔试进行，平时成绩采用课堂考勤、课外阅读、作业测评、平时测试、课内讨论等方式考核。
电化学原理第一章+绪论 PPT课件
电子 流向
导线
负极 →正极
电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极
电化学体系的定义
The definition of the electrochemical system
电极反应：电极/溶液界面（两类导体界面）发生 的电化学反应。
电化学反应：在电化学体系中发生的氧化还原反应。 电化学体系：两类导体串联组成的，在电荷转移
3．贾铮、戴长松、陈玲编著：《电化学测量方法》，化学工业出版社 ，2006。
4．努丽燕娜、王保峰主编：《实验电化学》，化学工业出版社，2007 。
5．郭鹤桐编著：《电化学教程》，天津大学出版社，2000。 6．胡会利、李宁主编：《电化学测量》，国防工业出版社，2007。 7．查全性等编：《电极过程动力学导论》（第二版），科学出版社，
金属腐蚀的种类
The types of metal corrosion
种类 化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
例如 电流
金属与非电解质 等直接发生化学 反应
2Fe＋3Cl2＝2FeCl3
无
不纯金属或合金跟 电解质溶液接触发 生原电池反应
钢铁腐蚀
有微弱的电流
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
相互 关系
化学腐蚀、电化学腐蚀常同时发生
(2)在金属表面覆盖保护层 ——电镀、油漆、钝化等
(3)电化学保护法 ——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
1.3 电化学科学的发展简史和发展趋势
1.3.1电化学科学的发展简史 1.3.2 电化学的发展趋势
1.3.1电化学科学的发展简史
brief development history of electrochemical science
《电化学原理及测试技术》课程教学大纲
液接界电势，盐桥的设计。
3.6电解池
材料，设计要求，几种常用的电解池。
3.7研究电极
M1
4
讲授
4
作业
4
第四章
稳态测量方法
本章重点和难点：塔菲尔直线外推法测定交换电流，线性极化测定极化电阻及交换电流密度，利用弱极化区测定动力学参数。
4.1稳态过程
稳态概念，稳态系统特点。
4.2各种类型的极化及其影响因素
D-精神状态较差，回答问题有误
10
M2
考勤
5%
A-全勤
B-缺勤1次
C-缺勤2次
D-缺勤2次以上
评分等级说明：
[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]
六、教材与参考资料
序号
教学参考资料明细
1
图书|《电化学测量方法》,贾铮、戴长松、陈玲,化工工业出版社, 1996, ISBN:7502591303.（*主教材）
8
M2
大作业
20%
A-利用电化学测试技术对实际应用问题分析透彻
B-利用电化学测试技术对实际应用问题分析合理
C-利用电化学测试技术对实际应用问题分析基本合理
D-利用电化学测试技术对实际应用问题分析不合理
9
M2
课堂表现
10%
A-精神状态饱满，回答问题准确
B-精神状态良好，问题回答较好
C-精神状态一般，问题回答一般
传荷过程控制下的界面等效电路，浓差极化不可忽略时的界面等效电路，溶液电阻不可忽略时的等效电路。
5.3等效电路的简化
5.4电荷传递电阻
5.5暂态测量方法
暂态法分类，暂态法特点。
M2
电化学原理演示文稿
• • • • • • 4.1 概述 4.2 电毛细现象 4.3 双电层的微分电容 4.4 双电层的结构 4.5 零电荷电位 4.6 有机化合物在电极上的吸附
第四章 双电层
基本要求
掌握双电层结构及相间电位的分布，研究 双电层结构的电化学方法，零电荷电位 的基本概念及意义，电极表面的吸附现 象及规律。
a.电极表面的“水化”和水的介电常数的变 化 b.没有离子特性吸附时的紧密层结构 c.没有离子特性吸附时的紧密层结构
零电荷电位
• 零电荷电位的概念 • 零电荷电位的测量 • 零电荷电位的影响因素 • 零电荷电位的作用与用途
电极／溶液界面的吸附现象
• 无机离子的吸附 • 有机物的吸附
a.有机物吸附对界面结构与性质的影响 b.吸附过程体系自由能的变化 c.有机分子吸附的特点
第五章 液相传质过程动力学
教学内容
• • • • • • 5.1 有关液相传质过程的若干基本概念 5.2 稳态过程和非稳态过程 5.3 理想稳态扩散过程 5.4 浓度极化公式和极化曲线 5.5 实际情况下的稳态过程 5.6 扩散层中电场对稳态传质速度和电流影响
第五章 液相传质过程动力学
基本要求 掌握稳态扩散和非稳态扩散过程的区别， 扩散电流密度、极限扩散电流密度的基 本概念，理想稳态扩散过程与实际稳态 过程，浓度极化曲线，电迁移对稳态传 质速度的影响。
• 第一类不可逆电极 • 第二类不可逆电极 • 第三类不可逆电极 • 第四类不可逆电极
影响电极电位的因素
• • • • • • • 电极的本性 金属的表面状态 金属的机械变形和内应力 溶液的pH值 溶液中氧化剂的存在 溶液中络合剂的存在 溶剂
第四章 双电层
• 1 概述 • 2 电毛细现象 • 3 双电层的微分电容 • 4 双电层的结构 • 5 零电荷电位 • 6 电极／溶液界面的吸附现象
讲电化学原理PPT课件
【解析】 乙中I－失去电子放电，发生氧化 反应，A正确；由总反应方程式知，Fe3＋被还 原成Fe2＋，B正确；当电流计为零时，说明正、 逆反应转移电子数相等，反应达到平衡，C正 确。甲池中加入Fe2＋，导致平衡逆向移动， 则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，甲中石墨电极作 为负极，D错误。 【答案】 D
高 1．了解原电池和电解池的工作原理，
考 能写出电极反应和电池反应方程式。
点 击
2．了解常见化学电源的种类及其工作 原理。
3．理解金属发生电化学腐蚀的原因、
金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
第1页/共20页
重点知识归纳
一、原电池、电解池电极反应式及总反应式 的书写 思路导引
确定电 分析电 写出电极 写出总 极名称 → 极反应 → 反应式 → 反应式
离子移向参加反应的电极，不参加反应的离子与带
相反电荷离子移动的方向相反。如 Zn/H2SO4/Cu 原 电池中，H＋移向正极，则 SO24－移向负极；电解饱 和 NaCl 溶液，Cl－移向阳极，则 Na＋移向阴极。
第6页/共20页
二、电解质溶液的电解规律及有关计算方法 思路导引
第7页/共20页
方法点拨 1．电解规律(惰性电极)
第12页/共20页
互动探究
(1)乙池中若换为Fe电极和FeCl2溶液，则原电池是 怎样工作的？
(2)电流计读数为零后，若在乙中溶入KI固体，则
原电池反应能继续发生吗？若向甲中加入固体Fe呢？
【提示】(1)原电池反应变为2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋，
乙中Fe作负极，甲中石墨作正极，电极反应分别为
Fe－2e－
无论是原电池还是电解池，其电极反应均是氧化
还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守
《电化学原理》课程教学大纲——嘉大化学(师范)
《电化学原理及实验》课程教学大纲二、课程简介（黑体/小四；正文内容：宋体/小四）«电化学原理及实验教学大纲»是依据«高等学校化学专业培养目标»和«高等学校本科化学专业教学基本要求»，结合我院教学和教改的实际制定的。
它是电化学原理及实验教学的基本依据，是教师教学的指令性文件，是学生学习的指南。
本课程包括理论介绍和实验研究两个部分，其中理论介绍部分通过对电化学热力学、电极/溶液界面的结构与性质、电极过程动力学的概要介绍，帮助学生理解常用电化学研究方法的原理，使学生了解电极过程原理在研究过程中如何应用；实验研究则通过对常用电化学仪器和方法的使用，使学生掌握电化学研究的主要方法，并通过对实验结果的解析掌握电化学原理。
三、课程目标电化学原理及实验是高等学校应用化学专业的一门基础课程。
通过本课程的学习，学生应掌握电化学过程研究的基本原理和常用技术方法，能对一般的电化学现象进行简单的理论分析、提出控制电极过程的简单方法。
了解电化学理论在相关电化学专业中的应用，为电化学过程研究和专业课的学习打下良好的基础。
四、教学内容及要求第一章绪论教学基本要求：了解电化学的研究对象、内容和范围、发展简史及电化学在各个领域中的重要应用；准确离子间的相互作用，掌握电解质溶液的电导、活度等基本概念。
教学内容：（1）介绍电化学的研究对象、内容和范围。
（2）介绍电化学发展简史及电化学在各个领域中的重要应用。
（3）准确离子间的相互作用，掌握电解质溶液的电导、活度等基本概念重点与难点：正确理解氧化还原反应和电化学反应的区别；准确理解离子间的相互作用理论；电解质溶液的活度与活度系数等基本概念。
第二章电化学热力学教学基本要求：掌握相间电位、相对电极电位和绝对电极电位的概念，理解电化学体系的基本特征。
教学内容：（1）相间电位与电极电位：阐述电位的各种概念，相对电极电位与绝对电极电位的定义。
电化学原理第三版课程设计
电化学原理第三版课程设计一、课程介绍及目标本课程为电化学原理的第三版教学课程设计，主要教授电化学原理基础知识及其应用，为学生打下坚实的理论基础，开阔视野，提高实践能力。
本课程的主要目标是：1.掌握电化学原理的基本理论知识，了解电化学在物理、化学、生物等方面的应用；2.加强学生的实验技能，提高学生的实际操作能力；3.培养学生的团队合作意识和创新思维，培养学生的科研能力和综合素质。
二、课程内容1. 电化学基础知识介绍电化学领域的基本概念、理论模型和基本计算方法，包括视电导法，计算离子扩散系数和活度系数，计算氧化还原电位等。
2. 电化学实验技术讲解电化学实验中的基础技术，包括电化学测试方法，电化学试样制备和电化学设备的使用。
3. 应用领域探讨电化学在物理、化学、生物等领域的应用，包括电子材料的制备和修饰，微生物电化学过程，电生化学和纳米电化学等。
三、教学方法1. 理论课由教师讲授电化学原理的基本知识，结合案例分析，扩展应用领域，并回答学生的问题。
2. 实验课通过实验训练，加强学生的实践能力和操作技能。
实验内容包括基础的电位和电流测试、电容器测试等。
3. 讨论和合作通过小组讨论和合作，加强学生的团队合作意识和创新思维，同时加深对电化学原理的理解。
4. 作业和考试通过课后作业和期末考试，测评学生的学习成果，促进学生的自我教育和自我提升。
四、教学评估方法1. 学生自评每周结束时，学生需进行教学效果评估，并填写相应的评估表，以方便教师合理调整课程内容和教学方式。
2. 教师评估教师通过课堂表现、作业和期末考试等方式对学生进行综合评估，并将结果反馈给学生，帮助学生自我改进和提高。
五、参考书目1.Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods. NewYork: John Wiley, 2000.2.Newman, J.; Thomas-Alyea, K. Electrochemical Systems. UpperSaddle River, NJ: Prentice Hall, 2004.3.Conway, B. E. Electrochemical Supercapacitors: ScientificFundamentals and Technological Applications. New York: Springer, 2013.六、教材评估本教材的主要优点是：1.知识点概念清晰且易于理解；2.实验设计简单、可操作性强；3.涵盖多个应用领域，引导学生拓展思路；4.书目评价及时、快速。
电化学原理教学课件
电化学原理
电 化 学 原 理
考纲要求考 点来自分 值得 分(1)原电池装置原理判断，原电池电极反应 和电池反应方程式的书写 (2)常见化学电源的种类，碱性锌锰干电池、 铅蓄电池、燃料电池的工作原理及其应用 价值 (3)电解池装置原理判断，电解池电极判断 与电极反应和电池反应方程式的书写 (4)一些电解过程（如电解熔融氯化钠、饱 和食盐水）实例工作原理分析及电极反应 式书写与判断 (5)了解电解原理在氯碱生产、金属精炼和 电镀中的应用
电化学原理 例 1、[2007高考∙海南卷∙14]依据氧化还原反应： 2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电 池如图所示： ⑴电极X的材料是 Cu ； AgNO3 电解质溶液Y是 ； ⑵银电极为电池的 正 极，发生的电极反应 + + e- = Ag Ag 为 ； 题目解析： X考点：原电池装置判断 电极上发生的电极 - = Cu2+ Cu 2e 反应为 ； 分值：1+1+1 得分： ⑶外电路中的电子 是从 Cu 电极 流向 Ag 电极。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两 极引起氧化还原反应的过程叫做电解。 这种把电能转变为化学能的装置叫做 电解池。 ①电源 ②电极（惰性或非惰性） ③电解质（水溶液或熔化态） 非自发的氧化还原反应 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极；
电极名称
电极反应 电子流向
负极：Zn-2e-=Zn 2+ （氧化反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 负极→正极 电源负极→阴极；阳极→电源正极
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《电化学原理及实验》课程教学大纲
二、课程简介（黑体/小四；正文内容：宋体/小四）
«电化学原理及实验教学大纲»是依据«高等学校化学专业培养目标»和«高等学校本科化学专业教学基本要求»，结合我院教学和教改的实际制定的。
它是电化学原理及实验教学的基本依据，是教师教学的指令性文件，是学生学习的指南。
本课程包括理论介绍和实验研究两个部分，其中理论介绍部分通过对电化学热力学、电极/溶液界面的结构与性质、电极过程动力学的概要介绍，帮助学生理解常用电化学研究方法的原理，使学生了解电极过程原理在研究过程中如何应用；实验研究则通过对常用电化学仪器和方法的使用，使学生掌握电化学研究的主要方法，并通过对实验结果的解析掌握电化学原理。
三、课程目标
电化学原理及实验是高等学校应用化学专业的一门基础课程。
通过本课程的学习，学生应掌握电化学过程研究的基本原理和常用技术方法，能对一般的电化学现象进行简单的理论分析、提出控制电极过程的简单方法。
了解电化学理论在相关电化学专业中的应用，为电化学过程研究和专业课的学习打下良好的基础。
四、教学内容及要求
第一章绪论
教学基本要求：了解电化学的研究对象、内容和范围、发展简史及电化学在各个领域中的重要应用；准确离子间的相互作用，掌握电解质溶液的电导、活度等基本概念。
教学内容：
（1）介绍电化学的研究对象、内容和范围。
（2）介绍电化学发展简史及电化学在各个领域中的重要应用。
（3）准确离子间的相互作用，掌握电解质溶液的电导、活度等基本概念
重点与难点：正确理解氧化还原反应和电化学反应的区别；准确理解离子间的相互作用理论；电解质溶液的活度与活度系数等基本概念。
第二章电化学热力学
教学基本要求：掌握相间电位、相对电极电位和绝对电极电位的概念，理解电化学体系的基本特征。
教学内容：
（1）相间电位与电极电位：阐述电位的各种概念，相对电极电位与绝对电极电位的定义。
（2）电化学体系：阐述电化学体系的组成，典型的电化学体系的基本特征。
（3）平衡电极电位：从热力学的角度，进一步阐述平衡电极电位理论。
（4）不可逆电极：从热力学的角度，进一步阐述平衡电极电位理论。
（5）电位-pH图制作方法及其应用。
重点与难点：相间电位等基本概念、原电池热力学计算；电池和电极电位的热力学表达。
第四章电极过程概述
教学基本要求：掌握极化的基本概念、电极过程的速度控制步骤，理解极化曲线的表示和测定方法。
教学内容：
（1）极化：极化、极化度。
（2）极化曲线：极化曲线的表示和基本特征。
（3）电极过程特征与速度控制步骤：速度控制步骤的判断。
重点与难点：
1.电化学极化及浓差极化的基本原理、推导电化学极化和浓差极化的极化公式。
（重点）
2．特性吸附对电化学极化的影响。
（难点）
第五章液相传质步骤动力学
教学基本要求：掌握扩散传质的基本规律，理解稳态及非稳态条件下的扩散传质动力学，了解浓差极化规律。
教学内容：
（1）液相传质：液相传质的类型和主要特点，Fick扩散定律。
（2）稳态扩散：理想的稳态扩散方程，真实条件下的稳态扩散方程。
（3）浓差极化规律：浓差极化数学表达，生成物为独立相时的极化规律。
（4）非稳定扩散：影响稳态扩散的因素，Fick第二定律。
（5）滴汞电极的扩散电流。
重点与难点：
1．稳态扩散，非稳定扩散，浓差极化规律（重点）
2．Fick第二定律。
（难点）
五、课时分配表（小标题：黑体/小四，正文内容：宋体/小四）
“课时分配”中，“其他”主要指实验。
六、教材及参考书
教材：
《电化学原理》第3版（北京航空航天大学出版社2008年8月第一版，李荻编）
参考书：
1．金属腐蚀理论及应用魏宝明化学工业出版社 1984年
2．电极过程动力学导论（第三版）查全性科学出版社 2002年
3．电化学测试技术刘永辉北京航空航天大学出版社 1987年
4．电化学方法：原理与应用 A J Bard 化学工业出版社 2005
七、教学策略与方法的建议（小标题：黑体/小四，正文内容：宋体/小四）
1．多媒体教学
2. 启发式、提问式、讨论式教学
根据教学内容安排，组织若干次课堂讨论。
3. 注重理论与实验的结合，开展课外学术活动
4．作业及习题课安排
每章均布置作业，做到全收全改；根据教学内容安排五次习题课:第1次：第1章；第2次：第2章；第3次：第4章；第4次：第5章。
5．考核方式和成绩统计方法
为了提高和保证教学质量，促进电化学原理教学的全面改革，采用多种考核方式：（1）平时考核：作业完成、回答问题等情况的考核。
占总成绩的30%。
（2）期末考核：书面笔答形式（闭卷）考核。
占总成绩的70%。
试卷：试卷分为客观题和主观题两部分，考试时间为120分钟。
同时出A，B卷，一份试卷期末考试用，另一份补考用。
试卷配参考答案。
教研室集体阅卷，统分。
修订人 (签字)
审核人 (签字)
批准人（签字）。