电化学原理-第四章-电极过程概述
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第一章绪论⒈第一类导体的载流子是自由电子,第二类导体的载流子是离子,两类导体导电方式的转化是通过电极上的氧化还原反应实现的。
⒉电解池回路是由第一类(或电子)导体和第二类(或离子)导体串联组成。
⒊电导率是边长为1cm的立方体溶液所具有的电导。
⒋影响溶液电导率的主要因素是离子浓度与离子运动速度。
⒌在两个相距为1cm面积相等的平行板电极之间,含有1 克当量电解质的溶液时,溶液所具有的电导称为该电解质溶液的当量电导(率)。
⒍某种离子迁移的电量在溶液中各种离子迁移的总电量中所占的百分数称为离子迁移数。
⒎下列哪个因素不一定能使溶液离子运动速度加快()。
A减小离子半径;B升温;C减小溶剂粘度;D增大溶液总浓度。
⒏查表得0.02 mol/Kg Pb(NO3)2溶液的平均活度系数γ±=0.60,计算0.02 mol/Kg Pb(NO3)2溶液的平均活度()。
A 0.024;B 0.018;C 0.012;D 0.019。
第二章 电化学热力学⒈相对于标准氢电极的电极电位称为 氢标电位 ,如果给定电极上发生还原反应,则给定电极的氢标电位为 正值 (填正值或负值),给定电极的绝对电位 不能 测量(填能或不能)。
⒉常见的相间电位的类型:相互接触的两个金属相之间的外电位差是 金属接触电位 ;电极材料和离子导体的内电位差称为 电极电位 ;相互接触的两个组成或浓度不同的电解质溶液相之间存在的相间电位叫做 液体接界电位 。
⒊测定原电池Hg ︱Hg 2Cl 2, KCl(饱和)‖CuSO 4(α=1)︱Cu 的电动势,用 NH4NO3(或KNO3)做盐桥,电极反应式为:阳极 2Hg+2Cl --2e=Hg 2Cl 2 , 阴极 Cu 2++2e=Cu 。
⒋可逆电池必须具备的两个条件: 电池中的化学变化(物质变化)是可逆的 、 电池中能量转化是可逆的 。
⒌原电池电动势 不能 用一般的伏特计测量。
因为用伏特计测量时,有电流通过原电池,电流流经原电池内阻时将产生欧姆降(Ir ),导致从伏特计上读出的电池端电压(V )不等于电池电动势(E )(E=V+ Ir )。
第四章电化学基础一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极,阳离子移向正极。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向:负极流入正极(3)从电流方向:正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象:①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二、化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池(一)一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等(二)二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb-2e- =PbSO4↓正极(氧化铅): PbO2+4H++2e- =PbSO4↓+2H2O充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H+阳极: PbSO4+2e- =Pb两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 ⇋ 2PbSO4↓+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池(三)燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
电化学原理知识点————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电化学原理第一章 绪论两类导体: 第一类导体: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,也称第一类导体。
第二类导体:凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体。
三个电化学体系:原电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。
电解池:将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。
腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
阳极:发生氧化反应的电极 原电池(-)电解池(+) 阴极:发生还原反应的电极 原电池(+)电解池(-) 电解质分类:定义:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力的物质。
分类:1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数:水化膜中包含的水分子数。
水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数: 活度:即“有效浓度”。
活度系数:活度与浓度的比值,反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
规定:活度等于1的状态为标准态。
对于固态、液态物质和溶剂,这一标准态就是它们的纯物质状态,即规定纯物质的活度等于1。
离子强度I :离子强度定律:在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间的关系为: 注:上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。
电导:量度导体导电能力大小的物理量,其值为电阻的倒数。
符号为G ,单位为S ( 1S =1/Ω)。
影响溶液电导的主要因素:(1)离子数量;(2)离子运动速度。
【最新整理,下载后即可编辑】电化学原理第一章 绪论 两类导体: 第一类导体: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,也称第一类导体。
第二类导体:凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体。
三个电化学体系:原电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。
电解池:将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。
腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
阳极:发生氧化反应的电极 原电池(-)电解池(+) 阴极:发生还原反应的电极 原电池(+)电解池(-) 电解质分类:定义:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力的物质。
分类:1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数:水化膜中包含的水分子数。
水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数: 活度:即“有效浓度”。
活度系数:活度与浓度的比值,反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
ii i x αγ=规定:活度等于1的状态为标准态。
对于固态、液态物质和溶剂,这一标准态就是它们的纯物质状态,即规定纯物质的活度等于1。
离子强度I :离子强度定律:在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间的关系为:注:上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。
电导:量度导体导电能力大小的物理量,其值为电阻的倒数。
符号为G ,单位为S ( 1S =1/Ω)。
影响溶液电导的主要因素:(1)离子数量;(2)离子运动速度。
当量电导(率):在两个相距为单位长度的平行板电极之间,放置含有1 克当量电解质的溶液时,溶液所具有的电导称为当量电导,单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。
电化学原理简答题第三章电极/溶液界面的结构与性质1.为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状?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。
2.标准氢电极的表面剩余电荷是否为零?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。
3.影响双电层结构的主要因素是什么?为什么?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。
4.什么叫Ψ1电位?能否说Ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关? Ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致?为什么?距离电极表面d处的电位叫Ψ1电位。
不能,因为不同的紧密层d的大小不同,而紧密层的厚度显然与电解质本性有关,所以不能说Ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。
当发生超载吸附时Ψ1电位的符号与双电层总电位的符号不一致。
5.简要概括电极/溶液界面发展的四个阶段、优缺点及其主要内容。
①亥姆赫兹紧密双电层模型:主要内容:将双电层比作是平行板电容器优点:a能够解释界面张力随电极电位变化b能够解释微分电容曲线上所出现的平台区域缺点:a解释不了界面电容随电极电位和溶液总浓度的变化规律b解释不了在稀溶液中,零电荷电位下微分电容最小等实验事实②Gouy和Chapman分散层模型:主要内容:溶液中的离子在静电作用和热运动作用下,按位能场中粒子的波尔兹曼分配律分布,完全忽略紧密层,只考虑分散层。
优点:a能较好解释微分电容最小值的出现b能较好解释电容随电极电位的变化规律缺点:a理论计算微分电容值与实验事实相差太大b解释不了微分电容曲线上的“平台区”的出现③Stern模型(双电层静电模型):主要内容:双电层由紧密层和分散层两部分组成。