电化学期末复习
电化学考试知识点归纳总结
电化学考试知识点归纳总结电化学考试知识点归纳总结电化学是化学的一个重要分支,研究化学反应与电流之间的关系。
在学习电化学的过程中,我们需要了解许多重要的知识点,掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解电化学的原理和应用。
本文将对电化学考试中的主要知识点进行归纳总结,并进行详细的解析。
一、电化学基础知识1. 电池的构成电池是将化学能转化为电能的装置,由正极、负极和电解质溶液组成。
其中,正极是电子的来源,负极是电子的接受者,而电解质溶液则在电池中起到导电作用。
2. 电解电池和电池的区别电解电池是将电能转化为化学能的装置,而电池是将化学能转化为电能的装置。
电解电池中,正极是电子的接受者,负极是电子的来源,而电池则相反。
3. 电解质和非电解质电解质是在溶液或熔融状态下能够导电的物质,能够分解成离子。
非电解质则是不能导电的物质,不分解成离子。
二、电池原理与电动势1. 电动势电动势是一个物理量,表示电能转换成化学能的能力大小。
它是通过比较两个电极间的电势差来测量的,单位为伏特(V)。
2. 电动势的计算电动势可以通过标准电势和电子的传递数来计算。
标准电势是指参与电池反应的离子在标准状况下的电势。
电子的传递数是指氧化还原反应中发生电子传递的次数。
3. 电池的排列电池可以按照电动势从大到小的顺序排列,形成电池电位的差异。
三、氧化还原反应与电子转移1. 氧化还原反应氧化还原反应是指化学物质中发生电子转移的反应。
其中,被氧化的物质称为还原剂,能够给予电子。
而被还原的物质则称为氧化剂,能够接受电子。
2. 氧化还原电子转移的方向电子的转移方向由标准电势决定。
电子从标准电势较负的物质向标准电势较正的物质转移。
四、电化学动力学1. 迁移率和电导率迁移率是指离子在电场中迁移的速度,而电导率是指单位长度、单位截面积内的离子导电能力。
2. 极化与极化电流在电解质溶液中,当正负电极之间的电势差较大时,会产生极化现象。
极化电流是由于电极表面的物质极化而产生的电流。
电化学题目
2019年春现代电化学期末复习资料二.判断题(2’*10=20’)01.电化学反应本质上是一种氧化还原反应。
(√)02.电池的阳极是正极,阴极是负极。
(×)03.电解池的正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
(×)04.电池放电时,正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
(√)05.电势高有利于氧化反应的进行;反之,有利于还原反应的进行。
(√)06.零电荷电势是电极的绝对电极电势。
(×)07.大多数无机阴离子具有特性吸附特征,是表面活性物质。
(√)08.电化学极化是由于反应物浓度降低所致。
(×)09.具有稳定电势的电极体系均可作为参比电极。
(×)10.极表面液层中主要传质方式为对流。
(×)11.实际情况下的稳态扩散为“对流扩散”。
(√)12.正离子在电极上发生还原时,电迁有利于增大稳态电流。
(√)13.iº越大,电极越易极化。
(×)14.实际电极体系的扩散层中仅存在扩散传质。
(×)15.在研究电极/溶液界面结构时,需选用iº大的电极为研究电极。
(×)16.对流会引起净电流。
(×)17.负离子在电极上氧化,电迁有利于增大稳态电流。
(√)18.电池电极一般由活性物质、导电剂、黏结剂等构成,导电剂的加入主要是为了提高活性物质的i0。
(×)19.隔膜不仅需要良好的机械强度,而且需要高的电子导电性。
(×)20.电池所用电解液需要高的离子电导率和电子电导率。
(×)21.电池的工作电压有可能高于电池的开路电压。
(×)22.内阻是电池正极和负极进行电化学反应时发生极化所导致的阻力。
(×)23.二次电池的充电电压总是高于其放电电压。
(√)24.减小阴极极化有利于得到数目众多的小晶体组成的结晶层,从而有利于形成均匀、致密的镀层。
(×)25.对一电镀过程来说,镀液温度太高,易形成粗晶和孔隙较多的镀层。
人教版选修四第四章、电化学基础 期末基础知识复习及训练(含答案)
人教版高二化学必修四第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练(含答案)基础知识点整理一、原电池基本概念理解。
1、原电池的概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、化学电池的分类:常见的原电池可以分为三类:(1)一次电池:常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等;(2)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;(3)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。
3、原电池的电极反应: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↑4、常见原电池的电极反应总结。
⑴干电池(属于一次电池)①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应:阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===总反应式:Pb + PbO 2 + 2H2SO4放电充电2PbSO4 + 2H2O5、典型例题分析。
例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑答案:B解析:(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。
电化学复习
电化学复习第一章绪论电分析化学是一门利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学。
它是电化学和分析化学的重要组成部分。
它与物理学、电子学、计算机科学、材料科学和生物学等其他学科密切相关。
电分析化学的研究领域包括成分和形态分析,动力学和机理分析,表面和界面分析等方面的内容。
在化学成分分析中,电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。
电分析化学的理论基础:电位分析的定量关系为能斯特方程;现代极谱法和伏安法理论是以扩散电流理论为基础的。
菲克第一定律:描述电活性物质向电极表面扩散和传质的流动方程菲可(fick)第二定律:描述电解过程中电活性物质的浓度随离开电极表面的距离x和时间t变化的微分方程式第二章扩散电流理论与极谱分析电极反应速率:单位时间内每单位面积反应的物质摩尔数=i/nfa=j/nf影响反应速度的因素:1.传质速度.2.在电极表面进行的电子交换反应的性质.3.电极反应是否耦合均相化学反应.4.其它表面反应,如吸附,解吸或表面膜的形成等极化:电流通过电极/溶液界面时,电极电位偏离平衡电位的现象极化分为:浓差极化,电化学极化:211362液相传质包括:对流、扩散和电迁移D(平)演绎伊尔科维?在极谱分析中,根据传质流动方程?方程式可逆电极反应:电子交换反应的速率比扩散速率在所有电极电位值时都大的多,这时在波上升部分,扩散速率依然是决定因素.电流受扩散速度控制准可逆电极反应:电子交换反应较慢,电流受扩散和电极反应速度控制.完全不可逆电极反应:电子交换反应非常慢,电流受电极反应速度控制.会推导可逆极谱波方程式从对数分析曲线可以得出什么结论?金属离子形成络合物后,半波电位负移:第三章非扩散电流极谱理论1c1scx电流和电势的一般表达式:22o1.K值越大,反应速度越快。
相反,反应速度越慢。
2 e越负(或正),反应速度KF (或KB)越快butler-volmer方程(步特勒尔-伏尔默方程):交换电流越小,动力学越慢。
电化学专题复习精选
电化学基础专题复习学案【知识要点】要点一、原电池原理:将化学能转化为电能的装置☆1.原电池构成条件:①两个活动性不同的电极(可以是金属材料,也可以是导电的非金属材料石墨);②将电极插入电解质溶液中;③形成闭合回路;④能自发的进行的氧化还原反应。
易错点:1、原电池正负极的判断2、原电池电极反应式以及总电池反应方程式书写★温馨提示:注意构成原电池电解质溶液与电极反应类型()例1.已知能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计原电池的是A.C(s)+CO2(g)==2CO(g) △H>0B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l) △H<0C. 4HNO3(aq)==4NO2(g )+O2(g)+2H2O (l ) △H<0D. 2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) △H<0()例2.将纯铁片和纯铝片按图示1方式插入同浓度的NaOH溶液中一段时间,以下叙述正确的是A.两烧杯中铝片表面均有气泡产生B.甲中铝片是正极,乙中铁片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速度甲比乙快★温馨提示: 1、(含有盐桥的原电池)盐桥作用:①平衡两个烧杯中电解质溶液阴、阳离子电荷;②构成闭合的回路。
2、判断盐桥中K+、Cl-离子移动方向(记忆...............)..阴离子移向负极,阳离子移向正极..:原电池...——()例3.有关..图.2.所示原电池的叙述不正确的是.............(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)A、Z锌片做原电池的负极B、取出盐桥后,电流计不发生偏转C、反应中,盐桥中的Cl-会移向CuSO4溶液D、反应前后铜棒的质量增加★温馨提示:利用氧化还原反应设计原电池★还原性强物质......(①活泼金属(Mg、Al、Fe)②燃料(CH4、C2H6、甲醇、乙醇、肼(N2H4))→负极→电子流出→发生氧化反应;★氧化性强的物质.......(Ag+、Fe3+、Cu2+、H+、O2、Cl2、HNO3等)→正极(惰性电极(包括铂电极、石墨电极))→电子流入→发生还原反应。
电化学原理复习重点
4. 比较:在下页PPT
三种传质方式区别
三种传质方式共存于电解液的统一体系中,他们之间相互影响。 在溶液中没有大量的局外电解质时,电迁移作用于扩散之间既有可能是互相叠加 的作用,也有可能是相互抵消的作用。 当只单纯存在一种传质方式时,是达不到稳态扩散的要求的,所以常常把一定程 度的对流作用作为实现稳态扩散的必要条件。
极化曲线的测量
1. 恒电流法就是给定电流密度,测量相应的 电极电位,从而得到电位与电流密度之间 的关系曲线(极化曲线)。这种测量方法设 备简单,容易控制,但不适合于出现电流 密度极大值的电极过程和电极表面状态发 生较大变化的电极过程。
2. 恒电位法则是控制电极电位,测量相应的 电流密度值而作出极化曲线。该测量方法 的适用范围较广泛。
3. 形成原因:
紧密层结构(内外)
1. 外紧密层:最接近电极表面的水化阳离子 电荷中心所在的液层。
2. 内紧密层:阴离子逸出水化膜,取代水偶 极层中的水分子而直接吸附在电极表面所 形成的紧密层。
特性吸附及用途以及这种情况下的吸附曲线解释
1. 溶液中的离子除了因静电作用而富集在电极/溶液界面外, 还可能由于与电极表面的短程相互作用而发生物理吸附 或化学吸附。这种吸附与电极材料、离子本性及其水化 程度有关,被称为特性吸附。
(2)电极/溶液界面的许多重要性质是与电极表面 剩余电荷的符号和数量有关的,因而就会依赖于相对于零 电荷电位的电极电位值。这些性质主要有:双电层中电位 的分布、界面电容、界面张力、各种粒子在界面的吸附行 为、溶液对金属电极的湿润性、气泡在金属电极上的附着、 电动现象及金属与溶液间的光电现象等等。其中许多性质 在零电荷电位下表现出极限值, 1. 零电荷电位不是电位为零 2. 零电荷电位与电荷密度有关
化学电化学知识复习总结专题
高三化学电化学知识复习基础知识提纲1、原电池、电解池的原理;2、电化学的应用(电镀池、氯碱工业等)原电池原电池——将化学能转化为电能的装置。
1、电子流向、电流方向、离子动向 电子流向:负极(Zn) 正极(Cu ) [阳离子移向正极]电流方向:正极(Cu ) 负极(Zn ) [阴离子移向负极]2、原电池的工作原理锌(负极) Zn -2e -= Zn 2+ (锌板溶解)(负失氧) 铜(正极) 2H + + 2e - =H 2↑(铜板上有气泡)(正得还)总反应方程式:Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2↑原电池的形成条件:(1)两个活泼性不同的电极; (2)电解质溶液;(3)形成闭合回路(或在溶液中接触)。
注意:以上条件为构成原电池的理论条件,而一般情况下,原电池的氧化还原反应具有一定的自发性。
3、原电池正负极的判断1、由组成原电池两极的电极材料判断,如果两极是由活泼性不同的金属作电极时,一般情况下相对活泼的金属是负极,活泼性较弱的金属是正极(注:此判定为默许规则,一定要注意实际情况,如:Mg —Al —NaOH ,Al 才是负极;Al —Cu —浓硝酸,Cu 才是负极);如果是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体)作电极,金属是负极,非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。
2、根据氧化反应、还原反应发生的位置判定,发生氧化反应的极(或在该极处失电子)为负极,即(负失氧);发生还原反应的极(或在该极处得电子)为正极,即(正得还)。
3、根据电子流出或电流流入的电极为负极,相反为正极。
4、根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断:阳离子移向的极为正极,阴离子移向的极为负极。
5、根据原电池的两极发生的现象判断。
溶解或质量减轻的电极为负极,有气体或金属析出的电极为正极(此规则具有相当的局限性,它对于一些非常常规的原电池的电极判定的确准确,如Al —Cu —稀硫酸,但对目前许多的新型燃料电池的电极的判定确显得是那么的无助)。
电化学考试知识点总结大全
电化学考试知识点总结大全电化学考试知识点总结大全导言:电化学是化学与电学相结合的一门学科,研究化学反应与电流之间的关系。
电化学考试是对学生在电化学知识方面的理解、运用和分析能力的考查,下面将对电化学考试常见的知识点进行总结和梳理,以期帮助读者更好地掌握电化学知识。
一、电解与电沉积1. 电解的基本概念:- 电解是指通过外加电源使电解质溶液或熔融状态下的电解质发生电解过程。
- 电解过程中,正极(阳极)发生氧化反应,负极(阴极)发生还原反应。
2. 离子在溶液中的运动:- 离子在溶液中的运动是指离子在电场的作用下,在溶液中迁移的现象。
- 离子在溶液中的迁移速度与离子的电荷、半径以及溶液中的离子浓度有关。
3. 电解质溶液的电解过程:- 电解质溶液的电解过程是指溶液中的正阴离子在外加电场的作用下在电极上发生氧化还原反应的过程。
- 阳离子在阴极上还原,阴离子在阳极上氧化。
4. 电解质溶液的导电性:- 电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关,浓度越高,导电性越好。
- 强电解质会完全电离,弱电解质只有一部分电离。
5. 电沉积:- 电沉积是指通过电解的方式在金属电极上进行金属的化学镀、电解精炼等过程。
- 电沉积原理是利用外加电场将金属离子在电极上还原为金属原子,从而形成均匀的金属沉积层。
二、电化学动力学1. 电化学反应速率:- 电化学反应速率是指在给定条件下电化学反应进行的速度。
- 电化学反应速率与电化学动力学有关,受到电极材料、反应物浓度、温度等因素的影响。
2. 催化剂:- 催化剂是指能够改变反应速率、但本身不参与反应的物质。
- 催化剂通过提供新的反应途径、降低反应活化能等方式来加速反应速率。
3. 电化学反应活化能:- 电化学反应活化能是指在反应过程中需要克服的能量障碍。
- 电化学反应活化能越低,反应速率越快。
4. 极化:- 极化是指在电解质溶液中,电极电势与理论电势之间的差异。
- 极化分为浓差极化、焦耳热极化和电极质量极化。
电化学原理复习资料
第一章绪论思考题1、第一类导体和第二类导体有什么区别?答:区别:载流子的不同。
第一类导体载流子为物体内部自由电子或空穴,第二类导体的载流子为正负离子。
注意:①不要漏掉空穴,②部分同学认为载流子在各自导体间导电过程涉及化学变化。
这是不对的,只有在两类导体界面上传递时才会出现化学反应。
2、什么是电化学体系?你能举出两﹑三个实例加以说明吗?答:电化学体系是指由两类不同导体组成的,是一种在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。
实例:①镀锌的电解池,其外电路是由第一类导体组成的,而电解质是由第二类导体组成,在正极上发生氧化反应(Zn和O H-失去电子的反应),在负极上发生还原反应(Zn2+和H+得电子的反应。
②丹尼尔电池,其外部电路时由第一类导体组成,而溶液是由第二类导体组成,其阳极上发生还原反应,阴极上发生氧化反应。
注意:①例子不能写得过于简单,要具体说明。
②“阴”、“阳”的字迹一定写清楚。
4、能不能说电化学反应就是氧化还原反应?为什么?答: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。
注意:强调电化学体系,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?答: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。
④溶剂性质。
电化学期末复习题
(2)(a)由于超微电极RuCd电解池常数很小,可以进行快速的测定
(b)超微电极上的电流非常小,可以测定低电导介质。
(c)超微电极阵列;基于空间分辨 (d)作为SECM的探针,对小体积的生物活性体进行检测
控制电流技术经常用于电池充放电的研究。
H. J. S. Sand 首先推出理论计时电势的变化,
相比,为何具有较高的灵敏度
(原题)
脉冲方法为何比较灵敏?
第(六)题答案: 书上7.3.5节
(1)方波伏安的波形和测量程式
(2)为什么会灵敏:在5倍tp下取值,然后通过两次相减对背景电流(充电电流) 进行有效的抑制,同时由于进行了反向脉冲产生的阳极电流,增大了△i的数值 另外有更大的扫描时间。因此能够在许多复杂的体系里面使用。
电化学研究中,对于新的研究体系, 首先会用到循环伏安法。
(边界条件;可逆条件下的峰电位的计算公式, 扩散控制下的峰电流与扫速的关系; 在不知道A,Do、Co的条件下,如何利用公式求得n)
对于Nernst 可逆体系,其峰电流的公式如下:
如何应用
第(四)题答案: 书上6.2节(电势扫描法— —计时电流法)题答案: 书上5.2节(电势阶跃法—— 计时电流法)
(1)边界条件:
(2)求解过程:电势 控制,求得n, A, D0, C0*
(3)计算粗糙度:r=Am/Ag(Am为微观面积,Ag为几何面积) 求出id(t)~t-1/2的关系,然后求出Am微观面积;注意0.001~10s之后, 扩散层为几到几百微米之间,这是可以用几何面积。
第(二)题答案: i-h的近似公式
(1)没有物质传递影响的情况,没有净电流。 i小于极限电流ic或ia时,Co(0, t)/Co*和CR(0,t)/CR*均在0.9~1.1左右
应用电化学期末复习题
1.如何设计电化学反应体系?在电解时正极是,负极是;在原电池中正极是,负极是。
(B)A. 阳极,阴极;阳极,阴极B. 阳极,阴极;阴极,阳极C. 阴极,阳极;阳极,阴极D. 阴极,阳极;阳极,阴极2. 下列属于Steam双电层模型图的是(C)A B C D3. 以下不是电催化剂性能特点的是(D)A. 催化剂有一定的电子导电性B. 电催化剂具有较高的催化活性C.催化剂具有一定的电化学稳定性D. 催化剂要具备耐高温、高压的特性4. 评价电催化性能最常用的分析方法是(A)A.循环伏安法B. 旋转圆盘电极法C. 计时电流法D. 稳态极化法5电解硫酸铜溶液时,析出128g铜(M=64),需要通入多少电量(A)A. 96500CB. 48250C C . 386000CD. 24125C6. 电毛细现象是界面张力随( B )变化的现象。
A. 溶液密度B. 电极电位C. 电极电流D. 溶液正负离子数7. 以下不属于电催化与异相化学催化不同之处的是(C)A. 电催化与电极电位有关B. 溶液中不参加电极反应的离子和溶剂分子常常对电催化有明显影响C. 电催化不能应用在离子浓度较高的溶液中D. 电催化通常在相对较低的温度下即可起到催化作用8. 电池容量的大小与电池大小( ),与放点条件 ( )(A )A. 有关,有关 B. 有关,无关 C. 无关,有关 D. 无关,无关9. 下列关于电池寿命的叙述中错误的是 (D )A. 在一定条件下,电池工作到不能使用的工作时间B. 二次电池报废以前,在一定的充放电条件下,电池经历的充放电次数为其循环寿命C. 贮存寿命是指电池性能或电池容量降低到额定指标以下时的贮存时间D. 燃料电池的循环寿命较长10.电解水溶液,镍电极上的,当i k 增加到原来的10倍时,η的值为( B )(提示:已知中的b 为0.15V ) A.0.35V B. 0.50V C. 0.63V D.0.49V11. 一个有机电合成产品要实现工业化必须达到以下指标中不包括哪一条 ( B )A.电流效率>50%B. 电解能耗>81kW h kg-⋅⋅最终产物C. 在电解液中最终产物浓度>10%D. 最终产物能简单分离12. 在其他条件不变时,电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而( B )A. 增大B.降低C. 先增后减D.不变13. 下列对化学电源的描述哪个是不准确的:CA. 在阳极上发生氧化反应B. 电池内部由离子传输电荷C. 在电池外线路上电子从阴极流向阳极D. 当电动势为正值时电池反应是自发的14.电解水溶液,镍电极上的,当i k增加到原来的8倍时,η的值为(B )(提示:已知式中的b为0.12V,ln2=0.301),A. 0.25VB. 0.46VC. 0.53VD. 0.49V15. 镀镍液一般为酸性,以硫酸镍和氯化镍为主盐,以( B )为缓冲剂。
应用电化学 期末复习要点(可缩印)
可逆电动势是指在电流趋近于零时,构成原电池各相界面的电势差的代数和。
法拉第过程:电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的过程。
非法拉第过程:在一定条件下,当在 一定电势范围内施加电位时,电极/溶液界面并不发生电荷传递反应,仅仅是电极/溶液界面的结构发生变化的过程。
极化:当法拉第电流通过电极时,电极电势偏离平衡值的现象。
双电层:由于电极和溶液界面带有的电荷符号相反,故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧。
交换电流:当施加电位等于平衡电极电势时,电极反应处于平衡态,通过的净电流为0,有0=-=b f i i i ,导出b f i i i ==0,0i 为交换电流,是描述平衡电位下电极反应能力大小的物理量。
活性物质:在电池充放电过程中参与电极反应,影响电池容量和性能的物质。
极化内阻:指电池工作时由于电化学极化和浓差极化而引起的,其大小与电极材料的本质、电池的结构、制造工艺和工作电流的大小等有关欧姆内阻:为电池组件的离子电阻和电子电阻之和,包括电解液的欧姆内阻、电极材料上的固相欧姆电阻、隔膜电阻等。
电池容量:在一定放电条件下,电池放电到终止电压时所放出的电量。
比容量/能量/功率:单位质量或单位体积的电池所输出的电量/能量/功率。
电流效率:制取一定量物质所必需的理论消耗电量Q 与实际消耗电量Q r 的比值。
电能效率:为获得一定量产品,根据热力学计算所需的理论能耗与实际能耗之比。
槽电压:使电流通过电解槽,外电源对电解槽的两极施加一定的电压。
[]IR IR E V sol C A e ++++=ηη时空产率:单位体积的电解槽在单位时间内所生产的产品的数量。
整平剂:在电镀过程中能够在微观不平整的镀件表面获得平整表面的添加剂。
阳极电泳涂装:以被镀金属基底作为阳极,带电的阴离子树脂在电场作用下进行定向移动,从而在金属表面实现电沉积的方法。
阴极电泳涂装:以水溶性阳离子树脂为成膜基料,以工件为阴极,在金属表面实现电沉积的一种电镀方法。
电化学期末复习
对理想极化电极还可以进一步简化为:
Cd
Rl
a
双电层电容 溶液电阻
b
三. 微分电容曲线
KCl
mol 1 — 0 . 0001 KCl L mol 2 — 0 . 001 KCl L
mol 3 — 0 .01 KCl L molKCl 4— 0 .1 L
微分电容曲线的应用
利用 0 判断q正负 ; 研究界面吸附 ; 比电毛细曲线精确 求 q:
电池进行可逆变化必须具备两个条件: 电池中的化学变化是可逆的,即物质的 变化是可逆的;(P37) 电池中能量的转化是可逆的,即电能或 化学能不转变为热能而散失。 实际使用的电池都是不可逆的,只有在 电流无限小,放电和充电在同一电压下 进行时才可视为可逆。
原电池电动势的热力学计算
Nernst(能斯特)方程:
M
M
相互接触两个金属 相间的外电位差
金属和溶液间的 内电位差
电极电位的形成:
以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时,金属 锌中Zn2+的化学势大于溶液中Zn2+的化 学势,则锌不断溶解到溶液中,而电子 留在锌片上。 结果:金属带负电,溶液带正电;形成 双电层→电极电位。
此时锌的溶解和沉积是一个动态平衡过程
判断电极表面带电状况(符号);
求电极表面剩余电荷密度q ; 求离子表面剩余量 i 。
双电层的微分电容
一. 微分电容与积分电容 微分电容(differential capacity):引 起电位微小变化时所需引入电极表面的 电量,也表征了界面在电极电位发生微 小变化时所具备的贮存电荷的能力。 dq Cd d
《电化学》专题复习
《电化学》专题复习知识点⼗三:电化学评析:电化学知识是理论部分的⼀个重要内容,也是历年⾼考考查的⼀个重点。
电化学知识既可以综合学科内知识,也可以涉及学科间知识的运⽤,还可以与⽣产⽣活等问题相联系,是⼀个不可忽视的知识点。
考点⼀:原电池a.原电池电极的判断:解题⽅法——先分析两极材料是否都能与电解液发⽣氧化还原反应失电⼦,能者为负极;若都能,则失电⼦能⼒强者为负极。
例1:铜⽚和锌⽚⽤导线连接后插⼊稀硫酸中,锌⽚是A .阴极B .正极C .阳极D .负极例2:镁棒与铝棒⽤导线连接后插⼊氢氧化钠溶液中,则镁棒是A .阴极B .正极C .阳极D .负极练习:1、镍镉(Ni-Cd )可充电电池在现代⽣活中有⼴泛应⽤,它的充放电反应按下式进⾏:由此可知,该电池放电时的负极材料是()A .Cd(OH)2B .Ni(OH)2C .CdD .NiO(OH)2、银锌电池⼴泛⽤作各种电⼦仪器的电源,它的充电和放电过程可以表⽰为:在此电池放电时,负极上发⽣反应的物质是()(A)Ag (B)Zn(OH)2 (C)Ag 2O (D)Znb.原电池电极反应式及总反应式的书写:解题⽅法——先定剂、再找变、后成物、终配平。
例:⼀种燃料电池中发⽣的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作⽤⽣成⽔和⼆氧化碳。
该电池负极发⽣的反应是A.CH 3OH(g)+O 2(g)=H 2O(1)+CO 2(g)+2H +(aq)+2e —B.O 2(g)+4H +(aq)+4e —=2H 2O(1)C.CH 3OH(g)+H 2O(1)=CO 2(g)+6H +(aq)+6e —D.O 2(g)+2H 2O(1)+4e —=4OH —练习:1、家⽤炒菜铁锅⽤⽔清洗放置后,出现红棕⾊的锈斑,在此变化过程中不发⽣的化学反应是()A .↓++3222)(42)(4OH Fe O O H OH Fe B .↓++222)(222OH Fe O O H Fe C .--++OH e O O H 44222D .+--33Fe e Fe2、钢铁发⽣吸氧腐蚀时,正极上发⽣的电极反应是()(A)2H ++2e - =H 2 (B)Fe 2++2e - =Fe(C)2H 2O+O 2+4e -=4OH - (D)Fe 3++e -=Fe 2+c.燃料电池例:下图为氢氧燃料电池原理⽰意图,按照此图的提⽰,下列叙述不正确...的是() A. a 电极是负极B. b 电极的电极反应为:===---e OH 44↑+222O O HC. 氢氧燃料电池是⼀种具有应⽤前景的绿⾊电源D. 氢氧燃料电池是⼀种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置练习:1、有⼈设计将两根Pt 丝做电极插⼊KOH 溶液中,然后向两极上分别通⼊甲烷和氧⽓⽽构成燃料电池。
电化学复习资料
电化学1、电极是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体,为多相体系。
2、一般电化学体系为三电极体系,相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。
3、电解质是使溶液具有导电能力的物质。
4、电极/溶液界面的双电层的溶液一侧被认为是由若干“层”组成的。
金属表面—紧密层—分散层 详情P11图1.55、界面张力与电极电势之间具有一定依赖关系的现象称为毛细现象。
6、把相对于零电荷电势的电极电势称为合理电势。
电极/溶液界面的许多重要性质都与合理电势有关,主要有:①表面剩余电荷的符号和数量 ②双电层中的电势分布情况 ③各种无机离子和有机物种在界面上的吸附行为 ④电极表面上的气泡附着情况和电极被溶液湿润情况等都与合理电势有关。
7、电极反应实际上是一种包含电子的、向或自一种表面转移的复相化学过程。
其种类有:简单电子迁移反应、金属沉积反应、表面膜的转移反应、伴随着化学反应的电子迁移反应、多孔气体扩散电极中的气体还原或氧化反应、气体析出反应、腐蚀反应。
8、电催化:在电场的作用下,存在于电极表面或溶液相中的修饰物能促进或抑制在电极上发生的电子转移反应,而电极表面或溶液相中的修饰物本身并不发生变化的一类化学作用。
9、电极反应的催化作用根据电催化剂的性质可以分为氧化-还原电催化和非氧化-还原电催化两大类。
10、电催化剂的主要性能:①催化剂有一定的导电性 ②高的催化活性 ③催化剂的电化学稳定性。
11、电极上发生的电荷传递过程有阴极还原和阳极氧化两大类。
12、氢气析出的电催化基本步骤:电化学反应步骤、复合脱附步骤、电化学脱附步骤。
13、化学电源又称为电池,是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置。
14、电池容量是指在一定放电条件下,电池放电到终止电压时所放出的电量,单位为库伦(C)或安时(A.h)。
15、活性物质利用率η=×100%=16、金属沉积过程是指简单金属离子或络离子通过电化学方法在固体表面上放电还原成金属原子附着于电极表面,从而获得一金属层的过程。
【考点归纳】电化学复习24个要点
【考点归纳】电化学复习24个要点!一、电化学四极1. 正负极是根据物理学上的电位高低而规定的,多用于原电池。
2. 正极电位高,是流入电子(外电路)的电极;负极电位低,是流出电子(外电路)的电极。
3. 阴阳极是化学上的规定,多用于电解池或电镀池。
4. 阳极是指发生氧化反应的电极,阴极是发生还原反应的电极。
二、电化学中四个池子1.原电池:化学能转化为电能的装置,除燃烧电池外,一般有活泼金属组成的负极。
2.电解池:电能转化为化学能的装置。
3.电镀池:应用电解原理在某些金属表面镀上一层新的金属的装置,镀层金属接电源正极,待镀金属的物件接电源负极,电镀液含有镀层金属离子。
4.电解精炼池:应用电解原理提纯某些金属的装置,待提纯的金属接电源正极,该金属的纯净固体接电源负极,电解液含有待提纯金属的阳离子。
三、原电池电极的四种判断方法1.根据构成原电池的电极材料判断:活泼金属作负极,较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。
2.根据电子流向或电流流向判断:电子流出或电流流入的电极为负极,反之为正极。
3.根据原电池的反应进行判断:发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。
可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI淀粉等)的显色情况,推断该电极是H+还是OH- 或I-等放电,从而确定正、负极。
如用酚酞作指示剂,则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H+放电导致c(OH-)>c(H+),H+放电是还原反应,故这一极为正极。
4.根据两极现象判断:溶解或质量减少的一极为负极,质量增加或有气泡产生的一极为正极。
四、电解的四种类型1.只有溶质发生化学变化如用惰性电极电解CuCl2溶液、HCl溶液:CuCl2Cu+Cl2↑;2HCl 2H2↑+Cl2↑2.只有水发生化学变化如惰性电极电解H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液的电极反应均为:2H2O 2H2↑+O2↑3.溶质、水均发生化学变化如惰性电极电解CuSO4溶液:2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑惰性电极电解NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑4.溶质和水均未发生化学变化如铁器上镀铜,阳极铜棒:Cu-2e-=Cu2+阴极铁器:Cu2++2e-=Cu五、书写电极反应的四原则1.加和性原则:根据得失电子守恒,总反应式为两个反应式之和,若已知一个电极反应式,可用总反应式减去已知的反应式,得另一电极反应式。
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Pt|H2,H+||Ag+|Ag
0.799V
相对(电极)电位:研究电极与参比电极组成 的原电池电动势称为该电极的相对(电极)电 位 ,用 表示。
符号规定: 研究电极在原电池中发生还原反应: 0
研究电极在原电池中发生氧化反应: 0
通常以氢标电位为基准
液体接界电位与盐桥
原电池的书写方法
负极写左边,正极写右边;离子浓度或活度及 气体分压或逸度都应注明,固体注明物态
M
M
相互接触两个金属 相间的外电位差
金属和溶液间的 内电位差
电极电位的形成:
以锌-硫酸锌为例 当锌片与硫酸锌溶液接触时,金属 锌中Zn2+的化学势大于溶液中Zn2+的化 学势,则锌不断溶解到溶液中,而电子 留在锌片上。 结果:金属带负电,溶液带正电;形成 双电层→电极电位。
此时锌的溶解和沉积是一个动态平衡过程
产生电位差的原因: 荷电粒子(含偶极子)的非均匀分布 。
相间电位差
剩余电荷层:带电粒 子在两相间的转移或 利用外电源向界面两 侧充电,形成双电层;
(electric double layer)
M
S
剩余电荷引起 的离子双电层
只有第一种“离子双电层”出现相间电位差
相间电位的类型
两相平衡后,相界面形成稳定双电层 双电层电位差就是相间电位 从能量变化的角度定义:
可测
B
外电位差(伏打电位差):
B
A
内电位差(伽尔伐尼电位差):
电化学位差:
A
B
A
不可测
相间电位分类:
从两相的性质分类: 金属接触电位: Contact potential S S* 液体接界电位: Liquid junction potential M S 电极电位: Electrode potential
V
与 c N 的关系:
1000 cN
1000 m c
定义:当λ趋于一个极限值λ0时,称为无限稀释溶液当 量电导或极限当量电导。
离子独立移动定律
当溶液无限稀释时,可以完全忽略离子间 的相互作用,此时离子的运动是独立的, 这时电解质溶液的当量电导等于电解质全 部电离后所产生的离子当量电导之和:
电化学研究对象
不同的导电回路 :
电子导电回路 Electronic Circuit
电解池 Electrolytic Cell
原电池 Galvanic Cell
电子导电回路
凡是依靠物体内部自由电子
的定向运动而导电的回路称
之为电子导电回路。
载流子:自由电子
第一类导体:金属、合金、
石墨、某些金属氧化物。
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 ( 西门子)(1S =1/Ω)。
G
S
L
电导率:单位体积电 解质溶液所表现出来 的电导(s/cm)
当量电导(率)
定义:在相距为单位距离的两个平行电导电极之间, 放置含有1 g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S· cm2· eg-1。 与 的关系:
电解池回路 电解池: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。 载流子:电子+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
原电池回路 原电池:将化学能转化 为电能的装置。 载流子:电子+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
阴阳极、正负极
M R 不变;若令 S R 不变, 若电极材料不变, 则:
E
M
S
即:绝对电位的变化值是可求出的。
处理电化学问题时:
重要的不是绝对电位,而是绝对电位的变化值
参比电极:能作 为基准的,本身 电极电位恒定的 电极称为参比电 极。 饱和甘汞电极
定义:标准氢电极 作参比电极时测得 的电极相对电位 。 如:
阳极(anode):发生氧化反应(失电子反应)的电极
阴极(cathode):发生还原反应(得电子反应)的电极 正极:电位较正的电极 负极:电位较负的电极 电解池:阳极为正极,阴极为负极 原电池:阳极为负极,阴极为正极
两种导体
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。
电解质溶液
第二类导体
熔融态电解质 固体电解质
电化学科学的应用
电化学工业
一次电池
电化学科学
化学电源
二次电池
燃理论
电解质:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具 有导电能力的物质。
电解质溶液参数: 电导(电导率) 离子淌度 离子迁移数
电导
ti
ji
Qi ji Qi
或
ti
z uc
i
zi ui ci
t
i
1
i i
电化学热力学
相间电位的概念和类型 相对电位、绝对电位的规定 各类电化学体系的特点 可逆电极与不可逆电极的概念、类型 电池电动势、平衡电位的热力学计算
相间电位
相间:两相界面上不同于基体性质的过 渡层。 相间电位:两相接触时,在两相界面层 中存在的电位差。
液体接界电位:相互接触的两个组成不同或浓度不 同的电解质溶液之间存在的相间电位。 产生的原因:各种离子具有不同的迁移速率而引起
原电池与一般氧化还原反应的区别
Zn CuSO4 Cu ZnSO4
总反应式相同
氧化还原反应发生在同一地点,同一时刻
原电池反应发生在不同地点,有电子流动和 离子迁移 氧化还原反应只产生热能,且无法直接利用 原电池反应可以把化学能转化为电能
0 0 0
离子淌度 :单位场强(V/cm)下的离 子迁移速度
v u E
v u E
某种离子在一定的溶剂中,当电位梯度 为 1伏特 /厘米时的迁移速率称为此种离 子的淌度,单位是厘米2•秒-1•伏特-1。离 子淌度是代表离子迁移速率特征的物理 量。
离子迁移数: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。