电化学部分
【电化学】第一章 电解质及其物理化学性质 (1)
2、稀溶液的经验式： lg k I k为常数 3、德拜－休克尔方程：
(1)m 0.001mol / kg的溶液，lg A ZZ I
(2)0.001
m
0.01mol / kg，lg
A ZZ 1 Ba
I
I
(3)0.01 m 1mol / kg, lg
A ZZ 1 Ba I
I
bI
三、固体电解质
1、按其中的传导离子来分类： （1）银离子导体(Ag+) 如AgX； （2）铜离子导体（Cu+）如CuX； （3）碱金属离子导体（Na+，Li+）如B- 氧化铝
（NaO2●Al2O3, n = 5-11)； （4）氧离子导体 如ZrO2，ThO2； （5）氟离子导体如NaF，AlF3。 2、应用：燃料电池等。
(1)m与关系：m＝Vm C，Vm是含1mol电解质溶液的体积，
C为体积摩尔浓度。
（2）m与淌度的关系：m＝ U＋＋U－ F，
：电离度，F：法拉第常数，F＝eNA＝96500C / mol。
对无限稀溶液：＝1m
U
U
F,离子独立移动定律：mmm NhomakorabeaU
U
F
对浓度不太大的强电解质溶液，近似有：m
1
(3)平均质量摩尔浓度：m＝（m＋
m ） － ＋＋－
若已知 ，有近似计算：＋＝ m＋，－＝ m－
二、德拜－休克尔方程
1、溶液的离子浓度I:
I 1
2
i
mi zi2
例：溶液内含0.01mol/kg NaCl 和.02mol/kg 的CdCl2，则Na+，Cd2+和
Cl- 离I 子1 强0.0度11为2 ：0.02 22 0.05 (1)2 0.07 2
电化学体系的基本单元
电化学体系的基本单元
电化学体系是指由电化学反应组成的化学反应体系，其中包括电极、电解质、溶液和电流等各种因素。
电化学反应是指化学反应过程中电子的转移过程，它是化学反应与电学相结合的一种反应形式。
电化学体系的基本单元包括电极、电解质、电荷和电流等。
电极是电化学反应中产生和接受电子的场所，它可以是金属、半导体或非金属等物质。
电极的种类和性质对电化学反应的进行和结果有很大的影响。
电极可以分为阳极和阴极，阳极是电化学反应中电子流从电极流出的场所，而阴极是电子流进入电极的场所。
电解质是指可以在水溶液中电离成离子的化合物，它是电化学反应中的重要组成部分。
电解质可以分为强电解质和弱电解质，强电解质在水溶液中完全电离，而弱电解质只有一部分电离。
电解质的种类和浓度对电化学反应的进行和结果有很大的影响。
电荷是电化学反应中产生和转移电子的基本单位，它是电化学反应中的重要物质基础。
电荷可以是正电荷或负电荷，它们的数量和分布对电化学反应的进行和结果有很大的影响。
电荷的量可以用库仑表示，它是国际单位制中的基本单位之一。
电流是电化学反应中电子流动的物理量，它是电化学反应的重要参数之一。
电流的大小和方向对电化学反应的进行和结果有很大的影响。
电流的单位是安培，它表示每秒钟电荷通过导体的数量。
电化学体系的基本单元是电极、电解质、电荷和电流等，它们之间相互作用，共同组成了电化学反应体系。
电化学反应是一种重要的
化学反应形式，它在生产和科学研究中有着广泛的应用。
对电化学体系的研究和理解，对于提高电化学反应的效率和控制电化学反应的结果具有重要意义。
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。
化学电源知识点总结高中
化学电源知识点总结高中电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
正极是电池中发生氧化反应的部分，负极是电池中发生还原反应的部分，电解质是电池中传递离子的介质。
电池的工作原理是通过正负极之间的化学反应来产生电流，从而实现能量转换。
一、电化学基础1. 电解质电解质是将电解质溶液或熔融状态下的物质，在电场作用下，能够发生电离分解的化合物。
2. 氧化还原反应在电池中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应。
氧化还原反应是通过电子的转移来实现能量转换。
正极失去电子，负极得到电子。
电子流就是电流。
3. 极化极化是指在电池放电或充电过程中，在正负极之间因为化学反应而产生的电阻。
极化影响着电池的性能和寿命。
4. 腐蚀腐蚀是指金属表面因为化学反应而失去电子，从而导致金属表面受到损害。
在电池中，腐蚀会降低金属电极的性能和寿命。
5. 循环寿命电池的循环寿命是指电池在充放电循环中能够维持性能和容量的次数。
循环寿命是评价电池品质的重要指标。
二、主要类型的化学电源1. 铅酸电池铅酸电池是一种使用硫酸和铅阳极、铅负极的化学电源。
它常用于汽车、UPS等应用场合。
铅酸电池的优点是价格便宜、容量大，但缺点是循环寿命短、自放电率高。
2. 锂离子电池锂离子电池是一种以锂金属或锂化合物为正极材料的电池。
它具有高能量密度、轻量化、无污染等优点，是目前最常用的可充电电池。
3. 碱性电池碱性电池是一种以碱性电解质、锌和锌化合物为正极材料的电池。
它广泛应用于绝大多数便携式电子产品中。
4. 镍氢电池镍氢电池是一种以镍氢化物和氢氧化镍为正负极材料的电池。
它是一种目前广泛应用于移动电子产品的可充电电池。
5. 铅碳电池铅碳电池是在铅酸电池的基础上，通过添加碳材料改进而成。
它具有高倍率放电性能和长循环寿命，广泛应用于电动车和储能系统中。
三、电池的寿命和性能评估1. 容量电池的容量是指电池所储存的电能，单位为安时（Ah）。
容量大小决定了电池可以提供的电流和使用时间长短。
物理化学下
根据迁移数的定义：
表明离子迁移的速率越大，所承担运载的电量的比例越大。 根据离子迁移率的定义，
t + = U + / （U + + U - ） t - = U- / （U + + U - ） t+ + t- =1 表明迁移数大的离子对运载电量的贡献越大。
离子的电迁移率反映出离子在一定电场条件下的定向移动的快慢程度； 迁移数反映出离子承担运载电量的比例； 离子的电迁移率越大，该离子的迁移数就越大； 总之：
§ 8.2 离子的电迁移率和迁移数
电解质溶液在电场中如何导电？ 阴离子向阳极移动；阳离子向阴极移动。
离子的电迁移 离子在外电场作用下发生定向移动。
离子浓度在迁移过程中发生怎样的变化？ 把电解质溶液分成本体区域和电极区域（阳极区域和阴极区域）： 在溶液本体区域内任意位置无论正、负离子的迁移，都会有相邻位置
原电池
化学能
电能
电解池
溶液的导电性 ——— 第八章内容；
电极电势的产生 —— 第九章内容；
外加电动势与可逆的偏差——第十章内容
电化学在科学研究和国民经济中的重要作用
1、电化学测试 pH、电导、离子选择电极（直接测定离子浓度） 、 电位滴定、 电导滴定、极谱分析、库仑分析、电化学传感器
2、电化学工业 电解（冶炼、精炼）、电镀、化学电源（燃料电池、锂离子电池） 电催化、电合成反应
电导率：电阻率的倒数称为电导率，单位是 S • m-1 ( 或Ω-1 • m-1 ) κ = 1/ρ
G= κA/l 电导率的物理意义是指长 1m、截面积为 1m2 的导体的电导； 电导率值越大，说明该导体越容易导电。
新高考电化学试题考查特点及解题模型
新高考电化学试题考查特点及解题模型2020年全国新高考化学试卷中，电化学部分考查了多种题型，包括
选择题、判断题和计算题等。
电化学部分主要考察学生对电解质溶液的性质、电化学反应的原理及应用、电化学能的计算等知识点的掌握程度。
1.选择题：
选择题在电化学部分主要考查学生对于电化学反应原理及应用、电解
质的性质等基本知识的理解和掌握程度。
一般来说，选择题的难点在于题
干中的关键信息的提取和分析，以及选项的区分。
解题方法包括：根据题
干信息判断正负反应；根据反应物和产物的性质判断反应类型；根据电解
质的性质选出合适的结论等。
2.判断题：
判断题在电化学部分主要考查学生对于电化学反应原理及应用、电解
质的性质等基本知识的理解和掌握程度。
判断题的难点在于明确关键信息，并根据该信息进行判断。
解题方法包括：根据题干中的正负反应进行判断；从化学式中判断反应物和产物的性质；根据电解质的性质选出合适的结论等。
3.计算题：
计算题在电化学部分主要考查学生对于电极电位、电子转移数、电量、电流等概念的理解和计算能力。
计算题的难点在于明确题目求解的目标以
及需要用到的计算公式和数据。
解题方法包括：根据题目给出的数据结合
计算公式进行计算；从计算结果中推断出化学反应的性质等。
总之，电化学部分的解题方法主要包括信息提取、关键部分的分析和计算。
通过反复练习和总结，可以提高对电化学原理的认识和掌握程度，从而在考试中获得更好的成绩。
电化学储能系统组成
储能系统由电池、电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）、能源管理系统（EMS）、温控系统、消防系统、以及电器元件、机械支撑共同组成。
下面我们针对其中重要的部分进行介绍。
1、电池部分电池系统是储能系统的核心，决定了储能系统的存储容量。
它是将化学能转化为电能的装置，由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。
电池的种类很多，常见的有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。
其中锂离子电池由于其高能量密度、长寿命、环保等优点，成为了当前电池储能系统中最为常用的电池类型。
大储电池也是由单个电芯组成，规模化从技术方面并没有太多降本空间，因此储能项目规模越大，电池占比越高。
锂离子电芯经串并联方式组合，连接组装成电池模组，再和其他元器件一起固定组装到柜体内构成电池柜体。
电池模组（PACK）储能系统的基本单位,类似于光伏系统的光伏组件。
-单个电池模块的输出电流和原来单个电池输出电流相同，而单个电池模块电压和容量是所串联的各个电池的累加。
-单个电池模块的型号和容量没有标准规定,不同的供应商可以提供不同型号和容量的电池模块。
-单个电池模块中集成了模组级的电池管理系统。
-某些供应商提供的电池模块集成有散热风扇。
电池簇一串电池模块，类似于光伏系统中的光伏组件串。
-每个机架电池组都集成了电池簇管理单元和直流开关。
2、BMS（电池管理系统）电池管理系统（BMS）作为关键监控系统，是储能电池系统的重要组成部分，BMS主要由监测模块、控制模块、通信模块等部分组成。
其主要功能是对电池的状态进行实时监测和控制，包括电池的电压、电流、温度、SOC等参数。
同时，BMS还能对电池进行保护控制，如过充、过放、过流等，保证电池的安全和寿命。
3、PCS（储能变流器）变流器（PCS）是储能电站中关键的一环，控制蓄电池的充放电，并进行交直流转换，在无电网情况下直接为交流负荷供电。
它是将电池储存的电能转化为交流电能供应给电网或用户的装置。
PCS主要由逆变器、变压器、控制器等组成。
3电化学部分理论
（6）气体析出反应： 气体析出反应： 溶液中的非金属离子发生还原或氧化反 应产生气体而析出， 应产生气体而析出，非金属离子的浓度不断 减小。 减小。 （7）腐蚀反应： 腐蚀反应： 金属的溶解反应， 金属的溶解反应，指金属或非金属在一 定的介质中发生溶解，电极的重量不断减轻。 定的介质中发生溶解，电极的重量不断减轻。
（3）极化的原因 ）
a. 浓差极化： 因离子扩散的迟缓性而导致电极表面附近离 子浓度与本体溶液中不同， 子浓度与本体溶液中不同，从而使电极电势与 发生偏离的现象，叫做“浓差极化” ψ可逆发生偏离的现象，叫做“浓差极化”。
例：铜电极在溶液中 Cu=Cu2++2e-
（ψCu，不可逆）阴<ψCu，可逆 ； Cu， Cu， （ψCu，不可逆）阳>ψCu，可逆 Cu， Cu， 因浓差极化而造成的电极电势与ψ可逆之差的绝 因浓差极化而造成的电极电势与ψ 对值，称为“浓差过电势” 对值，称为“浓差过电势”。 η浓差=|ψ平-ψ|=|ψ可逆-ψ|
式中： 析出物质的摩尔数； 式中：n—析出物质的摩尔数； 析出物质的摩尔数 Z—电极反应中 电极反应中1mol的电解质得失的电子数； 的电解质得失的电子数； 电极反应中 的电解质得失的电子数 Q—电量；I—电流；k—比例系数 电量； 电流 电流； 电量 比例系数
对于电极反应：OX + ze → Red 根据电流的定义和法拉第定律： i = dQ/dt 反应速度v可表示式： v=-(dnOx/dt) =-(dne/dt)=dnRed/dt= i/ZF 若电极反应是异相的，则 v = i/ZFA = J/ZF 式中：A—电极面积；J—电流密度 dn = dQ/ZF
（4）伴随着化学反应的电子迁移反应： 伴随着化学反应的电子迁移反应： 指存在于溶液中的氧化或还原物种借 助于电极实施电子传递反应之前或之后发生 了化学反应。 了化学反应。 （5）多孔气体扩散电极中的气体还原或氧 化反应： 化反应： 指气相中的气体（ 指气相中的气体（如O2或H2）溶解于 溶液后，再扩散到电极表面得到或失去电子。 溶液后，再扩散到电极表面得到或失去电子。 如镍氢电池。 如镍氢电池。
应用化学中的电化学基础知识
应用化学中的电化学基础知识电化学是应用化学领域的一个重要分支，研究了电与化学反应之间的关系以及电现象在化学反应中的应用。
本文将介绍一些应用化学中的电化学基础知识，包括电解质、电位、电解和电化学电池等内容。
一、电解质电解质是指在溶液中能够导电的化合物，主要分为强电解质和弱电解质两种。
强电解质在溶液中完全离解成离子，如盐酸和氯化钠；而弱电解质只有少部分分子会离解成离子，如醋酸和醋酸钠。
二、电位电位是电化学中的一个重要概念，用来描述物质的电荷相对于参考电极的能力。
常用的参考电极是标准氢电极，其电位被定义为0V。
其他物质的电位与标准氢电极的电位之差被称为标准电势，用E表示。
标准电势反映了物质进行氧化还原反应的趋势。
三、电解电解是指利用外加电压使离子在电解质溶液中发生氧化还原反应的过程。
在电解过程中，正极（阳极）接受电子，发生氧化反应；负极（阴极）失去电子，发生还原反应。
电解可以用于制备金属、析取气体等实用性操作。
四、电化学电池电化学电池是利用电化学反应产生电能的装置。
一个典型的电化学电池由两个半电池构成，分别是氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应发生在阳极，还原半反应发生在阴极。
两个半反应通过电路进行电子传递，同时通过电解质溶液中的离子传递离子，从而实现能量的转化。
电化学电池的电势差被称为电动势，通常用E表示。
电池的工作原理是通过氧化还原反应来产生电荷分离，从而产生电流。
常见的电化学电池包括原电池、干电池和燃料电池等。
五、应用应用化学中的电化学知识具有广泛的应用领域。
电解质在溶液中的导电性质使其在电镀、电解制取金属等工业中得到广泛应用。
电位和电势的研究有助于了解氧化还原反应的趋势，进而指导催化剂的设计和电化学储能器件的开发。
电化学电池的应用范围涉及到能源存储、环境保护、电化学分析等方面。
总结电化学是应用化学领域中一个重要的分支，研究了电与化学反应之间的关系。
掌握电解质、电位、电解和电化学电池等基础知识，对于理解电化学反应的原理和应用具有重要意义。
电化学原理部分思考题
电位类型金属接触电位定义两相产生缘由相互接触的两个金属相之间的外电位差称为金属接触电位金属相-金属相当两种金属相互接触时，由于电子逸出功不等，相互逸入的电子数目将不相等，因此，在界面层形成双电层构造电极电位电极体系中，两类导体界面所形成的相间电位，即电极材料和离子导体(溶液)的内电位差称为电极电位电极材料-离子导体(溶液)电极电位形成主要打算于界面层中离子双电层的形成。
液体接界电位两种不同的电解液相接触时在界面两互接触的两个组成不同或电解质溶液相侧产生的电势差.在液体接界区域,离子浓度不同的电解质溶液相A-电解质溶液会向浓度较低的对面一侧集中.溶液中之间存在的相间电位叫液相B〔A 与B 组各种正负离子的集中系数不同,集中速体接界电位〔液界电位〕，成不同或浓度率也不同,使界面两侧产生电势差〔电也叫集中电位。
不同〕位降〕其次章1电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同2分析电化学反响和非电化学反响的氧化复原的区分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分析电化学反响和非电化学反响的氧化复原的区分答:电化学反响:不接触、不同地点、定向运动、电极电势、电能、可掌握;非电化学的氧化复原反响: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定义能量电极区分转化原电池但凡能将化学能直接转变为电能的电化学装置叫做原电池或化学阴极是正自发电池能→极，阳极电能是负极电解池由两个电子导体插入电解质溶液所组成的电化学体系和一个电能阴极是负直流电源接通时，外电源将源源不断地向该电池体系输送电-化极，阳极流，而体系中的两个电极上持续地发生氧化、复原反响，生成学能是正极物质。
这种将电能转化为化学能的电化学体系就叫做电解池。
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。
化学能→-热能∂ϕ2023-3-16 作业题-第三章1 什么是电毛细现象，解释抛物线外形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 抱负极化电极和不极化电极的区分是什么？1 什么是电毛细现象，解释抛物线外形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。
分析化学电化学部分总结
分析化学电化学部分总结1：电化学分析的定义：应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学。
2：电化学分析法的重要特征（1）直接通过测定电流、电位、电导、电量等物理量，在溶液中有电流或无电流流动的情况下，来研究、确定参与反应的化学物质的量。
（2）依据测定电参数分别命名各种电化学分析方法：如电位、电导分析法；（3）依据应用方式不同可分为：直接法和间接法。
3. 电化学分析法的特点（1）灵敏度、准确度高，选择性好被测物质的最低量可以达到10-12mol/L数量级。
（2）电化学仪器装置较为简单，操作方便直接得到电信号，易传递，尤其适合于化工生产中的自动控制和在线分析。
（3）应用广泛传统电化学分析：无机离子的分析；测定有机化合物也日益广泛；有机电化学分析；药物分析；电化学分析在药物分析中也有较多应用。
活体分析。
4：电化学分析法的类别――习惯分类方法 (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势；(3)电解(电重量)分析法：测量电解过程电极上析出物重量； (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。
(一)：1. 电位分析法电位分析法按应用方式可为两类：1：直接电位法: 电极电位与溶液中电活性物质的活度有关，通过测量溶液的电动势，根据能斯特方程计算被测物质的含量；2：电位滴定: 分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化，通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。
（二）：电解与库仑分析法电解分析：在恒电流或控制电位条件下，使被测物质在电极上析出，实现定量分离测定目的的方法。
电重量分析法：电解过程中在阴极上析出的物质量通常可以用称重的方法来确定。
库仑分析法：依据法拉第电解定律，由电解过程中电极上通过的电量确定电极上析出的物质量的分析方法电流滴定或库仑滴定：恒电流下电解产生的滴定剂与被测物作用。
电化学测量部分问题总结
1.电极过程：发生在电极/溶液界面上的电极反应、化学转化和电极附近液层中的传质等一系列变化的总和统称为电极过程。
2.四个基本过程：电荷传递过程；扩散传质过程；电极界面双电层的充放电过程；电荷的电迁移过程。
3.电测基本原则：控制试验条件，使待研究的电极基本过程在电极总过程中占据主导地位，通过研究总的电极过程来研究这一基本过程。
4.电极电位产生的原因：两相接触接触时，在两相界面层中形成电位差，即，相间电位，相间电位就是电极电位。
5.区分平衡电极电位，稳定电极电位，静止电极电位和开路电极电位，哪种电极电位可用Nernst方程计算：平衡电极电位是可逆电极在外电流等于零时的电极电位，稳定电极电位是不可逆电极在外电流等于零时的电极电位，静止电极电位也叫开路电极电位，是任一电极体系在外电流等于零时的电极电位。
平衡电极电位可用Nernst方程计算。
6.什么是电极的极化？过电位与极化值的区别：有电流通过时电极电位偏离静止电位的现象叫做电极的极化。
过电位与极化值都是用来表征极化程度的，按照规定，过电位用于可逆体系，而且过电位总是正的，而极化值用于任何体系，等于电极电位与静止电位之差，在阴极极化时是负值，在阳极极化时是正值。
7.扩散电流密度表达式j=nFD(C0-C S)/δ中各物理量的名称：j：扩散电流密度，外电流密度，极化电流密度；n：得失电子数；F：法拉第常数；D：扩散系数；C0：本体浓度；C S界面浓度；δ：扩散层厚度。
8.巴伏公式中α、β、j0的名称分别是什么？物理意义分别是什么：α和β是传递系数，表示电极电位对还原反应活化能和氧化反应活化能的影响程度；j0是交换电流密度，表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度。
9.为什么测量和控制电极电势的仪器要有足够高的输入阻抗：研究电极的电极电势是研究电极和参比电极构成的电池的电动势，而测量时实际测得的是路端电压，二者并不相等。
要保证二者之差足够小，需要测量和控制电极电势的仪器要有远大于电池内阻的足够高的输入阻抗，这样电动势能绝大部分分配在仪器上。
分析化学电化学部分总结
分析化学电化学部分总结电化学是化学中研究电荷转移和电荷传递过程的学科，它研究电化学反应的机理、速率、热力学等方面的问题。
电化学在许多领域都有广泛的应用，包括电池、电解、腐蚀等。
本文将对电化学的基本原理、电化学反应动力学和热力学、电解质溶液和电解质溶液的电导性质等方面进行分析和总结。
电化学反应速率和热力学的研究也是电化学的重要内容。
电化学反应速率主要通过电化学反应动力学来研究。
电化学反应动力学研究的主要内容包括反应速率方程、反应机理和反应速率的影响因素等。
反应速率方程是描述反应速率与反应物浓度之间的关系的方程。
反应机理是研究反应中的中间产物和过渡态的形成和消失。
反应速率的影响因素主要包括反应物浓度、温度和压力等。
热力学研究的是电化学反应的热效应和平衡常数等。
化学反应的热效应可以通过测量反应反应热来确定。
热力学中的重要概念是自由能和熵。
自由能是描述系统的能力和稳定性的物理量，它有两个组成部分：内能和熵。
内能是反应的能量变化，熵是反应的无序程度。
平衡常数是描述反应的平衡状态的物理量，它可以通过热力学数据计算得到。
平衡常数的大小与反应物浓度的关系决定了反应的平衡位置和方向。
电解质溶液的电导性质是电化学中的重要研究内容。
电解质溶液的电导性质可以通过电导率来表征。
电导率与电解质溶液中的离子浓度和迁移率有关。
离子浓度的大小决定了电解质溶液的电导率大小，离子迁移率决定了离子在电场中的迁移速率。
电解质溶液的电导性质在工业上有广泛的应用，例如电解制备金属、电解处理废水等。
综上所述，电化学是研究电荷转移和电荷传递过程的学科，主要包括电化学反应的基本原理、电化学反应动力学和热力学、电解质溶液和电解质溶液的电导性质等方面。
电化学在许多领域都有广泛的应用，包括电池、电解、腐蚀等。
通过对电化学的研究，可以深入理解电化学反应的机制和规律，为实际应用提供理论基础和指导。
物理化学第七章电化学
§7-2 离子的迁移数
通电前后各区域物质的量的变化情况：
上述结果表明： 电解后：三个区域的溶液都是电中性的 电解后，两电极附近的阴极区和阳极区中，浓度变化不相同。
Q u 1 ＝ n阴 Q_ u 3 式中 n阴 、 n阳 分别表示阴极区和阳极区内电解质克当量数（物质 的量）的减少。 2、离子的迁移数 某种离子的迁移数ti是指该离子迁移的电量Q+与通过溶液的总电 n阳
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
如图所示：
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
直流电源与两电极相连接，电流方向是电源外电路中由正极流 向负极，而电子流动的方向正好与之相反，是由电源外电路中由 负极流向正极。 电极反应 ：电子流到电极上，那么在电极上就会进行有电子得失 的化学反应 规定 ：发生氧化反应（也就是失去电子的反应）的电极就称为阳 极 发生还原反应（也就是得到电子的反应）的电极称为阴极。
m
§7—3 溶液的电导率和摩尔电导率
2、电导的测定，电导率和摩尔电导率的计算： 电导是电阻的倒数，因而可 电阻箱电阻 通过测定电解质溶液在某一 电导池中的电阻来确定其电 电可 导变 导，测定电阻可通过惠茨通 池电 电容 （wheatstone）电桥： 容（ 如图示： ）抵
消
A
D
阻待 测 电
B C
检零器
，这种离子的浓度反而降低了。
电解质实例： 1、两个惰性电极组成的电解池，假想可分为三个部分： 阴极区、中间区、阳极区 2、电解池中的溶液含有16克当量/mol的1—1型电解质。 3、通过电解池的总电量为4F（4mol F） 4、负离子的迁移速度U－是正离子迁移速度U+的3倍。
§7-2 离子的迁移数 如图所示：
初中化学电化学和电解质知识点总结
初中化学电化学和电解质知识点总结
1. 电化学基础知识
- 电子：电子是带负电的基本粒子，是构成原子的一部分。
- 原子：原子是物质的基本单位，由质子、中子和电子组成。
- 离子：当原子失去或获得电子时，形成带正电或带负电的粒子。
- 电流：电流是电荷的流动，在导体中由电子流动形成。
- 电解质：能在溶液中产生离子的物质称为电解质。
2. 电解质的分类
- 强电解质：在溶液中完全离解生成离子，如盐酸、硫酸等。
- 弱电解质：在溶液中只部分离解生成离子，如乙酸、醋酸等。
- 非电解质：在溶液中不离解生成离子，如蔗糖、甘油等。
3. 电解质的电离和电解过程
- 电离：电离是指电解质分子在溶液中断裂成离子的过程。
- 电解：电解是指通过加电流使电解质在溶液中进行离子反应
的过程。
4. 电解质溶液中的电导性质
- 导电性质：电解质溶液能够导电，因为其中含有自由移动的离子。
- 电导率：反映了电解质溶液导电能力的大小，单位是西门子/米（S/m）。
5. 电解质导电实验
- 负极性导电：阳极产生氧气气泡，阴极没有气泡。
- 正极性导电：阴极产生氢气气泡，阳极没有气泡。
- 双极性导电：阴极和阳极同时产生气泡。
以上是初中化学电化学和电解质的主要知识点总结。
对于深入了解这些内容，建议参考相关教材或咨询教师进一步学习。
物理化学 第七章电化学总结
如果正、负离子荷电量不等，如果电极本身也发生反 应，情况就要复杂一些。
29
（2）迁移数 transfer number 某种离子运载的电流与通过溶液的总电流之比 称为该离子的迁移数, 以t 表示。
即每有1mol Ag+被还原或1molAg沉积下来，通过的 电量一定为96500C
21
2+ + 2e对于电极反应：Cu = Cu
z=2, Q=96500C 时：
Q 96500 C 0.5mol zF 2 96500 mol 1 C
n(Cu ) (Cu )
n(Cu) (Cu) 0.5mol
49
3.摩尔电导率与浓度的关系
例1例2例3例4例5
0.04 HCl 0.03 0.02 NaOH
0.01
0 0
AgNO3 CH3COOH 0.5 1.0 1.5
•随着电解质浓度c降低, 离子间引力减小, 离子 运动速度增加,故摩尔 电导率m增大。
m/(S m2 mol-1)
c , F , v , m 。
F=L· e
=6.0221367×1023 mol-1×1.6022×10-19 C =96485.309 C· -1 mol
≈96500 C· -1 mol
19
对各种电解质溶液, 每通过96485.309C的电量,
在任一电极上发生得失1mol电子的反应, 同时相
对应的电极反应的物质的量亦为1mol（所选取的 基本粒子荷一价电）.
电化学界面的基本结构特征双电层
电化学界面的基本结构特征双电层
双电层结构主要包括两个重要的部分：电荷层和扩散层。
1.电荷层：
电荷层是电解质离子靠近电极表面的区域，其中的离子成为吸附态离子，形成一个电荷云。
在该区域中，正负电荷的离子分别以吸附在电极表
面并与溶液中的反离子进行排斥。
这些正负离子构成了固、液相之间的分
界面，形成了一个电位差，称为电位的ζ-电位。
电荷层的厚度取决于电解质的浓度和电极的电位。
当电解质浓度低时，电荷层较薄；当电解质浓度高时，电荷层较厚。
同样，当电极电位较高时，电荷层也较厚，而当电极电位较低时，电荷层较薄。
2.扩散层：
扩散层是指离开电极表面的电解质离子的区域。
由于离子在溶液中可
以自由扩散，扩散层中的离子可以自由移动，达到电解质浓度的均匀分布。
在扩散层内，离子的浓度逐渐恢复到远离电极表面时的均匀浓度。
扩散层的厚度取决于电解质的浓度和溶液的流速。
当电解质浓度低或
者溶液的流速高时，扩散层较薄；当电解质浓度高或者溶液的流速低时，
扩散层较厚。
总的来说，电化学界面的基本结构特征是双电层，包括电荷层和扩散层。
电荷层是电解质离子靠近电极表面的区域，其中的离子形成了电位差。
扩散层是离开电极表面的电解质离子的区域，其中离子的浓度会逐渐恢复
到均匀分布。
这些特征对于电化学反应的进行和理解起着重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节化学能与电能课时1 原电池【学习目标】1、了解常见化学能与电能转化方式及应用；2、掌握原电池的组成及反应原理；3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。
【要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电的能量转换过程是，该过程虽然实现化学能与电能的转化，但是过程繁琐、复杂且能耗较大。
在此过程中，燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。
因此，需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，原电池就是这样的装置。
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
2、原电池的工作原理实验1、如下图，把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。
现象：Zn片上有气泡出现。
反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。
Zn失电子生成Zn2+，H＋得电子生成H2。
实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来，中间接一电流计G。
现象：Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡出现，电流计G指针发生偏转。
结论：Zn反应生成Zn2+而溶解，Cu片上有H2产生，有电流产生。
该实验中，产生了电流，就构成了原电池。
要点诠释：原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。
要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件：（1）提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。
要点诠释：a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。
b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。
c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为：负极：Zn－2e－＝Zn2+正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑（2）两个电极必须直接和电解质溶液接触，电解质溶液中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
要点诠释：电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
（3）必须有导线将两电极连接，形成闭合通路。
要点诠释：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极，从而形成闭合回路。
要点三、原电池的正、负极的判断方法原电池中正负极的判断方法如下：（1）根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
（2）根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。
（3）根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。
（4）根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。
（5）根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。
要点诠释：在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。
要点四、原电池电极反应式的书写（重点学习）书写电极反应式时需掌握以下要点：（1）需标出正负极及电极材料。
（2）遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。
（3）电池的电极反应书写要满足所处的电解质溶液的酸碱性环境。
例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。
（4）电池的电极反应式可以直接写，也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。
减的时候要注意不要在负（正）极出现正（负）极得（失）电子的物质。
以氢氧燃料电池为例：方法一：直接写。
负极电极反应式书写：酸性介质中：H2失电子为负极，产物写成H+就可以。
负极：2H2-4e-=4H+碱性介质中：H2失电子的产物写成H+就不合适了，写成H2O更合适，根据电荷守恒，左边补OH-。
负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极电极反应式书写：酸性介质中：O2得电子，根据电荷守恒再补4H+，产物写成H2O：正极：O2+4H++4e-=2H2O碱性介质中：O2得电子，产物写成OH-更合适，根据元素守恒，左边以H2O来补。
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-方法二：用总反应。
总反应：2H2+O2=2H2O 减去负极反应：2H2-4e-=4H+，将负极中失电子的H2抵消掉，可得酸性条件下的正极反应。
要点诠释：①书写的原则是：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应的规律，正确判断出两极物质反应生成的产物，然后结合电解质溶液所能提供的离子，结合质量守恒定律、电荷守恒配平各电极式，两电极反应式相加则得总反应式。
结合具体的情况，我们可以概括为以下两种情况：a.根据两个电极反应式，写出总反应式，使两个电极式得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的部分。
若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。
b.根据总反应式，写电极反应式一般分四个步骤：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
②写电极反应式时应注意：a.两极得失电子数相等。
b.电极反应式常用“”，不用“”。
c.电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”。
要点五、原电池原理的应用1.作化学电源。
人们利用原电池原理，将化学能直接转化为电能，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等，以满足不同的需要。
2.比较金属的活动性。
原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。
例如，有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，A为负极，B为正极，金属活动性A＞B。
3.加快氧化还原反应速率。
实验室用Zn和稀H2SO4（或稀HCl）反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
如果用纯锌，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu2++Zn=Cu+Zn2+，生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快。
要点诠释：原电池为什么能加快化学反应速率？以Fe与稀H2SO4溶液的反应为例说明。
如下图所示：甲中，Fe失去e－，变为Fe2+，Fe2+进入溶液，排斥了Fe片周围的H+，H+欲得电子须突破Fe2+形成的屏障，因而受到阻碍。
乙中，Fe失去e－，e－转移到Cu片上，Cu片一侧没有Fe2+屏障，H+得e－不受阻碍，故其化学反应速率较快。
4.设计原电池从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。
例如，利用Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2的氧化还原反应设计原电池，由反应式可知：Cu失去电子作负极，FeCl3（Fe3+）在正极上得到电子，且作电解质溶液，正极为活泼性比Cu弱的金属或导电的非金属等。
如图该原电池的电极反应式为：负极（Cu）：Cu Cu2++2e—（氧化反应）正极（C）：2Fe3++2e—2Fe2+（还原反应）5.金属防腐蚀。
金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应，使金属失去电子变为阳离子而损耗的过程。
在金属腐蚀中，把不纯的金属跟电解质溶液接触时形成的原电池反应发生的腐蚀称为电化学腐蚀（区别于一般的化学腐蚀）。
如钢铁的电化学腐蚀：在潮湿的空气中，钢铁表面吸附一层薄薄的水膜，里面溶解了氧气、CO2，含有少量的H+和OH-，形成电解质溶液。
它跟钢铁里的铁和少量的碳形成无数个微小的原电池。
铁作负极，碳作正极：负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
【典型例题】类型一：原电池的工作原理例1、下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是（）A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑B．2H2+O2=2H2OC．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑D．CH4+2O2=CO2+2H2O例2、一学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是A.(3)图中锌片增重质量与铜棒减轻质量的比值为65:64B.(2)图中如果两极上都有气体产生，则说明锌片不纯C.(1)图中铜棒上没有气体产生D.(2)图与(3)图中正极生成物质质量比为1:32时，锌片减轻的质量相等类型二：原电池的组成条件例3、下图各装置中，不能构成原电池的是（）类型三：原电池的正、负极的判断方法例4、关于如图所示装置的叙述正确的是()A．铜是阳极，铜片上有气泡产生B．铜片是正极，该电极周围溶液氢离子浓度不变C．电流从锌片经导线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原类型四：原电池电极反应式的书写例5、如下图所示装置能否构成原电池？__________。
若不能，请说明理由______________________。
若能，请确定两极名称并写出电极反应式和总反应式_____________________，______________________。
例6、有人设计出利用CH4和O2反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。
电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧的反应，则下列说法中正确的是( )①每消耗l mol CH4可以向外电路提供8mol e－②负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4+10OH－－8e－==CO32－+7H2O③负极上O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e－==4OH－④电池放电时，溶液pH不断升高A．①②B．①③C．①④D．③④类型五：原电池原理的应用例7、根据下列实验事实：(1)X＋Y2＋===X2＋＋Y；(2)Z＋2H2O Z(OH)2＋H2↑；(3)Z2＋的氧化性比X2＋弱；(4)由Y、W电极组成原电池，电极反应为W2＋＋2e－===W，Y－2e－===Y2＋，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是()A．X>Z>Y>W B．Z>W>X>YC．Z>X>Y>W D．Z>Y>X>W课时2、发展中的化学电源【学习目标】1、认识几种化学电源；2、了解开发利用新型电池的意义；3、了解使用化学电池对环境的影响。
【要点梳理】要点一、常见的几种化学电源1、实用电池应具有的特点是：能产生稳定且具有较高电压的电流；安全、耐用且便于携带；能够适用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生的影响较小。
2、常用原电池（1）干电池干电池即普通的锌锰电池，它是用锌制的圆筒形外壳作负极，位于中央的盖有铜帽的石墨棒作正极，圆筒内填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂（吸收正极放出的H2，防止产生极化现象）。
电极反应：负极：Zn＝Zn2+＋2e－正极：2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2，H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度。