电化学原理(第三版)思考题&公式
电化学原理习题课
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（1）理想条件下，扩散区和对流区可截然分开了。 而在真实的条件下，扩散区和对流区没有明确界 限，不能截然分开，它们之间有相互重叠区域。
（2）在理想扩散条件下，扩散层有确定的厚度，其 厚度等于毛细管的长度 ；而在真实体系中，由于 对流作用于的存在，只能根据一定的理论来近似 地求解扩散层的有效厚度。
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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、
电化学原理作业
1
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。 问题：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。
8
设计电池时要写对电池组。
4（1） 欲求下列电极的标准电极电位，试设计出
相应的电池，写出电池反应和计算标准电位的公
式：
Ag | Ag
解：电池: ()Zn | ZnSO4 || Ag | AgNO3()
电极反应：(–) Zn 2e Zn2
(+) 2Ag 2e 2Ag 电池反应： Zn 2Ag Zn2 2Ag
平
0 Ag AgNO 3
RT F lna Ag
0.7991 0.0591log0.002 0.64V
电化学原理1-4章思考题答案
思考题答案第一章1.离子电导，电子导电3.阳极：氧化反应；阴极：还原反应，电解池：阴=负，阳=正，原电池反之5.同：导电；异：导电机理是电子和带电离子，一个是纯物理过程，一个是物理过程伴随化学反应。
κ，随着溶液7.简化电导率和浓度的关系；区别：当量电导定义；联系：λ=1000C N浓度降低，当量电导增加并趋于一个极限λ0（无线稀溶液极限当量电导），很稀的溶液中-柯劳许经验公式：λ=λ0−A√C N。
8.错，离子种类，其他离子浓度，离子淌度都有影响（根据公式说明）9.无线稀溶液，每个离子运动不受其他离子影响，溶液当量电导等于各电解质当量电导之和。
已知离子极限当量电导求电解质极限当量电导，通过强电解质极限当量电导计算多弱电解质极限当量电导。
10.真实溶液中离子间存在相互作用，与理想溶液有一定偏差，用浓度来校正真是溶液相对于理想溶液的偏差，从而令标准化学位不变（1.19公式）；反映了有效浓度第二章3.电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，在测量的时候会引入新的两相界面（可画图，并列出2.8式形象描述），故无法直接测出电极的绝对电位，我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。
4.两种溶液之间的高浓度电解质，其正负离子迁移速度接近，保持电荷平衡使反应顺利进行。
浓度高，主要扩散作用来自盐桥，全部电流几乎都由盐桥正负离子在液体界面扩散导致，盐桥正负离子迁移速度相当，以此降低液接电位。
不能完全消除。
6.不对；可逆电池：反应可逆，平衡状态电流无限小；自发电池，反应可逆，电流不为零偏离平衡状态。
8.有电流通过产生欧姆降，有电流通过偏离平衡状态。
采用补偿法。
11.都有电化学氧化还原反应；原电池和腐蚀电池，正极还原=阴极，负极氧化=阳极，电解池，正极氧化=阳极，负极还原=阴极；原电池化学能转电能，电解池电能转化学能，腐蚀电池短路化学能转热能。
14.不对，平衡电位，是在平衡可逆条件下（电极反应可逆，电流无限小）的电极电位，稳定电位是指。
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。
电化学原理思考题答案11267
（注：我只做了老师要求做地）第三章.自发形成地双电层和强制形成地双电层在性质和结构上有无不同？为什么？．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在中有什么重要用途？文档来自于网络搜索答：当电极反应速率为，电流全部用于改变双电层地电极体系地电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质地研究.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，通向界面地电流全部用于电化学反应，可用作参比电极.．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值地抛物线形状？文档来自于网络搜索答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化地现象.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，因此带电界面地张力比不带电时小，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地抛物线形状.文档来自于网络搜索．标准氢地表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？文档来自于网络搜索答：不一定，标准氢电极电位为指地是氢标电位，是人为规定地，电极表面剩余电荷密度为时地电位指地是零电荷电位,其数值并不一定为;因为形成相间电位差地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.可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极地零电荷电位，若小于则电极带正电，反之带负电.文档来自于网络搜索．你能根据电毛细曲线地基本规律分析气泡在电极上地附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面地润湿性越高，气体在电极表面地附着力就越小.）文档来自于网络搜索．为什么在微分曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？文档来自于网络搜索．双电层地电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构地物理和数学模型型以解释. 文档来自于网络搜索．双电层地积分电容和微分电容有什么区别和联系？．试述交流电桥法测量微分电容曲线地原理.．影响双电层结构地主要因素是什么？为什么？答：静电作用和热运动.静电作用使符号相反地剩余电荷相互靠近，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.文档来自于网络搜索．什么叫ψ 电位？能否说ψ 电位地大小只取决于总浓度而与电解质本性无关？ψ 电位地符号是否总是与双电层总电位地符号一致？为什么？文档来自于网络搜索答：距离电极表面处地电位叫ψ电位.不能，因为不同地紧密层地大小不同，而紧密层地厚度显然与电解质本性有关，所以不能说ψ 电位地大小只取决于总浓度而与电解质本性无关.当发生超载吸附时ψ 电位地符号与双电层总电位地符号不一致.文档来自于网络搜索．试述双电层方程式地推导思路.推导地结果说明了什么问题？．如何通过微分电容曲线和电毛细曲线地分析来判断不同电位下地双电层结构？答：．比较用微分电容法和电毛细曲线法求解表面剩余电荷地优缺点. 文档来自于网络搜索．什么是特性吸附？哪些类型地物质具有特性吸附地能力？答：溶液中地各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附.大部分无机阴离子，部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附.文档来自于网络搜索．用什么方法可以判断有无特性吸附及估计吸附量地大小？为什么？．试根据微分电容曲线和电毛细曲线地变化，说明有机分子地特性吸附有哪些特点？答：、吸附发生在零电荷电位附近地一定电位范围内，而且表面活性有机分子地浓度越高，发生吸附地电位范围越宽，界面张力下降地越多.文档来自于网络搜索、零电荷电位正移负移视情况而定、界面张力下降，且浓度上升，下降地程度越大、浓度上升，微分电容下降，两侧出现电容峰值.．有机表面活性物质在电极上地特性吸附为什么有一定地吸附电位范围？无机离子发生特性吸附时，有没有一定地吸附电位范围？文档来自于网络搜索答：这种变化是由于表面活性有机分子地介电常数通常比水小，而分子体积比水大得多而引起地.无机离子吸附主要发生在比零电荷电位更正地范围内，即发生在带异号电荷地电极表面.文档来自于网络搜索．利用电毛细曲线和微分曲线氢和氧地吸附时有什么困难？为什么？文档来自于网络搜索．试小结一下微分电容曲线上出现峰值地原因可能有哪些.．什么是零电荷电位？为什么说它不是电极绝对电位地零点？答：零电荷电位指地是电极表面剩余电荷密度为时地电位,其数值并不一定为;因为形成相间电位差地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.文档来自于网络搜索．据你所知，可以用哪些方法确定某一个电极体系地零电荷电位？第四章、什么是电极地极化现象？电极极化地原因是什么？试用产生极化地原因解释阴极极化和阳极极化地区别答：有电流通过时电极电位偏离平衡电位地现象叫...原因：电子运动速率大于电极反应单位时间内阴极还原反应来不及消耗流入地电子，造成电子在阴极积累，阴极电极电位比平衡电位更负，而当氧化反应来不及补充流出地电子，造成正电荷地积累，阳极地电极电位比平衡电位更正文档来自于网络搜索、极化有哪些类型？为什么可以分成不同地类型答：极化分为浓差极化和电极极化，按照控制步骤地不同来分类，浓差极化：液相传质步骤成为控制步骤时引起地电极极化叫浓差极化.电极极化：电化学反应步骤成为控制步骤时引起地电极极化叫电极极化.文档来自于网络搜索、比较电解池和原电池地极化图，解释两者不同地原因.答：（看图）原电池阴极为正极，阳极为负极，电解池刚好与之相反.、有人说........答：不对，平衡电位是指可逆电极地电位，必须先判断电极体系是否为可逆电极，若为非可逆电极，还需要根据稳定电位判断析出倾向.文档来自于网络搜索、假设....答：不对，电极过程中各单元地速度快慢时相对地，若通过搅拌使液相传质步骤速率大大增加，控制步骤会相应地改变，极化地类型可能改变，但仍会发生极化.文档来自于网络搜索、有人说....答：极化度.极化度表示电极极化地趋势，反映了电极过程进行地难易程度，极化度越大，电极极化地倾向越大，电极过程越不易进行.文档来自于网络搜索、名词解释平衡电位：可逆电极地电极电位标准电位：标准状态下地平衡电位稳定电位：电荷交换速度平衡而物质交换速度不平衡时界面地电极电位极化电位：有电流通过时离平衡电位地地电极电位过电位：在一定电流密度下，电极电位偏离平衡电位地差值极化值：有电流通过时电极电位与静止电位地差值第五章、在电极界面附近地液层中，是否总存在三种传质方式？为什么？每种传质方式地传质速度如何表示答：电极界面附近地液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子地迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层地对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散.三种传质方式地传质速度可用各自地电流密度来表示.文档来自于网络搜索（公式自己输...）. 在什么条件下才能实现稳态扩散过程？实际稳态扩散过程地规律与理想稳态扩散过程有什么区别？答：一定强度地对流地存在是稳态扩散过程地前提.（区别见笔记）. 旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点地扩散层厚度是均匀地，因此电极表面各处地电流密度分布均匀.这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀地缺点.它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物地组成及其电极过程动力学规律.文档来自于网络搜索. 试比较扩散层、分散层和边界层地区别.扩散层中有没有剩余电荷？答：紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子地浓度梯度，这层叫做扩散层；电极表面地荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布，从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布，而具有一定地分散性，形成所谓分散层；靠近电极表面附近地液流层叫做边界层，越接近电极表面，其液流流速越小. 文档来自于网络搜索. 假定一个稳态电极过程受传质步骤控制，并假设该电极过程为阴离子在阴极还原.试问在电解液中加入大量局外电解质后，稳态电流密度应增大还是减小？为什么？文档来自于网络搜索答：当电解液中没有加入大量局外电解质，电迁移作用不能忽略，而该电极过程为阴离子在阴极还原，此时电迁移与扩散两者作用方向相反，起互相抵消地作用.因此在电解液中加入大量局外电解质后，扩散作用增大，稳态电流密度应增大.文档来自于网络搜索. 稳态扩散和非稳态扩散有什么区别？是不是出现稳态扩散之前都一定存在非稳态扩散阶段？为什么？答：稳态扩散与非稳态扩散地区别，主要看反应粒子地浓度分布是否为时间地函数，即稳态扩散时()，非稳态扩散时().稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段，因为反应初期扩散地速度比较慢，扩散层中各点地反应粒子是时间和距离地函数；而随着时间地推移，扩散地速度不断提高，扩散补充地反应粒子数与反应所消耗地反应粒子数相等，反应粒子在扩散层中各点地浓度分布不再随时间变化而变化，达到一种动态平衡状态.文档来自于网络搜索. 为什么在浓差极化条件下，当电极表面附近地反应粒子浓度为零时，稳态电流并不为零，反而得到极大值（极限扩散电流）？文档来自于网络搜索答：当电极表面反应粒子浓度下降到零，则反应粒子地浓度梯度达到最大值，扩散速度也最大，整个电极过程由扩散步骤来控制，这时地浓差极化称为完全浓差极化.意味着扩散过来一个反应粒子，立刻就消耗在电极反应上了，扩散电流也就达到了极大值.文档来自于网络搜索. 试用数学表达式和极化曲线说明稳态浓差极化地规律.答：. 什么是半波电位？它在电化学应用中有什么意义？答：当电流密度等于极限扩散电流密度地二分之一时地电极电位，叫做半波电位.半波电位代表指定氧化还原系统之特征性质，可以用来作为定性分析地依据.文档来自于网络搜索. 对于一个稳态电极过程，如何判断它是否受扩散步骤控制？答：可以根据是否出现浓差极化地动力学特征，来判别电极过程是否由扩散步骤控制.浓差极化地动力学特征如下：①当电极过程受扩散步骤控制时，在一定地电极电位范围内，出现一个不受电极电位变化影响地极限扩散电流密度，而且受温度变化地影响较小.②浓差极化地动力学公式..... 文档来自于网络搜索③电流密度和极限电流密度随着溶液搅拌强度地增大而增大.④扩散电流密度与电极表面地真实表面积无关，而与电极表面地表观面积有关.文档来自于网络搜索. 什么是过渡时间？它在电化学应用中有什么用途？答：在恒电流极化条件下使电极表面反应粒子浓度降为零所需要地时间，称为过渡时间.通常也把过渡时间定义为：从开始恒电流极化到电极电位发生突跃所经历地时间.利用过渡时间，可以测定电极体系地动力学参数.文档来自于网络搜索. 小结平面电极在不同极化条件下非稳态扩散过程地特点.答：①在完全浓差极化条件下，反应粒子表面浓度、扩散层有效厚度和扩散电流密度都随着时间而不断变化；②产物不溶时恒电位阴极极化下，反应粒子表面浓度不变，扩散层有效厚度和扩散电流密度都随着时间而不断变化；③在恒电流阴极极化下，电流密度恒定，反应粒子和产物粒子地表面浓度都是与√呈线性关系；电极电位随时间变负；文档来自于网络搜索. 从理论上分析平面电极上地非稳态扩散不能达到稳态，而实际情况下却经过一定时间后可以达到稳态.这是为什么？文档来自于网络搜索答：在理论上，当仅存在扩散作用时，反应粒子浓度随时间不断发生变化，始终不能建立稳态扩散.然而在实际情况下，由于液相中不可避免地存在对流作用，非稳态扩散过程不会持续很长地时间，当非稳态扩散层地有效厚度接近或等于由于对流作用形成地对流扩散层厚度时，电极表面地液相传质过程就可以转入稳态.文档来自于网络搜索. 球形电极表面上地非稳态扩散过程与平面电极有什么不同？答：平面电极只考虑了垂直于电极表面一维方向上地浓度分布，而对于球形电极，当扩散层地有效厚度大体上与电极表面曲率半径相当时，就要考虑三维空间地非稳态扩散.文档来自于网络搜索第六章.ψ电位地变化为什么会影响电化学反应步骤地速度？在什么条件下必须考虑这种响？答：电子转移步骤是在紧密层中进行地，影响反应活化能和反应速度地电位差是紧密层平面与电极表面之间地电位差，即紧密层电位（φψ）.当ψ电位不能忽略时，ψ电位变化就会影响电化学反应步骤地速度.在稀溶液中，尤其是电极电位接近于零电荷电位和发生表面活性物质特性吸附时，ψ电位在整个双电层电位差中占有较大地比重.因此，在这条件下，不得不考虑ψ电位地变化对电化学反应步骤速度地影响.文档来自于网络搜索. 当电极过程为电子转移步骤和扩散步骤共同控制时，其动力学规律有什么特点？答：从电化学极化和浓差极化共存时地动力学公式中可以看出，混合控制时地过电位是由两部分组成地（电化学过电位和浓差过电位）.文档来自于网络搜索. 根据极化电流密度，交换电流密度和极限扩散电流密度地相对大小，电极极化可能出现几种情况？各种情况下地稳态极化曲线地特征是什么？文档来自于网络搜索答：≤，≤时，电极几乎不发生极化，过电位很小，趋近于零；≤≤时，过电位基本上是由电化学极化引起地；≈≤时，过电位是由浓差极化引起地；≈≥时，过电位是由电化学极化和浓差极化共同作用地结果.文档来自于网络搜索. 对于≤地电极体系，电极过程有没有可能受扩散步骤控制？为什么？答：有.当电流密度较大，趋近于极限扩散电流密度时，电极过程就受扩散步骤控制.。
2018年-电化学原理与方法思考题
2018年-电化学原理与方法思考题电化学原理与方法复习思考题第一章绪论1.你认为电化学体系与其它电子导体构成的电路体系的根本区别是什么？2.简述电极反应的基本历程。
3.三电极体系指的是什么？三电极体系中有那些回路, 在每个回路中是否有电流流过？4.电化学反应与普通氧化还原反应的区别是什么？5.电化学测量过程中一般采用三电极体系，为什么？6.为什么电流或电流密度可以表示电化学反应的速度？第二章电极-溶液界面结构1.出现相间电势的可能原因有哪些？举例说明？2.解释概念：内电为、外电位、表面电势、电化学势、零电荷电势、3.金属/溶液相间平衡电势是如何建立的，以Zn|ZnSO4(α =1,水溶液)为例说明。
4.阐明电极|溶液界面双电层电容与紧密层和分散层电容的关系？5.理想极化电极和理想不极化电极。
6.金属电极中电子在各能级上是如何分布的？7.画出金属电极带净正电荷或负电荷时“电极/溶液”界面的电势分布曲线。
8.什么是ψ1效应？画出金属电极带净正电荷或负电荷并出现ψ1效应时的“电极/溶液”界面的电势分布曲线。
第三章传质过程动力学1.液相传质过程有哪些，写出它们的作用范围？2.液相传质过程有无电子转移？当该步骤成为电极过程的控速步骤时，该步骤的速度如何表示？为什么？3.当液相传质步骤成为电极过程的控速步骤时，能否应用能斯特方程？如果能应注意什么？为什么？4.什么是稳态和非稳态？造成稳态和非稳态的原因是什么？5.列出理想情况下和实际情况下的稳态扩散过程的电流表达式。
6.解释概念：扩散层的有效厚度、稳态极限扩散电流密度7.按以下情况列出电化学反应O＋ne R在液相传质为控制步骤下的稳态I~?曲线：反应生成独立相、反应产物可溶、开始反应前O与R均存在且可溶。
8.已知一个电化学反应，如何通过实验证明其是扩散控制过程？9.液相传质过程为控制步骤时，用恒电位阶跃的暂态动力学关系说明单纯扩散过程能否建立稳态传质过程。
10.解释液相传质过程为控制步骤时，恒电流阶跃暂态过程中“过渡时间”的概念及物理意义。
电化学原理思考题答案解析
第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同为什么2．理想极化电极和不极化电极有什么区别它们在电化学中有什么重要用途答：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。
3．什么是电毛细现象为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。
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。
4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零用什么办法能确定其表面带电状况答：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。
可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。
5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗为什么有这种关系（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。
）6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”7．双电层的电容为什么会随电极电位变化试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。
8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。
10．影响双电层结构的主要因素是什么为什么答：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。
电化学思考课后答案第五章
思考题1. 在电极界面附近的液层中，是否总是存在着三种传质方式？为什么？每一种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。
三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度j 来表示。
3. 旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。
这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。
它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
6. 稳态扩散和非稳态扩散有什么区别？是不是出现稳态扩散之前都一定存在非稳态扩散阶段？为什么？答：稳态扩散与非稳态扩散的区别，主要看反应离子的浓度分布是否为时间的函数，即稳态扩散时()i c f x =，非稳态扩散时(,)i c f x t =。
稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段，因为反应初期扩散的速度比较慢，扩散层中各点的反应粒子是时间和距离的函数；而随着时间的推移，扩散的速度不断提高，扩散补充的反应粒子数与反应消耗的反应离子数相等，反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，达到一种动态平衡状态。
习题6. 已知25℃时，在静止溶液中阴极反应Cu2++ 2e → Cu受扩散步骤控制。
Cu2+离子在该溶液中的扩散系数为1×10-5cm2/s，扩散层有效厚度为1.1×10-2cm，Cu2+离子的浓度为0.5mol/L。
试求阴极电流密度为0.044A/cm2时的浓差极化值。
7. 在含有大量局外电解质的0.1mol/LNiSO4溶液中，用旋转圆盘电极作阴极进行电解。
电化学原理思考题答案
2.为什么不能测出电极的绝对电位？我们平常所用的电极电位是怎么得到的？答：电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，相间电位中的内电位是无法直接测量的，故无法直接测出电极的绝对电位，我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。
不对，虽然有电位差，但是没有电流通过，所以不能转化为电能。
17、描述腐蚀原电池的特点所在。
①阴、阳极区肉眼可分或不可分，或交替发生；②体系不稳定 稳定，腐蚀过程是自发反应；③只要介质中存在氧化剂(去极化剂)，能获得电子使金属氧化，腐蚀就可发生；④腐蚀的二次产物对腐蚀影响很大；⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移，电子由低电位金属或地区传荷到电位高的金属或地区，再转移给氧化剂；⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四部分，缺一不可；⑦阴极、阳极反应相对独立，但又必须耦合，形成腐蚀电池；⑧ia=ic ，无净电荷积累；⑨腐蚀电池不对外作功，只导致金属腐蚀破坏的短路原电池。
原电池和电解池使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化除电子转移步骤之外，其他电极过程的单元步骤能否用电流密度来表示它们的速度？为什么？因为J=zFvr 对于我们所讨论的某一反应来说，zF为常数，故J与vr成正比。
这就是说，在电化学中总是习惯于用电流密度来表示反应速度。
由于在稳态下接续进行的各步骤速度都一样，所以在讨论液相传质等步骤时，也可用电流密度来表示它们的反应速度。
因此，在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度的同义语了。
己知电极反应在25℃时的反应速度为0.1 A/cm2。
根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为1.04 X 10-2mol/m2s，扩散步骤速度为0.1 mol/m2s。
试判断该温度下的控制步骤。
若这一控制步骤的活化能降低了12kJ/mol，会不会出现新的控制步骤?[解〕因为电极反应速度可用电流密度表示，即J=nFv，所以对电子转移步骤，其反应速度可表示为j电子=nFv电子。
已知n=1，故 j电子=1x96500 x 1. 04 x 10-2≈0.1A/cm2同理J扩散=nFv扩散=1x96500x0.1=0.965A/cm2已知整个电极反应速度为0. 1 A/cm2,所以可判断速度控制步骤是电子转移步骤。
电化学原理及应用习题答案
ΔGc=ΔGc,0-nF|Φ| + (1-a)nF|Φ|=ΔGc,0-anF|Φ|=ΔGc,0+anFΦ ΔGa=ΔGa,0 + (1-a)nF|Φ|=ΔGa,0-(1-a)nFΦ
作业： 25℃下，在一个搅拌溶液中，有0.01 M 的R 和0.01 M 的R-，在面积为0.1 cm2的电极上还原R为R-所得下 列数据， η（mV) i(μA) -100 45.9 -120 62.6 -150 100 -500 96.5 -600 96.5 1.描出 ln(i)-η的Tafel曲线； 2.求体系的i0,k0,α,Rct
nFA πD = 2iτ 1/ 2 / C * = 2×136× 42 / 0.69mM = 2×33.3× 7 / C(Cd2+)
C(Cd2+)=0.069 mM
电势由零降低为φ时，活化能的变化，图示说明。 anF|Φ| (1-a)nF|Φ| ΔGc ΔGc,0
nF|Φ|
ΔGa
ΔGa,o
Φ<0
Z re = RΩ + Rct = 31.25 Ω 2 2 1 + ω 2Cd Rct
2 ωCd Rct = 41.56 Ω Z im = 2 2 1 + ω 2Cd Rct
得，Rct=103 Ω 交换电流: i0=RT/(nFRct)= 8.314x298/(96500x102.51)=2.5x10-4 A 标准速率常数：k0=i0/(nFAc01-acRa)=2.5x10-4/(96500x1 cm2x0.001/1000 mol.cm3)=2.59x10-3 cm/ct= RT/Fi0=0.0256/9.6 MΩ=2667 Ω k0 = i0/(FACo(1-a)CR(a)) =9.6μA/(96500x0.1 cm2 x 0.01÷1000 mol.cm3) = 9.95x10-5 cm/s =1x10-4cm/s=10-6 m/s
第八、九、十章电化学习题及参考答案.doc
第八' 九' 十章电化学习题及参考答案一、选择题1.下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：（）A. 0.1 mol-dm-3 KC1 水溶液B. 0.001 mol-dm-3 HC1 水溶液C. 0.001 mol-dm-3 KOH 水溶液D. 0.001 mol-dm-3 KC1 水溶液2.在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率兀与摩尔电导/\m变化为：（）A.兀增大，/\m增大B. K增大,/\m减少C. 减少，/\m增大D.兀减少，/\m减少3.分别将CuSCU、H2S6、HC1、NaCl AO.l mol-dm-3降低到0.01 moLdm® 则/\m 变化最大的是：（）A. CuS04B. H2SO4C. NaClD. HC14.用同一电导池测定浓度为0.01和0.10 mol-dm-3的同一电解质溶液的电阻，前者是后者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为：（）A. 1 : 1B.2 : 1C. 5: 1D.10: 15.在Hittorff法测迁移数的实验中，用Ag电极电解AgNCh溶液，测出在阳极部AgNOs的浓度增加了xmol,而串联在电路中的Ag库仑计上有;ymol的Ag析出，则Ag+离子迁移数为：（）A. x/yB. y/xC. （x-y）/xD. （y-x）/y6.用同一电导池分别测定浓度为0.01 mol/kg和0.1 mol/kg的两个电解质溶液，其电阻分别为1000 Q和500 Q,则它们依次的摩尔电导率之比为：（）A. 1 : 5B. 5 : 1C. 10 : 5D. 5 : 107.在lOcm?浓度为lmol.dnf3的KOH溶液中加入lOcm?水，其电导率将：（）A.增加B.减小C.不变D.不能确定8.下列电解质水溶液中摩尔电导率最大的是：（）A. 0.001 mol/kg HAcB. 0.001 mol/kg KC1C. 0.001 mol/kg KOHD. 0.001 mol/kg HC19.浓度均为m的不同价型电解质，设1-3价型电解质的离子强度为厶，2-2价型电解质的离子强度为72,则：（）A. Ii ＜ hB./I =/2C./I= 1.5/2D.无法比较厶和72 大小10.在25 °C, 0.002 mol/kg的CaCb溶液的离子平均活度系数（Z±）b 0.02 mol/kg CaSCk溶液的离子平均活度系数（/±）2,那么：（）A.（r±）i＜（r±）2B.（r±）i＞（r±）2 c.（r±）i = （r±）2 D.无法比较大小11.下列电解质溶液中，离子平均活度系数最大的是：（）A. 0.01 mol/kg NaClB. 0.01 mol/kg CaChC. 0.01 mol/kg LaChD. 0.01 mol/kg CuSO412.0.001 mol/kg K2SO4 和0.003 mol/kg 的NazSCU 溶液在298 K 时的离子强度是：（）A. 0.001 mol/kgB. 0.003 mol/kgC. 0.002 mol/kgD. 0.012 mol/kg13・下列说法不属于可逆电池特性的是：（）「A.电池放电与充电过程电流无限小B.电池的工作过程肯定为热力学可逆过程C.电池内的化学反应在正逆方向彼此相反D.电池所对应的化学反应厶rGm=014.下列电池中，哪个电池的电动势与C1-离子的活度无关？（）A. Zn | ZnC12（aq） | Ch（g） | PtB. Zn | ZnCh（aq） II KCl（aq） | AgCl（s） | AgC. Ag I AgCl（s） I KCl（aq） | Ch（g） | PtD. Hg | Hg2Cl2（s） | KCl（aq） II AgNCh（aq）| Ag15.下列电池中，哪个电池反应不可逆：()A. Zn|Zn2+||Cu2+| CuB. Zn|H2SO4| CuC. Pt,H2(g)|HCl(aq)|AgCl,AgD. Pb,PbSO4|H2SO4|PbSO4,PbO216.下列反应AgCl(s) + I- ^Agl(s) + Cl-其可逆电池表达式为：( )A. Agl(s) |I-| Cl-| AgCl(s)B. Agl(s) 11-|| Cl-| AgCl(s)C. Ag(s),AgCl(s) | Cl-ll I-| AgI(s),Ag(s)D. Ag(s),AgI(s) 11-|| Cl-| AgCl(s),Ag(s)17.电池电动势与温度的关系为：E/V= 1.01845-4.05X 10-5(t/°C-20)-9.5X 10-7(t/°C-20)2, 298 K时电池可逆放电，则：( )A. Q>0B. Q<0C. Q = 0D.不能确定18.某燃料电池的反应为：H2(g) + 02(g) — H2O(g)在400K时的"Hm和ZkrSm分别为-251.6 kJ/mol和-50 J/(K• mol),则该电池的电动势为：( )A. 1.2 VB. 2.4 VC. 1.4 VD. 2.8 V19.若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热：()A.放热B.吸热C.无热D.无法确定20.某电池在标准状况下，放电过程中，当Qr= -200 J时，其熠变AH为：()A. AH= -200 JB. AH< -200 JC. AH = 0D. AH> -200 J21.有两个电池，电动势分别为Ei和E：H2(/?) I KOH(0.1 mol/kg) | O2(p) EiH2(p) I H2S04(0.01 mol/kg) | O2(p) Ei比较其电动势大小：()A. EK E2B. E I〉E2C. E I= EiD.不能确定22.在恒温恒压条件下，以实际工作电压E'放电过程中，电池的反应热Q等于：()A. AH - zFE'B. AH + zFE'C. TASD. TAS - zFE'23.已知：(l)Cu | Cu2+(t?2)II Cu2+(oi) | Cu 电动势为Ei(2)Pt | Cu2+(a2),Cu+(R) II Cu2+(ai),Cu+(a') | Pt 电动势为E,则：()A. Ei= EiB. Ei = 2 £2C. Ei < EzD. Ez24.在298 K将两个Zn(s)极分别浸入Zn2+离子活度为0.02和0.2的溶液中，这样组成的浓差电池的电动势为：()A. 0.059 VB. 0.0295 VC. -0.059 VD. (0.0591g0.004) V25.巳知下列两个电极反应的标准还原电势为：Cu2++2e— Cu, T= 0.337 VCu++e— Cu, 0.521V,由此求算得Cu2++e^ Cu+的严等于：( )A. 0.184 VB. -0.184 VC. 0.352 VD. 0.153 V26.电池Pb(Hg)(ai) | Pb2+(aq) | Pb(Hg)(a2)要使电动势E>0,则两个汞齐活度关系为：()A. a\>aiB. ai= a2C. a\<aiD. ai 与a2 可取任意值27.下列电池中，液体接界电位不能被忽略的是：( )A. Pt,H2(pi)|HCl(mi)|H2(p2),PtB. Pt,H2(jt?i)|HCl(mi)|HCl(m2)|H2(p2), PtC. Pt,H2(pi)|HCl(mi)||HCl(m2)|H2(p2),PtD. Pt,H2(pi)|HCl(mi)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt 28•测定溶液的pH值的最常用的指示电极为玻璃电极，它是：()A.第一类电极B.第二类电极C.氧化还原电极D.氢离子选择性电极29.已知298 K 时，敢Ag+,Ag) = 0.799 V,下列电池的E 为0.627 V, Pt,H2 | H2SO4(aq) | Ag2SO4(s) | Ag(s)则Ag2SO4的活度积为：( )A. 3.8X10-7B. 1.2X10-3C. 2.98xl0-3D. 1.52xl0-630.当电池的电压小于它的开路电动势时，则表示电池在：( )A.放电B.充电C.没有工作D.交替地充放电31.下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：()A.1、4B. 1、3C. 2、3D. 2、432.在电解硝酸银溶液的电解池中，随着通过的电流加大，那么：()A.阴极的电势向负方向变化B.阴极附近银离子浓度增加C.电解池电阻减小D.两极之间的电势差减少33.电极电势E的改变可以改变电极反应的速度，其直接的原因是改变了：( )A.反应的活化能B.电极过程的超电势C.电极与溶液界面双电层的厚度D.溶液的电阻34.用铜电极电解CuC12的水溶液，在阳极上会发生：( )A.析出氧气B.析出氯气C.析出铜D.铜电极溶解35.25°C时,H2在锌上的超电势为0.7 V, ^(Zn2+/Zn) = -0.763 V,电解一含有Zn2+(«=0.01)的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在( )A. pH >2.06B. pH >2.72C. pH >7.10D. pH >8.0236.通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液，已知：^(Fe2+/Fe) = -0.440 V, ^(Ca2+/Ca) = -2.866 V, ^(Zn2+/Zn) = -0.7628 V, ^(Cu2+/Cu) = 0.337 V当不考虑超电势时，在电极上金属析出的次序是：()A. Cu f Fe f Zn f CaB. Ca f Zn f Fe f CuC. Ca f Fe f Zn f CuD. Ca f Cu f Zn f Fe37.用Pt电极电解CdSCk溶液时，决定在阴极上是否发生浓差极化的是：()A.在电极上的反应速率(若不存在浓差极化现象)B. C(P+从溶液本体迁移到电极附近的速率C.氧气从SO*-溶液本体到电极附近的速率D. OH-从电极附近扩散到本体溶液中的速率.38.298 K、0.1 mol/dms的HC1溶液中，氢电极的热力学电势为-0.06 V,电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势E(H2)为：()A.大于-0.06 VB.等于-0.06 VC.小于-0.06 VD.不能判定参考答案l. B 2.B 3.A 4.A 5.D 6.B 7.B 8.D 9.C 10.B 11.A12.D 13.D 14.C 15.B 16.D 17.B 18.A 19.D 20.B21.C22.B 23.A 24.B 25.D 26.A 27.B 28.D 29.D 30.A 31.B32.A 33.A 34.D 35.A 36.A 37.D 38.C二、计算题：1.某电导池中充入0.02 mol-dm-3的KC1溶液，在25°C时电阻为250 Q,如改充入6xl0-5 mol-dm 3 NH3 H2O溶液，其电阻为IO' 0。
电化学原理思考题答案
电化学原理思考题答案（注：我只做了老师要求做的）第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？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。
3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。
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。
4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？答：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。
可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。
5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。
）6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？7．双电层的电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。
8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系？9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。
10．影响双电层结构的主要因素是什么？为什么？答：静电作用和热运动。
电化学思考课后答案第六章
电化学思考课后答案第六章思考题3. 从理论上推导电化学⽅程式（巴特勒-伏尔摩⽅程），并说明该理论公式与经验公式的⼀致性。
答：电化学极化处于稳定状态时，外电流密度必定等于（j j =v w），也就是等于电⼦转移步骤的净反应速度（即净电流密度j 净）。
由于电⼦转移步骤是控制步骤，因⽽j 净也应是整个电极反应的净反应速度。
这样，根据电⼦转移步骤基本公式，易得稳态电化学极化时电极反应的速度与电极电位之间关系。
即j=j 净。
将公式 j 净= 0F F RT RT j e e a b j j -D D 轾犏-犏臌代⼊上式，则 0F F RT RT j j e e a b j j -D D 轾犏=-犏臌（1）式（1）就是单电⼦电极反应的稳态电化学⽅程式，也称巴特勒-伏尔摩⽅程。
若电极反应净速度预⽤正值表⽰时，可⽤j c 代表阴极反应速度，⽤j a 表⽰阳极反应速度，将式（1）分别改写为0c c F F RT RT c j j j j e e a b h h -轾犏=-=-犏臌v w （2） 0a a F F RT RT a j j j j e e b a h h -轾犏=-=-犏臌w v （3）当过电位很⼤时，相当于双曲线函数x 值很⼤，即式（2）中有如下关系c c F F RT RT e ea b h h -?可以忽略（2）中右边第⼆个指数项，即 0c F RT c j j e a h -? （4）两边取对数02.3 2.3log c c RT RT j j F Fh a a =-+ （5）同理，对于阳极极化为0a F RT a j j eb h -? （6） 02.3 2.3log a a RT RT j j F Fh b b =-+ （7）式（5）和式（7）即为⾼过电位时巴特勒-伏尔摩⽅程近似公式。
与电化学极化的经验公式——塔菲尔公式（log a b j h =+）相⽐，可看出两者是完全⼀致的。
这表明电⼦转移步骤的基本动⼒学公式和巴特勒-伏尔摩⽅程的正确性得到了实践的验证。
电化学原理思考题答案解析
第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？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。
3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。
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。
4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？答：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。
可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。
5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。
）6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？7．双电层的电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。
8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系？9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。
10．影响双电层结构的主要因素是什么？为什么？答：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。
电化学原理思考题答案解析
第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？ 2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？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。
3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？答：电毛细现象是指界面力随电极电位变化的现象。
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，而界面力力图使界面缩小，两者作用效果相反，因此带电界面的力比不带电时小，且电荷密度越大，界面力越小，因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。
4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？答：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。
可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。
5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。
）6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？ 7．双电层的电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。
8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系？ 9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。
10．影响双电层结构的主要因素是什么？为什么？答：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。
化工原理第三版（陈敏恒）上、（下册）课后思考题答案（精心整理版）
化工原理第三版（陈敏恒）上、（下册）课后思考题答案（精心整理版）第一章流体流动1、什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?连续性假设：假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多。
2、描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态；欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。
3、粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?粘性的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
4、静压强有什么特性?①静止流体中，任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于某一点不同方向上的静压强在数值上是相等的；③压强各向传递。
7、为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?由静力学方程可以导出)g -H(p 热冷ρρ=?，所以H 增加，压差增加，拔风量大。
8、什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?均匀分布指速度分布大小均匀；均匀流段指速度方向平行、无迁移加速度。
9、伯努利方程的应用条件有哪些?重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。
12、层流与湍流的本质区别是什么?区别是否存在流体速度u 、压强p 的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。
13、雷诺数的物理意义是什么?物理意义是它表征了流动流体惯性力与粘性力之比。
14、何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?232d luμ?=应用条件：不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。
15、何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?当壁面凸出物低于层流层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。
电化学思考课后答案第七章
电化学思考课后答案第七章思考题1. 研究氢电极过程和氧电极过程有什么实际意义答：在电化学研究和电化学测试中，标准氢电极的电极电位是公认的电极电位基准；氯碱⼯业，燃料电池，电镀，电解，⾦属腐蚀等过程都与氢电极和氧电极的反应过程有密切关系，有些会带来危害，有些会带来好处。
因此，为了合理地应⽤氢电极和氧电极过程为⼈类服务，有必要对氢电极过程和氧电极过程进⼊深⼊的研究。
2. 为什么氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下会有较⼤差别答：氢电极和氧电极的反应历程⾮常复杂，在电极过程中，存在各种中间步骤和中间产物，⼀旦反应条件发⽣改变，反应就会发⽣变化，控制步骤也可能发⽣变化，产物也因此不同。
所以氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下，会有较⼤差别。
3. 析氢过程的反应机理有哪⼏种理论试推导出它们的动⼒学公式，并说明它们各⾃适⽤范围。
答：迟缓放电机理、迟缓复合机理、电化学脱附机理迟缓放电机理动⼒学公式推导：迟缓放电机理认为电化学步骤是整个电极过程的控制步骤，于是可以认为电化学极化⽅程式适⽤于氢离⼦的放电还原过程。
当0c j j ?时，可直接得到0ln ln H c RT RT j j aF aFh =-+ 或 02.3 2.3lg lg H c RT RT j j aF aF h =-+⼀般情况下a =，将a 的树脂代⼊上式，则有02.32 2.32lg lg H c RT RT j j F Fh 创=-+ 若令 02.32lg 2.32RT j a F RT b F′-=′= 则原式变为lg H c a b j h =+迟缓复合机理：假定复合脱附步骤是控制步骤，吸附氢的表⾯覆盖度按照下式⽐较缓慢地随过电位⽽变化：=exp MA MA H F RT b q q h 骣÷?÷?÷桫则有 2.3lg 2H c RT C j Fh b =+ 同理，假定氢原⼦的表⾯覆盖度很⼤，以⾄于可以认为1MA q ?，若将其代⼊电化学脱附的反应速度式，经过取对数整理得：（电化学脱附机理）2.3lg H c RT C j aFh =+ 迟缓放电机理是在汞电极上进⾏的，所得结论对汞电极上的析氢反应完全适⽤。
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第五章思考题1.在电极界面附近的液层中，是否总是存在着三种传质方式？为什么？每一种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。
三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J来表示。
2.在什么条件下才能实现稳态扩散过程？实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有什么区别？答：当电极反应所消耗的反应粒子数和扩散补充来的反应粒子数相等，就可以达到一种动态平衡状态，即扩散速度与电极反应速度相平衡。
这时反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，而仅仅是距离的函数；扩散层的厚度不再变化；离子的浓度梯度是一个常数，这就是稳态扩散过程。
理想条件下，人为地把扩散区和对流区分开了，因此理想稳态扩散过程中，扩散层有确定的厚度；而实际情况下，扩散区与对流区是相互重叠、没有明显界限的，只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。
二者在扩散层内都是以扩散作用为主。
因此二者具有相似的扩散动力学规律，但推导实际情况下的稳态扩散动力学公式需要借用理想稳态扩散的动力学公式。
3.旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。
这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。
它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
4.试比较扩散层、分散层和边界层的区别。
扩散层中有没有剩余电荷？答：根据扩散传质理论，紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子的浓度梯度，这层叫做扩散层；电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布，从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布，而具有一定的分散性，形成所谓分散层；靠近电极表面附近的液流层叫做边界层，越接近电极表面，其液流流速越小。
5.假定一个稳态电极过程受传质步骤控制，并假设该电极过程为阴离子在阴极还原。
试问在电解液中加入大量局外电解质后，稳态电流密度应增大还是减小？为什么？答：当电解液中没有加入大量局外电解质，电迁移作用不能忽略，而该电极过程为阴离子在阴极还原，此时电迁移与扩散两者作用方向相反，起互相抵消的作用。
因此在电解液中加入大量局外电解质后，扩散作用增大，稳态电流密度应增大。
6.稳态扩散和非稳态扩散有什么区别？是不是出现稳态扩散之前都一定存在非稳态扩散阶段？为什么？答：稳态扩散与非稳态扩散的区别，主要看反应粒子的浓度分布是否为时间的函数，即稳态扩散时c i=f(x)，非稳态扩散时c i=f(x,t)。
稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段，因为反应初期扩散的速度比较慢，扩散层中各点的反应粒子是时间和距离的函数；而随着时间的推移，扩散的速度不断提高，扩散补充的反应粒子数与反应所消耗的反应粒子数相等，反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，达到一种动态平衡状态。
7.为什么在浓差极化条件下，当电极表面附近的反应粒子浓度为零时，稳态电流并不为零，反而得到极大值（极限扩散电流）？答：当电极表面反应粒子浓度下降到零，则反应粒子的浓度梯度达到最大值，扩散速度也最大，整个电极过程由扩散步骤来控制，这时的浓差极化称为完全浓差极化。
意味着扩散过来一个反应粒子，立刻就消耗在电极反应上了，扩散电流也就达到了极大值。
8.试用数学表达式和极化曲线说明稳态浓差极化的规律。
答：9.什么是半波电位？它在电化学应用中有什么意义？答：当电流密度等于极限扩散电流密度的二分之一时的电极电位，叫做半波电位。
半波电位代表指定氧化-还原系统之特征性质，可以用来作为定性分析的依据。
10.对于一个稳态电极过程，如何判断它是否受扩散步骤控制？答：可以根据是否出现浓差极化的动力学特征，来判别电极过程是否由扩散步骤控制。
浓差极化的动力学特征如下：①当电极过程受扩散步骤控制时，在一定的电极电位范围内，出现一个不受电极电位变化影响的极限扩散电流密度j d，而且j d受温度变化的影响较小，即j d的温度系数较小。
②浓差极化的动力学公式P171。
③电流密度j和极限电流密度j d随着溶液搅拌强度的增大而增大。
④扩散电流密度与电极表面的真实表面积无关，而与电极表面的表观面积有关。
11.什么是过渡时间？它在电化学应用中有什么用途？答：在恒电流极化条件下使电极表面反应粒子浓度降为零所需要的时间，称为过渡时间。
通常也把过渡时间定义为：从开始恒电流极化到电极电位发生突跃所经历的时间。
利用过渡时间，可以测定电极体系的动力学参数。
12.小结平面电极在不同极化条件下非稳态扩散过程的特点。
答：①在完全浓差极化条件下，反应粒子表面浓度、扩散层有效厚度和扩散电流密度都随着时间而不断变化；②产物不溶时恒电位阴极极化下，反应粒子表面浓度不变，扩散层有效厚度和扩散电流密度都随着时间而不断变化；③在恒电流阴极极化下，电流密度恒定，反应粒子和产物粒子的表面浓度都是与√t呈线性关系；电极电位随时间变负；13.从理论上分析平面电极上的非稳态扩散不能达到稳态，而实际情况下却经过一定时间后可以达到稳态。
这是为什么？答：在理论上，当仅存在扩散作用时，反应粒子浓度随时间不断发生变化，始终不能建立稳态扩散。
然而在实际情况下，由于液相中不可避免地存在对流作用，非稳态扩散过程不会持续很长的时间，当非稳态扩散层的有效厚度接近或等于由于对流作用形成的对流扩散层厚度时，电极表面的液相传质过程就可以转入稳态。
14.球形电极表面上的非稳态扩散过程与平面电极有什么不同？答：平面电极只考虑了垂直于电极表面一维方向上的浓度分布，而对于球形电极，当扩散层的有效厚度大体上与电极表面曲率半径相当时，就要考虑三维空间的非稳态扩散。
15.滴汞电极有哪些优点？它在电化学领域中都有什么重要用途？答：滴汞电极属微电极，面积很小，具有均匀的表面性质，减少杂质粒子的吸附，因此在滴汞电极上进行的电极过程有较好的重现性；利用滴汞电极可以进行有关电极反应历程的研究，测定双电层结构及电极表面吸附行为等。
16.在使用滴汞电极时，应了解它的哪些基本性质？答：流汞速度、滴下时间、汞滴面积、瞬间电流、平均电流。
？17.什么是依科维奇公式？为什么在推导该公式过程中要引入修正系数√73答：依科维奇公式是用于计算滴汞电极的瞬间电流的公式。
推导该公式时由于要。
考虑到汞滴膨胀而引起的扩散层的减薄效应，所以要引入修正系数√7318.什么叫极谱波？它在电化学领域中有什么重要用途？答：在滴汞电极上把非稳态扩散性质平均化了的极化曲线，叫做极谱波。
利用极谱波，可以判断参加反应的是何种物质，还可以进行定性的电化学分析并判断电极反应的进程。
第六章思考题1.人们从实验中总结出的电化学极化规律是什么？电化学极化值的大小受哪些因素的影响？答：人们从实验中总结出的最重要的电化学极化规律经验公式——塔菲尔公式η=a+blogj。
极化值的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关。
2．试用位能图分析电极电位对电极反应Cu2++2e⇌Cu（一次转移两个电子）的反应速度的影响。
答：3.从理论上推导电化学极化方程式（巴特勒-伏尔摩方程），并说明该理论公式与经验公式的一致性。
答：4.电化学反应的基本动力学参数有哪些？说明它们的物理意义。
答：传递系数、交换电流密度和电极反应速度常数通常被认为是基本的动力学参数。
传递系数α和β的物理意义是电极电位对还原反应活化能和氧化反应活化能影响的程度。
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，也可以说是平衡状态下，氧化态粒子和还原态粒子在电极/溶液界面的交换速度。
电极反应速度常数是交换电流密度的一个特例，是指定条件——电极电位为标准电极电位和反应粒子浓度为单位浓度——下的交换电流密度。
5.既然平衡电位和交换电流密度都是描述电极反应平衡状态的特征参数，为什么交换电流密度能说明电极反应的动力学特征？答：对处于平衡态的电极反应来说，它既具有一定的热力学性质，又有一定的动力学特性。
这两种性质分别通过平衡电位和交换电流密度来描述，二者之间并无必然的联系。
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，所以，交换电流密度本身就表征了电极反应在平衡状态下的动力学特性。
6.为什么要引入电极反应速度常数的概念？它与交换电流密度之间有什么联系和区别？答：交换电流密度的数值随反应物质的浓度改变而改变，所以应用交换电流密度描述电极体系的动力学性质时，必须注明各反应物的浓度，很不方便。
为此，引入了与反应物质浓度无关的电极反应速度常数。
电极反应速度常数是交换电流密度的一个特例，是指定条件——电极电位为标准电极电位和反应粒子浓度为单位浓度——下的交换电流密度。
7.可以用哪些参数来描述电子转移步骤的不可逆性？这些参数之间有什么联系与区别？答：可以用交换电流密度来描述电子转移步骤的可逆性。
交换电流密度大，反应易于进行的电极反应，其可逆性也大，表示电极体系不容易极化。
8. ψ1电位的变化为什么会影响电化学反应步骤的速度？在什么条件下必须考虑这种影响？答：电子转移步骤是在紧密层中进行的，影响反应活化能和反应速度的电位差是紧密层平面与电极表面之间的电位差，即紧密层电位（φ-ψ1）。
当ψ1电位不能忽略时，ψ1电位变化就会影响电化学反应步骤的速度。
在稀溶液中，尤其是电极电位接近于零电荷电位和发生表面活性物质特性吸附时，ψ1电位在整个双电层电位差中占有较大的比重。
因此，在这条件下，不得不考虑ψ1电位的变化对电化学反应步骤速度的影响。
9. 在ZnSO 4溶液中电解时阴极反应是Zn 2++2e −→Zn 。
在ZnO 和NaOH 混合溶液中电解时的阴极反应是Zn(OH)42−+2e −→Zn +4OH −。
在这两种溶液中，ψ1电位的变化对阴极反应速度的影响是否相同？为什么？设传递系数α→=12。
答：不相同。
当阳离子在阴极还原时，ψ1电位变正，阴极反应速度减小；阴离子在阴极还原时，由于强烈的ψ1效应而使电化学极化曲线表现出特殊形状。
10. 多电子转移步骤的动力学规律与单电子转移步骤的动力学规律是否一样？为什么？答：多电子电极反应的动力学规律是由其中组成控制步骤的某一个单电子转移步骤（多为单电子反应）所决定的，因而它的基本动力学规律与单电子转移步骤（单电子电极反应）是一致的，基本动力学参数（传递系数和交换电流密度等）都具有相同的物理意义，仅仅由于反应历程的复杂程度不同，在数值上有所区别而已。
11. 当电极过程为电子转移步骤和扩散步骤共同控制时，其动力学规律有什么特点？答：从电化学极化和浓差极化共存时的动力学公式中可以看出，混合控制时的过电位是由两部分组成的（电化学过电位和浓差过电位）。