现代电化学练习答案.pdf

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1、练习1答案一、解释下列概念（每个概念2分，共28分）1.电极反应：发生在电极/溶液界面的氧化还原反应2.阳极、阴极：发生氧化反应的电极为阳极；发生还原反应的电极为阴极3.电极过程：电极反应及相关传质过程4.电极反应的“控制步骤”：电极反应的最慢步骤5.极化：电极电势偏离平衡电极电势的现象阴极极化：电极上通过阴极电流时，电极电势负移，成为阴极极化阳极极化：电极上通过阳极电流时，电极电势正移，成为阳极极化超电势：电极电势与平衡电极电势的差6.特性吸附：电极表面和活性粒子之间出现的在性质及强度上与化学键类似的相互作用7.相对电极电势：待测电极与参比电极所组成的电池回路的电压氢标

2、电势；电极相对于标准氢电极的电极电势8.理想极化电极；不发生任何电极反应的电极体系，或交换电流密度i0为0的电极体系9.零电荷电势：电极表面不带有任何剩余电荷时的电势二、判断下列表述是否正确（每个2分，共14分）1.电化学反应本质上是一种氧化还原反应（√）2.电池的阳极是正极，阴极是负极（×）3.电解池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应（×）4.电池放电时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应（√）5.电势越高，越有利于氧化反应的进行；电势越低，越有利于还原反应的进行（√）6.零电荷电势是电极的绝对电极电势（×）7.大多数无机阴离子具有特性吸附特征，是表面活性物质（√）三

3、、简答题（1-7题每题7分.第8题9分）1.简述电极过程的基本历程：（1）.反应粒子从本体溶液向电极表面传递—液相传质步骤；（2）.在电极表面上得到或失去电子，生成反应产物—电化学步骤；（3）.反应产物生成新相，例如：结晶或生成气体；或反应产物从电极表面向本体溶液传递—液相传质步骤；2.简述电极过程的主要特征：（1）.分区进行的氧化还原反应；（2）.“电极/溶液”界面电场对电极反应具有活化作用，它不仅可以改变反应速度，而且可以改变平衡点.3.试述双电层的理论模型：（1）“电极/溶液”界面两侧存在剩余电荷（电子与离子电荷）所引起的界面双电层。界面双电层包括“紧密层”与“分散

4、层”两部份;（2）“紧密层”性质取决于界面层的结构，特别是两相中剩余电荷能相互接近的程度.无机阳离子由于水化程度较高，一般不能逸出水化球而直接吸附在电极表面上，其“紧密层”由水偶极分子所形成的内Helmholtz层和水化阳离子所形成的外Helmholz层所构成;大多数阴离子由于水化程度较低，又能进行特性吸附，能逸出水化膜，取代水偶极层中的水分子而直接吸附在电极表面上，其“紧密层”由水偶极分子和吸附阴离子所形成的内Helmholtz层和水化阴离子所形成的外Helmholz层所构成;（3）“紧密层”中的电势分布呈线性，“分散层”中的电势分布为非线性.4.简述电极/溶液界面的形

5、成机制：（1）、离子双电层：由电极表面的剩余电荷与溶液中与之1相反的离子组成；（2）、离子特性吸附：由吸附于电极表面的离子电荷，以及由这层电荷所吸引的另一层离子电荷组成；（3）、偶极子的定向排布：由电极表面定向排列的偶极分子组成.5.相对于常规电解电容，为什么电化学双电层电容器具有高的比电容值（F/g)？A电容表达式为：Ck0，电化学双电层电容器一般纳米多孔结构材料，具有高的比表面；d且介电介质为分子级薄层，d非常小，因此比电容高.6.为什么在无机盐溶液中，溶液较稀时，微分电容Cd有极小值？电极表面荷正电时，Cd值较大？因为溶液较稀时，溶液中离子的热运动加剧，导致界面

6、双电层的分散层增厚，微分电容出现极小值；当电极表面荷正电时，溶液中的阴离子容易在电极表面发生特性吸附，使得双电层厚度减小，因此，Cd值较大.7.在电化学中为什么要研究“吸附现象”？主要原因是电极/溶液界面的吸附会对电极过程动力学产生重大影响：（1）表面活性粒子不参与电极反应。它们的吸附会改变电极表面状况和双电层中电位的分布，从而影响反应粒子在电极表面的浓度和电极反应的活化能，从而影响电极反应速度；（2）表面活性粒子是反应粒子或反应产物时（包括中间产物），就会直接影响到有关分步步骤的动力学规律。8.为什么不同物质发生特性吸附的能力不同，同一物质在不同电极体系中的吸附行为也不

7、相同？发生特性吸附涉及以下能量变化：①表面活性粒子的脱水化或部分脱水化—G1②电极表面水分子脱附——G2③电极与活性粒子发生短程相互作用——G3不同物质G1和G3不同，总的自由能变化不同；同一物质在不同电极体系中，G2和G3不同，总的自由能变化也不相同，因此，不同物质发生特性吸附的能力不同，同一物质在不同电极体系中的吸附行为也不相同.练习2答案一、解释下列概念1.电化学极化;2.浓差极化；3.对流、扩散、电迁移；4.稳态扩散非稳态扩散；5.扩散层厚度有效扩散层厚度；26.传递系数交换电流密度标准反应速度常数