電化學(xué)復(fù)習(xí)模板

電化學(xué)復(fù)習(xí)模板電化學(xué)復(fù)習(xí)模板電化學(xué)復(fù)習(xí)模板電化學(xué)基本看法和基根源理1.研究對象：電化學(xué)系統(tǒng)；組成、分類及要素功能。電化學(xué)是研究電能與化學(xué)能(內(nèi)能)間相互轉(zhuǎn)變過程規(guī)律的學(xué)科，是現(xiàn)代應(yīng)用性核心學(xué)科之一。電極系統(tǒng)：由第一類導(dǎo)體與第二類導(dǎo)體相接觸組成的系統(tǒng)。電極的功能是：經(jīng)過表面上的氧化或還原反響，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)系統(tǒng)中的兩類不相同導(dǎo)電體系的變換（界面聯(lián)接）。第一類導(dǎo)體：凡是依靠物體內(nèi)部自由電子的定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電的物體，即載流子為自由電子（或空穴）的導(dǎo)體，叫做電子導(dǎo)體，也稱第一類導(dǎo)體。第二類導(dǎo)體：凡是依靠物體內(nèi)的離子運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電的導(dǎo)體叫做離子導(dǎo)體，也稱第二類導(dǎo)體。電化學(xué)系統(tǒng)：由兩個(gè)電極相聯(lián)接，并與外電路串通成回路和有電流經(jīng)過的系統(tǒng)。研究型電化學(xué)系統(tǒng)----三電極系統(tǒng)：研究電極、輔助電極、參比電極。三電極系統(tǒng)，用于測定單一電極（作研究電極）的極化行為，可是陰極或陽極。（1）研究（工作）電極，由導(dǎo)電資料和反響活性物質(zhì)組成。（2）參比電極，電極電勢的參比標(biāo)準(zhǔn)物。（3）輔助（對）電極組成，與工作電極組成極化回路，控制極化條件，多采用鉑黑電極。應(yīng)用型電化學(xué)系統(tǒng)----電解池、原電池、腐化原電池。組成要素：陰極、陽極、電解液、隔斷器和外面單元。電解池：強(qiáng)電流在電化學(xué)系統(tǒng)中經(jīng)過并促使電化學(xué)反響反生。原電池：能自覺將電流送到外電路中做功。腐化電池：能自覺進(jìn)行，不對外做功，只起破壞金屬的作用。電解液：⑴水溶液，是最常用的種類。⑵有機(jī)溶劑的溶液，有機(jī)溶劑有：乙腈（AN）、二甲基亞砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、四氫呋喃（THF）、碳酸二甲酯（DMC）等；電解質(zhì)有HClO4、LiClO4、NaClO4、Et4NClO4等。⑶熔鹽，①高溫?zé)o機(jī)熔鹽，②室溫離子液體。隔斷器：分開作用，①防范內(nèi)部短路；②阻攔陽極液與陰極液之間的（不希望的）混淆，阻攔反響物質(zhì)遷移。⑴隔板，絕緣資料制成多孔板。⑵隔膜，微孔結(jié)構(gòu)的資料制成的薄膜。⑶離子交換膜，由高分子電解質(zhì)聚合物交聯(lián)型資料制成2.可逆電極與不可以逆電極電池的可逆指電極反響是可逆的，并且在平衡條件下及I→0進(jìn)行。a.可逆電極的種類：①第一類可逆電極：又稱陽離子可逆電極。金屬浸在含有該金屬的可溶性鹽溶液中。如：Ag丨AgNO3(aAg+)Ag++e?Ag②第二類可逆電極：又稱陰離子可逆電極。金屬插入其難溶鹽和與該難溶鹽擁有相同陰離子的可溶性鹽溶液組成的電極。如：Ag丨AgCl(S),KCl(acl-);AgCl+e?Ag+Cl-③第三類可逆電極：即氧化還原電極；鉑與其他惰性金屬插入同一元素的兩種不相同價(jià)態(tài)離子。的溶液中。如：Pt丨Fe2+(a1),Fe3+(a2)Fe3++e?Fe2+④氣體電極：發(fā)生在固液相界面上，氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生氧還反響的電極。如:Pt,H2(PH2)丨H+（aH+）2H++2e?H2（g）b.不可以逆電極的種類：①第一類不可以逆電極：金屬浸在不含該金屬離子的溶液所形成的電極。如：Zn丨HCl;②第二類不可以逆電極：標(biāo)準(zhǔn)電位較正的金屬（Cu,Ag等）浸在能生成該金屬的難溶鹽或氧化物的溶液中所組成的電極。如：Cu丨NaOH,Ag丨NaCl;③④

第三類不可以逆電極：金屬浸在含有某種氧化劑的溶液所形成的電極。如：Fe丨HNO3；不可以逆氣體電極：擁有較低氫過電位的金屬在水溶液中產(chǎn)生的電極反響。如：Fe丨HCl3.電極電勢絕對電極電勢：電極系統(tǒng)的導(dǎo)電資料相（金屬與溶液）的內(nèi)部絕對電勢φ。標(biāo)準(zhǔn)相對電極電勢：以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為參比電極（負(fù)極），測定其他電極的電極電勢獲取的電動(dòng)勢值，稱氫電極電勢。（待測電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極之間的內(nèi)部電勢絕對值之差）電導(dǎo)測定及應(yīng)用P20-21；例1-3，習(xí)題1電動(dòng)勢測定及應(yīng)用P77-78；例1-2；P81-82，例5-6電解質(zhì)溶液界面結(jié)構(gòu)電毛細(xì)管現(xiàn)象：溶液界面張力隨電極電位變化的現(xiàn)象。電毛細(xì)管曲線：界面張力與電極電位的關(guān)系曲線。非法拉第過程：即理想極化電極，電極表面與溶液之間無離子交換，在外電源改變電極電勢時(shí)，電量改變雙電層的電荷分布（無電荷高出界面），以使電極的（兩界面層間）電勢之差等于外電勢，達(dá)到新的電勢平衡。零電荷電勢：毛細(xì)管曲線的最高點(diǎn)對應(yīng)的電位，為表面電荷量為零時(shí)的電位。也是研究不相同電位下雙電層結(jié)構(gòu)的一個(gè)參比點(diǎn)。界面雙電層結(jié)構(gòu)模型。平行板電容器：電極表面上和溶液中吸附的（節(jié)余）電荷都親密地排列在界面的兩側(cè)，形成近似荷電的平板電容器的界面雙電層結(jié)構(gòu)。②分別雙電層：電極側(cè)與溶液側(cè)的節(jié)余電荷由于熱運(yùn)動(dòng)作用，分別于必然表面周邊厚度中。半導(dǎo)體電極/稀電解液適用。③Stern模型：金屬電極表面上為親密電何單層結(jié)構(gòu)，溶液側(cè)電何為熱擴(kuò)散分布。圖aBDM模型：考慮到電極表面與離子溶劑化作用，表面離子特異性吸附作用。親密層結(jié)構(gòu)：電極表面特異吸附離子中心稱為內(nèi)Helmholtz層（IHP）。內(nèi)特異離子中心到靜電吸附作用的異性水合離子中心位稱為外Helmholtz層（OHP）。電極反響方程和極化現(xiàn)象1.可逆電極電勢（平衡電極電勢）：可逆電極過程，電極表面上（微觀）氧化反響和還原反響的速率相等，凈反響速率為零，外電流為零。極化現(xiàn)象：電極上有電流經(jīng)過（凈反響進(jìn)行），原來平衡態(tài)被破壞，相應(yīng)電極電勢偏離平衡電極電勢稱為電極的極化現(xiàn)象，簡稱電極極化。極化原因是電極表面反響及反響物遷移過程較慢，對通電過程形成阻力，表現(xiàn)為實(shí)質(zhì)電極電位偏離可逆（理想）電極電位。極化曲線:電流密度與電極電位（超電位）的關(guān)系曲線為極化曲線。電極反響過程：如圖上所示。2.電極過程的單元步驟：①液相傳質(zhì)步驟：反響物粒子自本體溶液向電極表面的遷移。②前置轉(zhuǎn)變步驟：反響物粒子在電極表面液層中進(jìn)行“反響前的轉(zhuǎn)變”為活化態(tài)。③電子轉(zhuǎn)移步驟：活化態(tài)反響物粒子在電極表面得失電子生成活化態(tài)產(chǎn)物粒子。④隨后轉(zhuǎn)變步驟：最初的產(chǎn)物粒子在電極表面或周邊液層中進(jìn)行沒有電子參加的“反響后的轉(zhuǎn)變”。⑤液相傳質(zhì)步驟或新相生成步驟：產(chǎn)物粒子自電極表面向溶液內(nèi)部（或向液態(tài)電極內(nèi)部）遷移；也許是電極反響生成氣態(tài)或晶態(tài)的產(chǎn)物.3.液相傳質(zhì)過程：濃差極化的方程式和特色性。①②5．電化學(xué)反響控制電極反響（B-V方程）1）方程形式：速率常數(shù)與濃度表示的B-V方程交換電流密度I0表示的B-V方程2）方程解析：Nernst方程——平衡態(tài)下的氫標(biāo)電極電勢線性極化方程：Tafel方程：補(bǔ)充典型電極過程氣體電極過程①電催化反響：電極資料在整個(gè)電極反響中不被耗資，對電極反響起加速作用，稱為電催化作用。電催化作用種類：氧化還原電催化——氧化還原型中間電對作為催化劑參加下的電極反響過程。非氧化還原型電催化——一般性地電極表面資料參加下的電極反響過程。③電催化劑：擁有催化活性的電極資料組分。電催化劑性能：a.必然導(dǎo)電性b.電化學(xué)牢固性c.催化活性（降低反響活化能）析氫電極反響過程；++（電極表面周邊）基本步驟：①.液相傳質(zhì)：H3O（本體）→H3O.電化學(xué)反響：H3O++e=MH+H2O(MH為吸附態(tài)氫原子).隨后轉(zhuǎn)變：a.復(fù)合脫附：MH+MH→H2b.電化學(xué)脫附：MH+H3O++e→H2+H2O④.新相生成：nH2→H2（氣泡）控制種類控制步驟b遲緩放電理論電化學(xué)反響步驟0.118V遲緩復(fù)合理論復(fù)合脫附步驟0.0295V電化學(xué)脫附理論電化學(xué)脫附步驟0.039V氧氣陰極還原反響過程：二電子機(jī)理與四電子機(jī)理；2.金屬電極過程（動(dòng)力為陰極過電位）1)金屬電聚積：經(jīng)過電解池陰極上金屬離子的還原反響和電結(jié)晶過在固體表面生成金屬層的過程。料的表面性能或制取特定成分和性能的金屬資料。

目的是改變固體材機(jī)理步驟：a.液相傳質(zhì)：金屬水化離子向電極表面遷移（本體相到表面層）；前置轉(zhuǎn)變：反響粒子發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)變反響；電荷傳達(dá)：反響粒子得電子、還原為吸附態(tài)金屬離子；電結(jié)晶：吸附態(tài)金屬離子進(jìn)入金屬晶格或齊聚形成晶核并長大成晶體金屬的陽極轉(zhuǎn)變鈍化現(xiàn)象：必然條件下，金屬陽極失去電化學(xué)活性，陽極溶解速度變得很小的現(xiàn)象?？刂齐娢环y得的金屬陽極極化曲線：鈍化作用機(jī)理：a.成相膜理論：當(dāng)金屬溶解時(shí)，在表面巨生成致密的、覆蓋性優(yōu)異的保護(hù)膜。這種保護(hù)膜作為一個(gè)獨(dú)立的相存在稱為鈍化膜或成相膜。把金屬和溶液機(jī)械地分開，從而使金屬溶解速度大大降低，即使金屬轉(zhuǎn)為鈍化。b.吸附氧理論：由于在金屬表面形成氧或含氧粒子的吸附層而引起的，吸附層可以是2--O或OH，很多人認(rèn)為是氧原子，即由于氧的吸附使金屬表面的反響能力降低而發(fā)生鈍化現(xiàn)象。半導(dǎo)體電極過程：半導(dǎo)體資料特色：a.禁帶寬度：導(dǎo)帶Ec與價(jià)帶EV之間的地域Egb.費(fèi)米能級：費(fèi)米能級的含義：半導(dǎo)體種類與特色：a.真實(shí)半導(dǎo)體—混淆（N、P型）半導(dǎo)體真實(shí)半導(dǎo)體存在某些弊端，并進(jìn)行有目的的摻入雜質(zhì)。此時(shí)弊端和雜質(zhì)的引入，產(chǎn)生新的定域能級，這些能級位于基材的禁帶地域中，當(dāng)電子或空穴占有這些能級時(shí)，其運(yùn)動(dòng)碰到限制，表現(xiàn)為定域的電子或空穴，它們對于導(dǎo)電不起作用。b.N型半導(dǎo)體——施主混淆；P型半導(dǎo)體——受主混淆c.能帶波折：N型半導(dǎo)體能帶從本體到表面向上波折。同理，P型半導(dǎo)體能帶一般從本體到表面向下波折。電子界面上的地道躍遷效應(yīng)a.含義:量子力學(xué)認(rèn)為金屬中的電子在相（界面）外的必然距離x處出現(xiàn)的概率密度為x為距表面地址的距離。由于波函數(shù)確定的幾率分布作用而產(chǎn)生的電子躍遷作用稱為電子躍遷的地道效應(yīng)，同時(shí)稱無輻射條件下電子在兩相之間的轉(zhuǎn)移作用為地道躍遷（作用）。b.Fran