電化學(xué)原理試題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電化學(xué)原理試題第六章電化學(xué)極化

1.簡述三種極化的概念，哪一種極化嚴(yán)格來講不能稱為極化。

電化學(xué)極化：當(dāng)電極過程為電化學(xué)步驟控制時，由于電極反應(yīng)本身的“遲鈍性〞而引起的極化。

濃度極化：當(dāng)電極過程由液相傳質(zhì)步驟控制時，電極所產(chǎn)生的極化。電阻極化：由電極的歐姆電阻引起的電位差。電阻極化嚴(yán)格來講不能稱為極化

2.簡述電化學(xué)極化最基本的三個動力學(xué)參數(shù)的物理意義。

1)對稱系數(shù)：電位偏離形式電位時，還原反應(yīng)過渡態(tài)活化能改變值占F的分?jǐn)?shù)。

物理意義：反應(yīng)改變電極電位對還原反應(yīng)活化能的影響程度；（1—）反應(yīng)改變電極電位對氧化反應(yīng)活化能的影響程度。對稱系數(shù)是能壘的對稱性的變量，是由兩條吉布斯自由能曲線的斜率決定的，而且曲線的形狀和斜率是取決于物質(zhì)的化學(xué)鍵特性。在CTP動力學(xué)中，可以用來推測過渡態(tài)的構(gòu)型，研究電極反應(yīng)的放電機(jī)理。

2）電極反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)速率常數(shù)K：當(dāng)電極電位等于形式電位時，正逆反應(yīng)速率常數(shù)相等，稱為標(biāo)準(zhǔn)速率常數(shù)。

物理意義：在形式電位下，反應(yīng)物與產(chǎn)物濃度都為1時，K在數(shù)值上等于電極反應(yīng)的絕對反應(yīng)速度。a.度量氧化還原電對的動力學(xué)難易程度；b表達(dá)電極反應(yīng)的反應(yīng)能力與反應(yīng)活性；c.反應(yīng)電極反應(yīng)的可逆性。3)交換電流密度J。：在平衡電位下，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的絕對電流密度相等，稱為交換電流密度。

物理意義：a.度量氧化還原電對的動力學(xué)難易程度；b表達(dá)電極反應(yīng)的反應(yīng)能力與反應(yīng)活性；c.反應(yīng)電極反應(yīng)的可逆性；d.表示平衡電位下正逆反應(yīng)的交換速度。

3.為什么電極電位的改變會影響電極反應(yīng)的速度和方向？

4.寫出Butler-Volmer公式在不同過電位范圍下的近似公式。

5.簡述J0對電極性質(zhì)的影響。

6.J0描述平衡狀態(tài)下的特征，為何它卻能說明電化學(xué)動力學(xué)中的一些問題？

7.如何用穩(wěn)態(tài)法測量三個動力學(xué)參數(shù)。

8.在談到一個CTP的不可逆性時，我們有時說它是過電位較大，而有時又說它是電流密度較小，這兩種說法有何區(qū)別和聯(lián)系？

9.電解H2SO4水溶液，Ni陰極的過電位為0.35V。當(dāng)J增加到原來的8倍時，陰極過電位是多少？假設(shè)為電化學(xué)極化，Tafel公式中b為0.12V。

10.在20℃下于某一電流密度下H+在Hg上還原的過電位為1.00V，Tafel公式中b為0.113V。溫度升高到40℃時，該電流密度下過電位為0.95V。假使溫度升高后，依舊維持原來的過電位不變，H+還原反應(yīng)速度將有何變化（以百分?jǐn)?shù)表示）？假定β與溫度無關(guān)。

11.25℃下，于猛烈攪拌的某電解液中，將陰極極化到遠(yuǎn)離其平衡電位，若此時將電極表面剩余電荷密度值變化－0.045C/m2，則電極反應(yīng)速度可能變化多少倍？(設(shè)Cd恒定為0.15F/m2,β=0.5，單電子反應(yīng))

1225℃下某電極反應(yīng)的J0為5×10－3安培/米2。在恒電位極化下的過電位為－0.199V時，穩(wěn)態(tài)電流密度為多少？應(yīng)用快速開關(guān)切斷恒電位儀，然后對電極施加恒定的陰極電流密度0.205安培/米2，問達(dá)新穩(wěn)態(tài)下的過電位是多少？假定β=0.5。

13.當(dāng)HCl在50%甲醇水溶液中的濃度為0.1M時，在20℃下試驗(yàn)中測得H+在Hg陰極上還原的過電位數(shù)據(jù)如下：

假使CTP是陰極過程的RDS，求（1）塔菲爾公式中的常數(shù)a和b；（2）J0；（3）在低電流密度區(qū)域電流密度與過電位的比例常數(shù)；（4）在電流密度為10安培/米2時的絕對電流密度J正和J逆值。

14.與單電子電極反應(yīng)相比，多電子電極反應(yīng)的動力學(xué)公式有何變化？近似公式適用范圍有何變化？Tafel公式在什么條件下就不再適用了？為什么？

15.測量電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)有哪些方法？

1）經(jīng)典法：利用旋轉(zhuǎn)電極測Ｔａｆｅｌ曲線，得穩(wěn)態(tài)極化曲線。（ＲＤＥ法，Ｔａｆｅｌ曲線法）

2）暫態(tài)法：利用短暫電脈沖或交流電（如單位階躍法，電流階躍法，循環(huán)伏安法，交流阻抗譜法）

16.推導(dǎo)多電子電極反應(yīng)的近似公式適用范圍。

17.298K下，F(xiàn)e2+陰極還原反應(yīng)機(jī)理為：

Fe2+＋H2O==FeOH+＋H+FeOH+＋e-→FeOHFeOH＋H+＋e-==Fe＋H2O求該反應(yīng)的Tafel斜率b，及Fe2+和OH-的陰極電化學(xué)反應(yīng)級數(shù)。（β=0.5）18.設(shè)有一電極反應(yīng)O?e?1?R,O,R均可溶，某濃度1.0?10?3mol.L?1，已知電極反應(yīng)速率常數(shù)K?1?10?7cm.