研究生电极过程与动力学考试试题及答案全解VIP免费

1一列举上课学过的有关电化学术语1.1工作电极、参比电极、辅助电极、开路电势、背景极限、法拉第过程、非法拉第过程1.2理想极化电极、双电层、电压阶跃、电流阶跃、电势扫描1.3理想非极化电极1.4能斯特反应交流阻抗、循环伏安、稳态电流、支持电解质、物质传递、电荷传递、液接电势、准可逆过程、不可逆过程二、下图是电化学测量常用的二电极体系，画出该体系的等效电路，导出该等效电路施加一个电位阶跃信号时电流-时间关系议程并作图。WhatistheequivalentcircuitofFig3?Whatisthecurrentresponsewhenapotentialstepisappliedtothiscell?Cd和CSCE的串联电容CT=Cd·CSCE/(Cd+CSCE)，通常CSCE》Cd的所以CT≈Cd，所以在此线可忽略CSCE电荷q和施加的电压EC之间函数：在任意时间内，总电压等于电阻上的电压ER和电容器上的电压EC若假设电容器开始并不荷电（t=0,q=0）微分后得到因此，施加一个电势阶跃，电流随时间呈指数衰减三、推导可逆反应O+ne=R的初始浓度为零时阴极还原的稳态电流-电位方程并作图。初始时，R不存在，2由当由于E1/2与物质的浓度无关，因而是O/R体系的特征参数故用lg[(il-i)/i]对E作图，得到一条斜率为nF/2.3RT的直线，截距为E1/2四、根据Butler-Volmer方程导出电荷传递电阻表达式和Tafel方程。没有物质传递影响的情况，如果溶液被充分搅拌，或电流维持在很小值时，表面浓度与本体浓度没有较大差别令f=F/RT(1)当η→0时，ex≈1+x∴i=i0{(1-αfη)—[1+（1-α）fη]}=-i0fη-η/i有电阻的量纲，常称为电荷转移电阻Rct∴Rct=-η/i=1/i0f=RT/Fi0(2)当η→∞时，在很负的过电势时e-αfη》e(1-α)fη∴i=i0e-αfηlni=lni0–αfη=+=a+blgi即Tafel方程为η=a+blgi五、列举三个参比电极并讲述其中一个制作过程标准氢电极、甘汞电极、银|氯化银电极、汞|氧化汞电极、汞|硫酸汞电极电解法制备“银|氯化银电极”取银丝一根，用丙酮除油，再用3NHNO3溶液浸蚀，用蒸馏水洗净后放在0.1mol/LHCl溶液中进行阳极氧化，用金属铂作阴极，电解阳极电流密度为0.4mA/cm2,时间是30min,氧化后氯化银电极呈紫色，用蒸馏水洗净后便可装入参比电极管中备用。3ATerminologyexplanation术语解释1.Faradaiccurrent法拉第电流：由于发生法拉第过程而产生的电流叫法拉第电流2.Ideapolarizedeletrode理想极化电极：无论外部所加电势如何，都没有跨越金属-溶液界面的电荷转移的电极，称为理想极化电极3.Solutionresistance溶液电阻：溶液中阻碍粒子定向移动的能力。4.practicalreversibility实际可逆性：由于所有的实际过程都是以一定的速率进行的，他们不具有严格的热力学可逆性。然而，实际上一个过程在要求的精度内，热力学公式仍然适用，在这些情况下，人们可以称此过程为可逆。5.formalpotential形式电势：形式电势是O和R的浓度比为1和其他特定的物质，如介质中各种组分的浓度均为定值时，测得的半电池电势6.Electrochemicalpotential电化学电势：像离子这样的带电粒子，除受浓度梯度的作用外，还要受电力的驱动，这两种力合称电化学势7Migrration迁移：荷电物质在电场（电势梯度）作用下的运动。8Supportingelectrolyte支持电解质：一种使溶液电阻降低的电解质，本身不参与电化学反应。9Exchangecurrent交换电流：在活化过程中没有大量能量损失下体系释放的净电流能力的量度。10concentrationoverpotential浓度过电势：可看做为支持此电流的物质传递速率所需时的活化能。BMechanismorphenomenondescription原理和现象描述1.TodescribethemechanismonoxidationorreductionreactionofaspeciesatelectrodebasedonFig.1描述图片1物质的还原或氧化反应的原理（a）还原反应A+e→A-通过外加负电势，使电极达到更负的电势，电子的能量升高。当能量高到一定程度时，电子从电极转移到电解液中物质的空轨道上，溶液中的物质被还原。（b）氧化反应A-e→A+通过外加正电势，电子能量降低，当能量降到一定值时，电子从溶液转移到电极上，溶液中物质被氧化。42.Todrawthepotentialprofileacrossthedouble-layerregionofFig2画出图片2双电层的电势分布图解答：3.whatistheequivalentcircuitofFig3?Whatisthecurr...