《理论电化学》课程授课教案（讲义，桂林理工大学：温玉清）

教案学年第一学期2014 ～2015课程名称理论电化学系(院、部）化学与生物工程学院教研室(实验室)电化学工程化工12-1,2授课班级主讲教师温玉清职 称讲师使用教材电化学原理（北航第三版）2014年9月

教 案 2014 ～2015 学年第一学期 课 程 名 称 理论电化学 系 ( 院、部 ) 化学与生物工程学院 教研室(实验室) 电化学工程 授 课 班 级 化工 12-1,2 主 讲 教 师 温玉清 职 称 讲师 使 用 教 材 电化学原理（北航第三版） 2014 年 9 月

教案 （首页）课程理论电化学总计：56学时名称课程学分3. 556学时讲课：类别学时实验：任课上机：学时温玉清职称讲师教师授课专业班级：化学工程与工艺12-1,2班对象基本教材：电化学原理（北航第三版）参考书：应用电化学（杨辉，卢文庆编著）基要本 参电化学方法原理和应用（（美）阿伦.J.巴德（A.J.Bard)，（美）拉里.R.福克教考纳（L.R.Faulkner）著；邵元华等译）材资和料应用电化学基础（吴辉煌编著）主基础电化学及其测量（郭鹤桐，姚素薇编著）本课程在物理化学的基础上，结合近年来电化学科学的发展，重点介绍电化学的基本概念、基本规律和基本理论。通过本课程的学习，应使学生较为系统的掌握电化学科学的基本理论知识和基本原理以及电化学测教和量技术的基本技能，了解现代电化学科学技术的新成就，从而为进一步学学要目求好后续专业课程打下坚实的基础。的本课程主要介绍电化学热力学、电极一溶液界面性质、液相传质步骤动力学、电子转移步骤动力学、气体电极过程、金属的阳极过程等内容，阐述水溶液电化学的基本概念、基本理论及其基本原理，同时介绍现代电教及化学研究的最新进展。学难重点在教学中，应注意重点抓住双电层结构、浓差极化和电化学极化的动点力学基本规律的为主线，从而更深层次的理解电化学的基本原理。-1-

- 1 - 教 案（首页） 课 程 名 称 理论电化学 总计： 56 学时 课 程 类 别 学分 3.5 讲课： 56 学时 实验： 学时 上机： 学时 任 课 教 师 温玉清 职称 讲师 授 课 对 象 专业班级：化学工程与工艺 12-1,2 班 基 要 本 参 教 考 材 资 和 料 主 基本教材：电化学原理（北航第三版） 参考书：应用电化学（杨辉，卢文庆编著） 电化学方法原理和应用（(美)阿伦.J.巴德(A.J.Bard), (美)拉里.R.福克 纳(L.R.Faulkner)著；邵元华等译） 应用电化学基础（吴辉煌编著） 基础电化学及其测量（郭鹤桐,姚素薇编著） 教 和 学 要 目 求 的 本课程在物理化学的基础上，结合近年来电化学科学的发展，重点介 绍电化学的基本概念、基本规律和基本理论。通过本课程的学习，应使学 生较为系统的掌握电化学科学的基本理论知识和基本原理以及电化学测 量技术的基本技能，了解现代电化学科学技术的新成就，从而为进一步学 好后续专业课程打下坚实的基础。 教 及 学 难 重 点 点 本课程主要介绍电化学热力学、电极—溶液界面性质、液相传质步骤 动力学、电子转移步骤动力学、气体电极过程、金属的阳极过程等内容， 阐述水溶液电化学的基本概念、基本理论及其基本原理，同时介绍现代电 化学研究的最新进展。 在教学中，应注意重点抓住双电层结构、浓差极化和电化学极化的动 力学基本规律的为主线，从而更深层次的理解电化学的基本原理

《理论电化学》课程教案1课次授课时间课时理论课口、讨论课口、实验课口、习题课口授课方式2学时其他口安排授课题目（教学章、节或主题）：第一章绪论1.1电化学科学的研究对象1.2电化学科学在实际中的应用1.3电化学科学的发展简史和发展趋势教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：让学生了解电化学科学在生活中的应用，电化学科学的发展概况，从而掌握电化学的研究对象是什么，为后续课程的学习明确研究目标。教学重点及难点：重点及难点：如何快速有效的理解和掌握电化学科学的研究对象和目的教学基本内容及方法手段1.课堂导引：介绍日常生活中常用常见的各种电池和金属腐蚀的现象，从而提出电化学这个概念5分钟2.教学内容及时间分配：(1)、电化学科学在实际生活中的应用7分钟A、电化学工业介绍B、化学电源介绍8分钟8分钟C、金属腐蚀与防护介绍(2)、电化学科学的研究对象10分钟A、介绍电子导体、离子导体的特点20分钟B、分析讨论电子导电回路、电解池回路、原电池回路C、总结三种回路特点，得出电化学研究对象是研究第一类导体和第二类导体以及7分钟它们之间的界面效应的一门学科。(3)、电化学科学的发展简史和发展趋势-2-

- 2 - 《理论电化学》 课程教案 授课时间 课次 1 授课方式 理论课□√、 讨论课□ 、实验课□ 、习题课□ 、 其他□ 课时 安排 2 学时 授课题目（教学章、节或主题）： 第一章 绪论 1.1 电化学科学的研究对象 1.2 电化学科学在实际中的应用 1.3 电化学科学的发展简史和发展趋势 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 让学生了解电化学科学在生活中的应用，电化学科学的发展概况，从而掌握电化学 的研究对象是什么，为后续课程的学习明确研究目标。 教学重点及难点： 重点及难点：如何快速有效的理解和掌握电化学科学的研究对象和目的 教 学 基 本 内 容 及 方 法 手 段 1.课堂导引：介绍日常生活中常用常见的各种电池和金属腐蚀的现象，从而提出 电化学这个概念 5 分钟 2. 教学内容及时间分配： ⑴、电化学科学在实际生活中的应用 A、电化学工业介绍 7 分钟 B、化学电源介绍 8 分钟 C、金属腐蚀与防护介绍 8 分钟 ⑵、电化学科学的研究对象 A、介绍电子导体、离子导体的特点 10 分钟 B、分析讨论电子导电回路、电解池回路、原电池回路 20 分钟 C、总结三种回路特点，得出电化学研究对象是研究第一类导体和第二类导体以及 它们之间的界面效应的一门学科。 7 分钟 ⑶、电化学科学的发展简史和发展趋势

A、电化学发展历史10分钟B、电化学发展趋势及领域：纳米电化学，光谱电化学，电化学传感器，量子电化学，光电化学15分钟作业、讨论题、思考题：1、什么是电化学体系？举出实例并加以说明2、能不能说电化学反应就是氧化还原反应？为什么？-3-

- 3 - A、电化学发展历史 10 分钟 B、电化学发展趋势及领域：纳米电化学，光谱电化学，电化学传感器，量子电化 学，光电化学 15 分钟 作业、讨论题、思考题： 1、什么是电化学体系？举出实例并加以说明 2、能不能说电化学反应就是氧化还原反应？为什么？

《理论电化学》课程教案课次2授课时间课时理论课口、讨论课口、实验课口、习题课口授课方式2学时其他口安排授课题目（教学章、节或主题）：第一章绪论1.4电解质溶液的电导：溶液电导率、离子消度、离子迁移数1.5电解质溶液的活度与活度系数：离子活度和电解质活度、离子强度定律教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握离子导体的变化规律以及影响离子导体电导率的因素2、掌握离子独立移动定律，熟悉溶液电导的计算3、理解离子尚度及其和电导的关系4、理解离子迁移数及其和浓度的关系5、熟悉离子活度和电解质活度的计算，理解离子强度及其定律6、通过讲例题进一步理解上述概念及其计算教学重点及难点：重点：掌握离子独立移动定律、溶液电导率的计算；理解离子消度和离子迁移数的含义难点：离子尚度及其和电导的关系：离子迁移数含义及其和浓度的关系教学基本内容及方法手段1、课堂回顾：回顾电化学的研究对象是什么？电化学反应和普通化学反应的区别。2、教学内容及时间分配：(1)、电解质溶液的电导从第一类导体的电导推出离子导体的导电机理，并分析离子运动对电导的影响因素：离子本性、浓度、温度、粘度。引出柯劳许经验公式。15分钟(2)、离子尚度讲解定义，推导出离子消度和电导的关系10分钟(3)、离子迁移数讲解定义，推导电解质溶液的离子迁移数和浓度、离子尚度之间的关系，并得出溶液中所有粒子的迁移数之和等于110分钟(4)、复习物理化学中的活度概念，解释离子活度和电解质活度的区别5分钟-4-

- 4 - 《理论电化学》 课程教案 授课时间 课次 2 授课方式 理论课□√、 讨论课□ 、实验课□ 、习题课□ 、 其他□ 课时 安排 2 学时 授课题目（教学章、节或主题）： 第一章 绪论 1.4 电解质溶液的电导：溶液电导率、离子淌度、离子迁移数 1.5 电解质溶液的活度与活度系数：离子活度和电解质活度、离子强度定律 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1、掌握离子导体的变化规律以及影响离子导体电导率的因素 2、掌握离子独立移动定律，熟悉溶液电导的计算 3、理解离子淌度及其和电导的关系 4、理解离子迁移数及其和浓度的关系 5、熟悉离子活度和电解质活度的计算，理解离子强度及其定律 6、通过讲例题进一步理解上述概念及其计算 教学重点及难点： 重点：掌握离子独立移动定律、溶液电导率的计算；理解离子淌度和离子迁移数的 含义 难点：离子淌度及其和电导的关系；离子迁移数含义及其和浓度的关系 教 学 基 本 内 容 及 方 法 手 段 1、课堂回顾：回顾电化学的研究对象是什么？电化学反应和普通化学反应的区别。 2、 教学内容及时间分配： ⑴、电解质溶液的电导 从第一类导体的电导推出离子导体的导电机理，并分析离子运动对电导的影响 因素：离子本性、浓度、温度、粘度。引出柯劳许经验公式。 15 分钟 ⑵、离子淌度 讲解定义，推导出离子淌度和电导的关系 10 分钟 ⑶、离子迁移数 讲解定义，推导电解质溶液的离子迁移数和浓度、离子淌度之间的关系，并得 出溶液中所有粒子的迁移数之和等于 1 10 分钟 ⑷、复习物理化学中的活度概念，解释离子活度和电解质活度的区别 5 分钟

5分钟(5)、离子强度概念及其与电解质活度系数的关系，离子强度定律45分钟(6)、结合例题讲解，理解概念和计算方法；布置作业、讨论题、思考题作业、讨论题、思考题：讨论题：为什么要引入活度概念？思考题：什么是离子独立移动定律？它有什么实际意义？布置作业：教材p22-23页，习题1习题3-5-

- 5 - ⑸、离子强度概念及其与电解质活度系数的关系，离子强度定律 5 分钟 ⑹、结合例题讲解，理解概念和计算方法；布置作业、讨论题、思考题 45 分钟 作业、讨论题、思考题： 讨论题：为什么要引入活度概念？ 思考题：什么是离子独立移动定律？它有什么实际意义？ 布置作业：教材 p22-23 页，习题 1 习题 3

《理论电化学》课程教案课次3授课时间课时理论课口/、讨论课口、实验课口、习题课口、2学时授课方式其他口安排授课题目（教学章、节或主题）：第二章电化学热力学2.1相间电位和电极电位1、相间电位定义、相间电位产生的原因及其方式2、外电位、内电位定义、物理含义以及内电位差、外电位差3、金属接触电位4、电极电位定义及形成原因5、绝对电位、相对电位、液接电位教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握各种电位的概念、理解电极电位的形成原因2、熟练应用绝对电位和相对电位教学重点及难点：重点：各种电位的概念，电极电位的成因，理解外电位和内电位物理含义，相对电位的应用难点：各种电位的概念，电极电位的成因教学基本内容及方法手段2.1相间电位和电极电位1、相间电位A、相间电位定义、形成原因15分钟15分钟B、外电位、内电位、外电位电位差和内电位电位差的物理意义C、金属接触电位10分钟2、电极电位15分钟A、电极电位定义，结合例子解释形成过程B、绝对电位、相对电位20分钟-6-

- 6 - 《理论电化学》 课程教案 授课时间 课次 3 授课方式 理论课□√、 讨论课□ 、实验课□ 、习题课□ 、 其他□ 课时 安排 2 学时 授课题目（教学章、节或主题）： 第二章 电化学热力学 2.1 相间电位和电极电位 1、相间电位定义、相间电位产生的原因及其方式 2、外电位、内电位定义、物理含义以及内电位差、外电位差 3、金属接触电位 4、电极电位定义及形成原因 5、绝对电位、相对电位、液接电位 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1、掌握各种电位的概念、理解电极电位的形成原因 2、熟练应用绝对电位和相对电位 教学重点及难点： 重点：各种电位的概念，电极电位的成因，理解外电位和内电位物理含义，相对电 位的应用 难点：各种电位的概念，电极电位的成因 教 学 基 本 内 容 及 方 法 手 段 2.1 相间电位和电极电位 1、相间电位 A、相间电位定义、形成原因 15 分钟 B、外电位、内电位、外电位电位差和内电位电位差的物理意义 15 分钟 C、金属接触电位 10 分钟 2、电极电位 A、电极电位定义，结合例子解释形成过程 15 分钟 B、绝对电位、相对电位 20 分钟

15分钟C、液体接界电位定义、成因作业、讨论题、思考题：1、一个电化学体系中通常包括哪些相间电位？2、为什么不能测出电极的绝对电位3、如何消除液接电位-7-

- 7 - C、液体接界电位定义、成因 15 分钟 作业、讨论题、思考题： 1、一个电化学体系中通常包括哪些相间电位？ 2、为什么不能测出电极的绝对电位 3、如何消除液接电位

《理论电化学》课程教案课次4授课时间课时理论课口、讨论课口、实验课口、习题课授课方式2学时其他口安排授课题目目（教学章、节或主题）：第二章电化学热力学2.2、电化学体系1、原电池2、电解池、腐蚀电池3、浓差电池教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、熟悉电化学体系的种类2、掌握电池的正确写法3、掌握电池的可逆性、电池电动势、电池热力学计算4、了解电解池和腐蚀电池的特点，熟悉浓差电池的原理教学重点及难点：重点：原电池的热力学计算难点：原电池电动势的测量原理、原电池热力学计算-8-

- 8 - 《理论电化学》 课程教案 授课时间 课次 4 授课方式 理论课□√、 讨论课□ 、实验课□ 、习题课□ 、 其他□ 课时 安排 2 学时 授课题目（教学章、节或主题）： 第二章电化学热力学 2.2、电化学体系 1、原电池 2、电解池、腐蚀电池 3、浓差电池 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1、熟悉电化学体系的种类 2、掌握电池的正确写法 3、掌握电池的可逆性、电池电动势、电池热力学计算 4、了解电解池和腐蚀电池的特点，熟悉浓差电池的原理 教学重点及难点： 重点：原电池的热力学计算 难点：原电池电动势的测量原理、原电池热力学计算

教学基本内容及方法手段回顾上节课内容5分钟2.2、电化学体系1、原电池5分钟A、定义；原电池反应和普通化学反应的区别B、电池的可逆性，满足什么条件才能可逆10分钟15分钟C、电池电动势的物理意义以及电动势的构成D、原电池的电动势测量方法10分钟15分钟E、电动势的热力学计算、举例讲解2、电解池、腐蚀电池、浓差电池10分钟A、电解池的特点，和原电池的区别10分钟B、腐蚀电池的特点及与原电池的区别C、浓差电池的定义，电动势的计算10分钟作业、讨论题、思考题：1、电化学反应和普通化学反应的区别？2、如何判断可逆电池？3、如何测量电池电动势-9-

- 9 - 教 学 基 本 内 容 及 方 法 手 段 回顾上节课内容 5 分钟 2.2、电化学体系 1、原电池 A、定义；原电池反应和普通化学反应的区别 5 分钟 B、电池的可逆性，满足什么条件才能可逆 10 分钟 C、电池电动势的物理意义以及电动势的构成 15 分钟 D、原电池的电动势测量方法 10 分钟 E、电动势的热力学计算、举例讲解 15 分钟 2、电解池、腐蚀电池、浓差电池 A、电解池的特点，和原电池的区别 10 分钟 B、腐蚀电池的特点及与原电池的区别 10 分钟 C、浓差电池的定义，电动势的计算 10 分钟 作业、讨论题、思考题： 1、电化学反应和普通化学反应的区别？ 2、如何判断可逆电池？ 3、如何测量电池电动势