山东理工大学教案（讨论稿) 20 20 学年 第学期 课程名 称 授 课 对 象 主讲 教师 教师所在院（部）、系（室） 选 用 教 材 学时/学 分 山东理工大学
山东理工大学教案（讨论稿） 20 ~ 20 学年 第 学期 课 程 名 称 授 课 对 象 主 讲 教 师 教师所在院（部）、系（室） 选 用 教 材 学 时 / 学 分 山 东 理 工 大 学
教案编写说明 教案是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据， 在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好本门课程每次课的全部教学活动。教 案编写说明如下： 1、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课、技能课及其它栏内选择打“√”。 2、教学内容：是授课的核心。将授课的内容按章、节或主题，有序的进行设计编排，并标以“*”和“#” 符号以表示重点和难点。 3、教学方法和教学手段：教学方法指讲授、讨论、示教、指导等。教学手段指板书、多媒体、网络、模型 标本、挂图、音像等教学工具。 4、讨论、思考感和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成， 以供考核之用。 5、参考资科：列出参考书籍、有关资料。 6、首次开课的青年教师的教案应由导师审核。 7、鼓励教师在教学内容、教学方法和教学手段等方面进行创新与改革。 8、所有开课课程必须按此标准编写教案
教案编写说明 教案是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据， 在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好本门课程每次课的全部教学活动。教 案编写说明如下： 1、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课、技能课及其它栏内选择打“√”。 2、教学内容：是授课的核心。将授课的内容按章、节或主题，有序的进行设计编排，并标以“*”和“#” 符号以表示重点和难点。 3、教学方法和教学手段：教学方法指讲授、讨论、示教、指导等。教学手段指板书、多媒体、网络、模型、 标本、挂图、音像等教学工具。 4、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成， 以供考核之用。 5、参考资料：列出参考书籍、有关资料。 6、首次开课的青年教师的教案应由导师审核。 7、鼓励教师在教学内容、教学方法和教学手段等方面进行创新与改革。 8、所有开课课程必须按此标准编写教案
山东理工大学教案 第 次课 教学课型：理论课口实验课口习题课口实践课口技能课口其它口 要教学内容（注明：·重点 #难点： 第八章电解质溶液 §8.1电化学中的基本概念和电解定律 §8.2离子的电迁移率和迁移数 (1)电化学研究的主要内容 (2)电化学装置（原电池、电解池）的工作特征 ◆(3)电解质溶液的导电机理 ①电流通过溶液是由正、负离子的定向迁移米实现的 ②电流在电极与溶液界面处得以连续，是由于两电极分别发生氧化还原作用时导致电子得失而形成 的 *(4)法拉第定律表述及数学表达式应用 (5)电化学中物质的量的基本单元 #(6)离子的电迁移现象 (7)离子的迁移数 (8)离子的电迁移率 教学目的要求： 了解电化学研究的主要内容 法拉第定律及应用 掌握离子在电场中定向移动及电极上放电的特征 掌握离子迁移数 教学方法和教学手段： 讲授多媒体 讨论、思考题、作业： 习题：1,3,6,7 参考资料： 《物理化学解题指导》，孙德坤，沈文霞等，江苏教有出版社，1998年 《物理化学》，刁兆玉，姜云生等，山东教有出版社，1994年 《物理化学题解》，李忠德，向建敏等，华中科技大学出版社，2002 注：教师讲稿附后
山 东 理 工 大 学 教 案 第 1 次课 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： 第八章 电解质溶液 §8.1 电化学中的基本概念和电解定律 §8.2 离子的电迁移率和迁移数 （1）电化学研究的主要内容 （2）电化学装置（原电池、电解池）的工作特征 *（3）电解质溶液的导电机理 ① 电流通过溶液是由正、负离子的定向迁移来实现的 ② 电流在电极与溶液界面处得以连续，是由于两电极分别发生氧化还原作用时导致电子得失而形成 的 *（4）法拉第定律表述及数学表达式应用 （5）电化学中物质的量的基本单元 #（6）离子的电迁移现象 （7）离子的迁移数 （8）离子的电迁移率 教学目的要求： 了解电化学研究的主要内容 法拉第定律及应用 掌握离子在电场中定向移动及电极上放电的特征 掌握离子迁移数 教学方法和教学手段： 讲授 多媒体 讨论、思考题、作业： 习题：1，3，6，7 参考资料： 《物理化学解题指导》，孙德坤，沈文霞等，江苏教育出版社，1998 年 《物理化学》，刁兆玉，姜云生等，山东教育出版社，1994 年 《物理化学题解》，李忠德，向建敏等，华中科技大学出版社，2002 注：教师讲稿附后
§8.1电化学的基本概念和法拉第定律 基本概念 导体的分类：第一类导体（电子导电体），金属，石墨，导电能力随温度的升高而降低。 第二类导体（离子导体），电解质溶液，导电能力随温度的升高而增加。 电化学装置：电解池，将电能转化为化学能的装置。 原电池：将化学能转化为电能的装置。 电极的分类：正极和负极一一以电势高低来划分。 阴极和阳极一一以电极反应来划分。 电化学装置的结构和特点： 电解池：(1)CC马溶液的电解 负载电图 电极反应： zn负极 阳极（氧化） Crag)+e→C,g) 阴极（还原）20r+e→C40) -S012S0 急反应：ca→c+c4g) 丹尼尔电池 离子的迁移方向：正离子向负极移动，负离子向正极移动（离子 的作用)。 电池：ZnS0,-CSO,电池 电池反应： 正极（阴极）C(ag)+2e→CS) 负极（阳极）Zm6)-2e→2m2(ag) 总反应 Zn(s)+Cu(aq)Zn(aq)+Cus) 离子的迁移方向：正离子向正极移动，负离子向负极移动（离子受化学 力的作用)。 关于电极名称的规定： (1)按电势高低划分：电极电势高者的为正级，电极电势低者为负极。 (2)按电极反应的类型划分：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极。 Faraday电解定律 Faraday归纳了多次的实验结果，于1833年总结出了一条定律，称为Faraday电解定律：(1) 通电与电解质溶液，在电极上发生的反应的物质的量与通过的电量成正比：(2)若将几个电解池 串联，通入一定的电量后，在各个电极上发生反应的物质的量都相等。 Ooc n 通电量与反应所涉及的电子的电量相同 2=LZen=Znl F=Le=1.602×10-C×6.022×10°molr=96500Cmol
§8.１ 电化学的基本概念和法拉第定律 基本概念 导体的分类：第一类导体（电子导电体）， 金属，石墨，导电能力随温度的升高而降低。 第二类导体（离子导体）， 电解质溶液，导电能力随温度的升高而增加。 电化学装置：电解池，将电能转化为化学能的装置。 原电池：将化学能转化为电能的装置。 电极的分类：正极和负极――以电势高低来划分。 阴极和阳极――以电极反应来划分。 电化学装置的结构和特点： 电解池： （１） CuCl2 溶液的电解 电极反应： 阳极（氧化） Cl (aq) e Cl (g) 2 2 1 − + → 阴极（还原） Cu e Cu(s) 2 1 2 1 2+ + → 总反应： CuCl Cu(s) Cl (g) 2 2 2 1 2 1 2 1 → + 离子的迁移方向：正离子向负极移动，负离子向正极移动（离子受电场力 的作用）。 电池： ZnSO4 −CuSO4 电池 电池反应： 正极（阴极） Cu (aq) + e → Cu(s) + 2 2 负极（阳极） Zn(s) e Zn (aq) → + − 2 2 总反应 Zn(s)+Cu (aq) → Zn (aq)+Cu(s) 2+ 2+ 离子的迁移方向：正离子向正极移动，负离子向负极移动（离子受化学 力的作用）。 关于电极名称的规定： （1）按电势高低划分：电极电势高者的为正级，电极电势低者为负极。 （2）按电极反应的类型划分：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极。 Faraday 电解定律 Faraday 归纳了多次的实验结果，于 1833 年总结出了一条定律，称为 Faraday 电解定律：（1） 通电与电解质溶液，在电极上发生的反应的物质的量与通过的电量成正比；（2）若将几个电解池 串联，通入一定的电量后，在各个电极上发生反应的物质的量都相等。 Q n 通电量与反应所涉及的电子的电量相同 Q = LZen = ZnF 19 23 1 1 1.602 10 6.022 10 96500 − − − F = Le = C mol = C mol
(体书采用相当于原电荷所有电量的电解质作为基本单位如”，0等。 电流效率：由于电极上常发生副反应或次级反应，所以要电解一定数量的物质所通过的电量 要比理论计算所需要的电量多一些，两者之比为电流效率。 电流效率=按Faraday定律计算所需要的电荷量×1O0O% 实际所需要的电荷量 或可表示为 电极上产物的实际质量 电流效率按Farxday定律计算所得的产一物的质量×10% 例题 S8.2离子的电迁移率和迁移数 离子的电迁移现象 高子的电迁移现象：在电场的作用下，离子移动，并在电极上发生氧化还原反应，从而引起 电极附近溶液浓度改变的现象，称为离子的电迁移现象。 以惰性电极来说明离子的电迁移现象： 1,正负离子的迁移速率相同心，=，），电解池通过4F的电量 通电后，阴阳两极的溶液的浓度的改变量相同。 2.正离子的迁移速率是负离子的迁移速率的3倍化，=3业.），电解池通过4F的电量 通电后，阳极部溶液浓度的改变量是阴极部溶液浓度的改变量的3倍。 A 从 以上的例子可以归纳出两条规律： 1,通过的电量=阴极或阳极发生的反应 后结 引起的电荷迁移=溶液内任一截面通 过的正负离子所带的电量之和。 阳极部物质的量的减少 正离子传导的电量（但.）。正离子的迁移速率亿】 2 阴极部物质的量的减少负离子传导的电量(O)负离子的迁移速率（仁） 离子的迁移率和迁移数 离子的迁移率：离子在电场中的运动速率除了与离子的本性（包括离子半径，离子水化程度， 所带电荷等)有关外，还与电势梯度有关。离子的迁移速率可以表示为： 式中“，“分别为在单位电势梯度时离子的迁移率（或称离子淌度：在单位电势梯度时离子的移 动速度)： 离子的迁移数：一种离子所传导的电量与总电量之比为该离子的迁移数() 1,“之间的关系 设：有长为，截面积为A的电解质内有浓度为cm0:m)的电离度为a电解质M,V,正 负离子的移动速度为”，工-，通过电解池的电流为1
(本书采用相当于原电荷所荷电量的电解质作为基本单位, 如 H Cu SO 2 1 , 2 1 , + 2+ 等。 电流效率：由于电极上常发生副反应或次级反应，所以要电解一定数量的物质所通过的电量 要比理论计算所需要的电量多一些，两者之比为电流效率。 = 100% 实际所需要的电荷量 按 定律计算所需要的电荷 量 电流效率 Faraday 或可表示为 = 100% 按 定律计算所得的产物的质量 电极上产物的实际质量 电流效率 Faraday 例题 §8.２ 离子的电迁移率和迁移数 离子的电迁移现象 离子的电迁移现象：在电场的作用下，离子移动，并在电极上发生氧化还原反应，从而引起 电极附近溶液浓度改变的现象，称为离子的电迁移现象。 以惰性电极来说明离子的电迁移现象： １．正负离子的迁移速率相同 ( ) + = − v v ，电解池通过４F 的电量 通电后，阴阳两极的溶液的浓度的改变量相同。 ２．正离子的迁移速率是负离子的迁移速率的 3 倍 ( ) + = − v 3v ，电解池通过４F 的电量 －通电后，阳极部溶液浓度的改变量是阴极部溶液浓度的改变量的 3 倍。 从 以上的例子可以归纳出两条规律： １．通过的电量＝阴极或阳极发生的反应 引起的电荷迁移＝溶液内任一截面通 过的正负离子所带的电量之和。 ２． ( ) ( ) ( ) ( ) − + − + = = r r Q Q 负离子的迁移速率 正离子的迁移速率 负离子传导的电量 正离子传导的电量 阴极部物质的量的减少 阳极部物质的量的减少 离子的迁移率和迁移数 离子的迁移率：离子在电场中的运动速率除了与离子的本性（包括离子半径，离子水化程度， 所带电荷等）有关外，还与电势梯度有关。离子的迁移速率可以表示为： dt dE r+ = u+ dt dE r− = u − 式中 u+ u− , 分别为在单位电势梯度时离子的迁移率（或称离子淌度：在单位电势梯度时离子的移 动速度）： 离子的迁移数：一种离子所传导的电量与总电量之比为该离子的迁移数（t） t,r,u 之间的关系 设：有长为 l，截面积为Ａ的电解质内有浓度为 ( ) −3 c mol m 的电离度为α电解质 M x N y ，正 负离子的移动速度为 + − r ,r －，通过电解池的电流为Ｉ