《电化学原理与应用》课程教学大纲

《电化学原理与应用》课程教学大纲

一、课程基本信息

二、课程目标

（一）总体目标：

本课程是面向新能源专业本科生开设的一门基础课，其任务使学生掌握电化学所研究的热力学、电极/溶液界面的结构和性质、液相传质步骤动力学、电子转移步骤动力学等基本概念和各种规律，掌握电化学中的基本定律、基本理论，了解电化学的应用，提高学生的科学素质，为后续课程的学习奠定基础。

（二）课程目标：

课程目标1：

 1．1

使学生了解电化学科学的研究对象、历史、发展和应用，激起学生对学习电化学的兴趣和动力。掌握电解质溶液的电导、活度和活度系数的概念和计算方法。

 1．2

使学生掌握电化学体系中常见相间电位产生的原因、电极电位的定义和测量以及几种典型的电化学体系，掌握平衡电极电位的概念，可逆电极和不可逆电极的类型、测量和计算。

课程目标2：

 2．1

使学生掌握理想极化电极的概念和电毛细现象、双电层的微分电容的计算。重点掌握双电层的结构、零电荷电位的概念和相关的计算，了解电极/溶液界面的吸附现象。

 2．2

使学生掌握电极的极化、原电池和电解池的极化图，以及电极过程的基本历程和速度控制步骤。

课程目标3：

 3．1

使学生掌握液相传质的三种方式、稳态扩散和非稳态扩散过程，浓差极化的规律和浓差极化的判别方法。

 3．2

使学生掌握电极电位对电子转移步骤反应速度的影响、电子转移步骤的基本动力学参数，稳态电化学极化规律、双电层结构对电化学反应速度的影响以及电子转移步骤量子理论。

（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系

表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表

（大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。通识教育课程含通识选修课程、新生研讨课程及公共基础课程，面向专业为工科、师范、医学等有专业认证标准的专业，按照专业认证通用标准填写“对应毕业要求”栏；面向其他尚未有专业认证标准的专业，按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。）

三、教学内容

第一章 电化学绪论

1.教学目标

使学生了解电化学科学的研究对象、历史、发展和应用，激起学生对学习电化学的兴趣和动力。

2.教学重难点

掌握电解质溶液的电导、活度和活度系数的概念和计算方法。

3.教学内容

介绍电化学科学的研究对象、发展历史和应用范围，讲解电解质溶液的电导、活度和活度系数的概念和计算。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第二章 电化学热力学

1.教学目标

使学生掌握电化学体系中常见相间电位产生的原因、电极电位的定义和测量以及几种典型的电化学体系，掌握平衡电极电位的概念，可逆电极和不可逆电极的类型、测量和计算。

2.教学重难点

掌握平衡电极电位的概念，可逆电极和不可逆电极的类型、测量和计算。

3.教学内容

介绍电化学中的相间电位、电极电位产生的原因，以及几种典型的电化学体系；讲解平衡电极电位、可逆电极和不可逆电极的类型和特点。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第三章 电极/溶液界面的结构和性质

1.教学目标

使学生掌握理想极化电极的概念和电毛细现象、双电层的微分电容的计算。重点掌握双电层的结构、零电荷电位的概念和相关的计算，了解电极/溶液界面的吸附现象。

2.教学重难点

双电层的结构、零电荷电位的概念和相关的计算。

3.教学内容

介绍电化学中电极/溶液界面的结构和性质，包括双电层模型结构的发展历程、特点和理论推导过程，以及在stern模型基础上的进一步完善。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第四章 电极过程概述

1.教学目标

使学生掌握电极的极化、原电池和电解池的极化图，以及电极过程的基本历程和速度控制步骤。

2.教学重难点

原电池和电解池的极化图，以及电极过程的基本历程和速度控制步骤。

3.教学内容

介绍电化学中电极极化的原理和过程，以及电极过程的基本历程。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第五章 液相传质步骤动力学

1.教学目标

使学生掌握液相传质的三种方式、稳态扩散和非稳态扩散过程，浓差极化的规律和浓差极化的判别方法。

2.教学重难点

使学生掌握液相传质的三种方式、稳态扩散和非稳态扩散过程，浓差极化的规律和浓差极化的判别方法。

3.教学内容

介绍电化学体系中液相传质的方式，稳态与非稳态扩散过程以及浓差极化的概念。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第六章 电子转移步骤动力学

1.教学目标

使学生掌握电极电位对电子转移步骤反应速度的影响、电子转移步骤的基本动力学参数，稳态电化学极化规律、双电层结构对电化学反应速度的影响以及电子转移步骤量子理论。

2.教学重难点

使学生掌握电极电位对电子转移步骤反应速度的影响、电子转移步骤的基本动力学参数，稳态电化学极化规律、双电层结构对电化学反应速度的影响以及电子转移步骤量子理论。

3.教学内容

介绍电化学体系中电子转移步骤反应速度及其影响因素，电子转移步骤过程中的重要动力学参数，以及双电层结构对电子转移步骤动力学的影响。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第七章 金属的电沉积过程

1.教学目标

使学生了解半导体的基本性质，掌握半导体/溶液界面的结构与性质。掌握半导体/溶液界面上的电荷传递和光电化学过程。

2.教学重难点

使学生了解半导体的基本性质，掌握半导体/溶液界面的结构与性质。掌握半导体/溶液界面上的电荷传递和光电化学过程。

3.教学内容

介绍电化学体系中半导体电极的基本性质、半导体/溶液界面的结构与特点，以及半导体/溶液界面的电荷传递过程和光电化学过程。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

第八章 半导体电化学与光电化学基础

1.教学目标

使学生了解半导体的基本性质，掌握半导体/溶液界面的结构与性质。掌握半导体/溶液界面上的电荷传递和光电化学过程。

2.教学重难点

使学生了解半导体的基本性质，掌握半导体/溶液界面的结构与性质。掌握半导体/溶液界面上的电荷传递和光电化学过程。

3.教学内容

介绍电化学体系中半导体电极的基本性质、半导体/溶液界面的结构与特点，以及半导体/溶液界面的电荷传递过程和光电化学过程。

4.教学方法

讲授

5.教学评价

四、学时分配

表2：各章节的具体内容和学时分配表（五号宋体）

五、教学进度

表3：教学进度表

六、教材及参考书目

 1. 巴德(Bard A. J.)，福克纳(Faulkner L. R.)著，邵元华等译，《电化学方法:原理和应用 Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications》(第2版)，化学工业出版社。

 2. 吴辉煌著，《电化学》，化学工业出版社。

 3. 田昭武著，《电化学研究方法》，科学出版社。

 4. 傅献彩等著，《物理化学》，高等教育出版社。

 5. 查全性等著，《电极过程动力学》，科学出版社。

七、教学方法

 1．讲授法：对于电化学原理这门课程，大部分内容是授课老师讲授。

 2．讨论法：对于电化学原理这门课程中，针对比较难理解的概念公式，会给出一些思考题供学生讨论，加深理解，比如第六章巴-伏方程在电化学极化和浓差极化混合控制条件下的修正。

八、考核方式及评定方法

（一）课程考核与课程目标的对应关系

表4：课程考核与课程目标的对应关系表

（二）评定方法

1．评定方法

（例：平时成绩：30%，期中考试：20%，期末考试50%，按课程考核实际情况描述）（五号宋体）

2．课程目标的考核占比与达成度分析

表5：课程目标的考核占比与达成度分析表（五号宋体）

（三）评分标准