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第1章 绪论1

1.1 电化学科学的研究对象1

1.2 电化学科学在实际生活中的应用3

1.2.1 电化学工业3

1.2.2 化学电源4

1.2.3 金属的腐蚀与防护4

1.3 电化学科学的发展简史和发展趋势5

1.3.1 电化学科学的发展简史5

1.3.2 电化学的发展趋势6

1.4 电解质溶液的电导9

1.4.1 电解质溶液的电导9

1.4.2 离子淌度13

1.4.3 离子迁移数15

1.5 电解质溶液的活度与活度系数16

1.5.1 复习有关活度的基本概念16

1.5.2 离子活度和电解质活度18

1.5.3 离子强度定律19

思考题20

例题20

习题22

第2章 电化学热力学24

2.1 相间电位和电极电位24

2.1.1 相间电位24

2.1.2 金属接触电位26

2.1.3 电极电位27

2.1.4 绝对电位和相对电位29

2.1.5 液体接界电位33

2.2 电化学体系35

2.2.1 原电池（自发电池）35

2.2.2 电解池42

2.2.3 腐蚀电池43

2.2.4 浓差电池44

2.3 平衡电极电位47

2.3.1 电极的可逆性47

2.3.2 可逆电极的电位48

2.3.3 电极电位的测量49

2.3.4 可逆电极类型50

2.3.5 标准电极电位和标准电化序53

2.4 不可逆电极56

2.4.1 不可逆电极及其电位56

2.4.2 不可逆电极类型58

2.4.3 可逆电位与不可逆电极电位的判别59

2.4.4 影响电极电位的因素61

2.5 电位-pH图63

2.5.1 化学反应和电极反应的平衡条件64

2.5.2 水的电化学平衡图67

2.5.3 金属的电化学平衡图70

2.5.4 电位-pH图的局限性76

思考题76

例题77

习题85

第3章 电极／溶液界面的结构与性质89

3.1 概述89

3.1.1 研究电极／溶液界面性质的意义89

3.1.2 理想极化电极89

3.2 电毛细现象91

3.2.1 电毛细曲线及其测定91

3.2.2 电毛线曲线的微分方程92

3.2.3 离子表面剩余量93

3.3 双电层的微分电容96

3.3.1 双电层的电容96

3.3.2 微分电容的测量97

3.3.3 微分电容曲线99

3.4 双电层的结构100

3.4.1 电极／溶液界面的基本结构101

3.4.2 斯特恩（Stern）模型103

3.4.3 紧密层的结构109

3.5 零电荷电位112

3.6 电极／溶液界面的吸附现象115

3.6.1 无机离子的吸附116

3.6.2 有机物的吸附118

3.6.3 氢原子和氧的吸附125

思考题129

例题130

习题132

第4章 电极过程概述134

4.1 电极的极化现象134

4.1.1 什么是电极的极化134

4.1.2 电极极化的原因135

4.1.3 极化曲线136

4.1.4 极化曲线的测量137

4.2 原电池和电解池的极化图139

4.3 电极过程的基本历程和速度控制步骤141

4.3.1 电极过程的基本历程141

4.3.2 电极过程的速度控制步骤143

4.3.3 准平衡态145

4.4 电极过程的特征146

思考题147

例题148

习题150

第5章 液相传质步骤动力学152

5.1 液相传质的三种方式152

5.1.1 液相传质的三种方式152

5.1.2 液相传质三种方式的相对比较155

5.1.3 液相传质三种方式的相互影响157

5.2 稳态扩散过程157

5.2.1 理想条件下的稳态扩散158

5.2.2 真实条件下的稳态扩散过程160

5.2.3 旋转圆盘电极164

5.2.4 电迁移对稳态扩散过程的影响165

5.3 浓差极化的规律和浓差极化的判别方法167

5.3.1 浓差极化的规律168

5.3.2 浓差极化的判别方法171

5.4 非稳态扩散过程172

5.4.1 菲克第二定律172

5.4.2 平面电极上的非稳态扩散174

5.4.3 球形电极上的非稳态扩散182

5.5 滴汞电极的扩散电流185

5.5.1 滴汞电极及其基本性质185

5.5.2 滴汞电极的扩散极谱电流——依科维奇（Ilkovic）公式189

5.5.3 极谱波191

思考题193

例题194

习题196

第6章 电子转移步骤动力学198

6.1 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响198

6.1.1 电极电位对电子转移步骤活化能的影响198

6.1.2 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响202

6.2 电子转移步骤的基本动力学参数204

6.2.1 交换电流密度j0204

6.2.2 交换电流密度与电极反应的动力学特性207

6.2.3 电极反应速度常数K209

6.3 稳态电化学极化规律211

6.3.1 电化学极化的基本实验事实211

6.3.2 巴特勒-伏尔摩（Butler-Volmer）方程212

6.3.3 高过电位下的电化学极化规律214

6.3.4 低过电位下的电化学极化规律215

6.3.5 稳态极化曲线法测量基本动力学参数217

6.4 多电子的电极反应218

6.4.1 多电子电极反应218

6.4.2 多电子转移步骤的动力学规律219

6.5 双电层结构对电化学反应速度的影响（ψ1效应）223

6.6 电化学极化与浓差极化共存时的动力学规律228

6.6.1 混合控制时的动力学规律229

6.6.2 电化学极化规律和浓差极化规律的比较232

6.7 电子转移步骤量子理论简介233

6.7.1 电子跃迁的隧道效应233

6.7.2 弗兰克-康东（Frank-Condon）原理234

6.7.3 金属和溶液中电子能级的分布235

6.7.4 电极／溶液界面的电子跃迁238

6.7.5 平衡电位下和电极极化时的电子跃迁240

思考题241

例题242

习题243

第7章 气体电极过程246

7.1 研究氢电极过程的重要意义246

7.1.1 氢电极246

7.1.2 研究氢电极过程的意义247

7.2 氢电极的阴极过程247

7.2.1 氢离子在阴极上的还原过程247

7.2.2 析氢过电位及其影响因素249

7.2.3 析氢反应过程的机理255

7.3 氢电极的阳极过程262

7.4 研究氧电极过程的意义和存在的困难264

7.4.1 研究氧电极过程的意义264

7.4.2 研究氧电极过程的困难265

7.5 氧的阳极析出反应266

7.5.1 氧的析出过程266

7.5.2 氧过电位267

7.5.3 氧电极阳极过程的可能机理268

7.6 氧的阴极还原过程269

7.6.1 氧阴极还原反应的基本历程269

7.6.2 氧在汞表面上阴极还原的反应历程270

思考题272

习题273

第8章 金属的阳极过程274

8.1 金属阳极过程的特点274

8.2 金属的钝化277

8.2.1 金属钝化的原因277

8.2.2 成相膜理论278

8.2.3 吸附理论279

8.3 影响金属阳极过程的主要因素280

8.3.1 金属本性的影响280

8.3.2 溶液组成的影响281

8.4 钝态金属的活化283

思考题284

习题285

第9章 金属的电沉积过程286

9.1 金属电沉积的基本历程和特点286

9.1.1 金属电沉积的基本历程286

9.1.2 金属电沉积过程的特点286

9.2 金属的阴极还原过程287

9.2.1 金属离子从水溶液中阴极还原的可能性287

9.2.2 简单金属离子的阴极还原289

9.2.3 金属络离子的阴极还原289

9.3 金属电结晶过程292

9.3.1 盐溶液中的结晶过程292

9.3.2 电结晶形核过程293

9.3.3 在已有晶面上的延续生长295

思考题297

习题297

第10章 半导体电化学与光电化学基础298

10.1 半导体的基本性质298

10.1.1 半导体的能带结构简介298

10.1.2 半导体中的状态密度与载流子的分布300

10.2 半导体／溶液界面的结构与性质302

10.2.1 半导体／溶液界面的基本图像302

10.2.2 空间电荷层的不同表现形式304

10.2.3 半导体／溶液界面的电位分布306

10.3 半导体／溶液界面上的电荷传递311

10.3.1 平衡电位下的电荷传递311

10.3.2 非平衡条件下（极化时）的电荷传递314

10.4 半导体／溶液界面上的光电化学315

10.4.1 半导体／溶液界面的光电效应315

10.4.2 光电化学电池316

思考题318

第11章 化学电源319

11.1 化学电池的基本性能320

11.1.1 电池电动势320

11.1.2 充、放电过程中的电极极化及端电压随时间的变化321

11.1.3 容量324

11.1.4 自放电325

11.1.5 电池的效率326

11.2 电池反应动力学329

11.2.1 伴有离子和电子传递的固相反应330

11.2.2 反应生成物参与的固、液相反应332

11.2.3 反应生成物溶解、再析出反应333

11.3 一次电池335

11.3.1 锰干电池336

11.3.2 碱锰电池338

11.4 二次电池339

11.4.1 铅酸蓄电池340

11.4.2 碱性蓄电池341

11.4.3 镍-金属氢化物电池344

思考题346

第12章 燃料电池348

12.1 燃料电池的基本概念、基本原理和分类348

12.1.1 燃料电池的概念、特点及其发展史348

12.1.2 燃料电池的基本原理351

12.1.3 燃料电池的分类方法353

12.2 燃料电池的效率及其影响因素355

12.2.1 燃料电池的效率355

12.2.2 影响燃料电池实际效率的因素356

12.3 碱性燃料电池359

12.3.1 碱性燃料电池的工作原理359

12.3.2 碱性燃料电池的关键部件360

12.4 磷酸燃料电池361

12.4.1 磷酸燃料电池的工作原理361

12.4.2 磷酸燃料电池的关键部件362

12.5 质子交换膜燃料电池364

12.5.1 质子交换膜燃料电池的工作原理364

12.5.2 质子交换膜燃料电池的关键部件365

12.6 熔融碳酸盐燃料电池366

12.6.1 熔融碳酸盐燃料电池的工作原理366

12.6.2 熔融碳酸盐燃料电池的关键部件368

12.7 固体氧化物燃料电池369

12.7.1 固体氧化物燃料电池的工作原理369

12.7.2 固体氧化物燃料电池的关键部件370

思考题371

部分习题答案372

附录38

参考文献384