北京科技大学808电化学原理2026年考研大纲及参考书目

　　电化学原理考试大纲

　　科目代码：808

　　科目名称：电化学原理

　　一、考试性质与范围

　　1.本课程是储能科学与工程、新能源材料与器件、冶金工程、应用化学及材料

　　科学与工程(电化学方向)等专业本科生必修课程，是一门重点介绍电化学原理

　　基本理论、基本方法及若干应用的专业基础课。

　　2.通过本课程的学习使学生理解掌握电极反应的各类分部步骤，主要包括电极

　　过程动力学和物质传递，并学会使用各类反应步骤的研究方法。进一步地，从电

　　化学视角来加深了解如原电池、电解池等典型电化学过程的运行原理，应用电化

　　学原理知识分析这些学科所遇到的实际问题。在此基础上，不断地向相关学科渗

　　透，逐步拓宽冶金工程及储能科学与工程专业本科生的学术视野。

　　3. 通过本课程的学习，使学生掌握电化学原理及基本的实验技能，对实际过程

　　中的问题，利用电化学基础知识和其他专业知识综合的研究方法来加以解决。

　　二、考试基本要求

　　要求学生牢固地掌握电化学原理的基本概念和基本原理，独立完成习题，能

　　够正确熟练地计算不同体系下电极过程的反应过电位、电流密度等，判断电极过

　　程控制环节，采用适合的电化学方法分析电极过程的反应机理。独立完成所要求

　　的大纲内容与基本习题。

　　三、考试形式与分值

　　考试采用闭卷形式，分值：150分。题目分基本概念、计算、论证及利用电

　　化学原理和方法解决典型电化学过程中的实际应用问题。

　　四、考试内容

　　1. 电化学反应特点及电化学热力学基本定律与概念

　　1.1 电化学反应特点及电极过程

　　1)电化学反应特点的描述;不同电化学体系的原理(原电池、电解池及腐蚀电

　　池)。

　　2)电化学基本电极过程的步骤;速率控制步骤及准平衡态的理解。

　　1.2 基本电化学定律及概念

　　1)应用能斯特方程式计算电极电位;

　　2)法拉第定律的理解与计算;

　　3)第一类导体与第二类导体、阳极与阴极、正极与负极的基本概念;

　　4)可逆电极过程与不可逆电极过程;

　　5)对于极化概念的理解及阳极过电势与阴极过电势的计算。

　　2.电极/溶液界面的结构与性质

　　2.1 相间电位

　　相间电位的可能情形;理想极化电极与理想不极化电极及其应用举例;绝对电极

　　电位与相对电极电位;界面双电层的等效电路分析;微分电容曲线讨论。

　　2.2 电极/溶液界面双电层模型

　　1)三种主要的界面双电层结构模型描述;

　　2)Stern 模型界面双电层内的离子分布示意图、电极电势的分布示意图;Stern

　　模型的不足之处。

　　2)零电荷电位。

　　3.电极过程动力学

　　3.1 电荷转移步骤动力学

　　1)理解电极电位改变如何影响电化学反应速度(电极电位改变对反应活化能的

　　影响)。

　　2)电子转移步骤的基本动力学参数：传递系数、交换电流密度;电极反应速度

　　常数。

　　3)稳态电化学极化规律：Butler–Volmer公式的推导过程;高、低过电位下的

　　电化学极化规律的掌握。

　　4)应用Tafel 公式、线性方程进行相关过电位、电流密度、交换电流密度等的

　　计算。

　　3.2 液相传质过程动力学

　　1)液相传质的三种方式;Fick第一定律;极限扩散电流密度。

　　2)理想稳态扩散下电流密度与极限扩散电流密度计算;真实条件下稳态扩散特

　　征;扩散层有效厚度。

　　3)稳态浓度极化公式与极化曲线;浓差极化特征及判别;

　　4)恒电位条件与恒电流条件下的非稳态扩散过程：扩散层有效厚度、过渡时间。

　　5)电化学极化与浓差极化共存时的规律：Butler–Volmer公式基础上混合控制

　　时的动力学公式;不同电流密度下电极极化特点的分析(ic

　　、id

　　、i0之间大小关

　　系分析)。

　　3.3 表面转化步骤动力学

　　表面转化步骤的分类;极限动力电流密度。

　　4.电化学原理应用

　　4.1 电镀工艺

　　1)电镀体系：电解液配制，包括调pH值、络合剂、添加剂和导电剂等;电极预

　　处理工艺，如抛光，除油等;电镀槽结构;电流效率计算。

　　2)电极过程：电镀沉积的条件;电结晶动力学;欠电势沉积;阳极溶解及钝化

　　机制;电流密度与阴极沉积镀层的关系;电解条件对镀层质量的影响;镀层性能

　　评估方法。

　　4.2 二次电池

　　1)二次电池：二次电池基本原理;二次电池特性，包括容量、能量密度、功率、

　　循环寿命、充放电曲线等。

　　2)电池体系：二次电池正负极材料选取;电解液及添加剂特性;隔膜基本性质，

　　包括粘结剂、导电剂和集流体。

　　3)界面反应：电极界面电化学反应模型;充放电机制;集流体界面反应;电化

　　学分析技术;等效电路模型;锂离子电池应用实例分析。

　　4.3 燃料电池

　　1)燃料电池体系：燃料电池构建及基本原理;燃料电池效率及其影响因素。

　　2)质子交换膜：质子膜结构及类型;质子传导模型;质子膜失效机制。

　　3)气体扩散电极：气体扩散电极的扩散层特性;气体扩散电极的极化模型;电

　　催化剂种类特点及其制备;电催化机制;燃料电池应用实例分析。

　　教材及参考书

　　1)査全性等编著,电极过程动力学导论(第三版)，科学出版社，2002年6月

　　2)李荻，李松梅编著，电化学原理(第四版)，北京航空航天大学出版社，2021

　　年8月

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