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《光电化学转化原理》课程教学大纲

课程编号课程性质：专业方向课

适合专业：新能源科学与工程

先修课程：材料物理与化学、高等数学、固体物理导论

开设学期：第六学期

考核方式：考试

总学时数：48-54

学分：3

（一）课程教学目标

《光电化学转化原理》课程是新能源科学与工程专业和化工工艺电化学专业方向的主干课程。通过本课程的学习，使学生掌握电化学理论、测试和工艺的基本知识，使学生具备专业技术和技能。另外，通过大型综合实验等具有创新型能力培养过程，使学生具有综合运用所学知识的能力，发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后从事电化学工程领域的技术工作及研究开发打下坚实的基础。

（二）课程的目的与任务

《光电化学转化原理》课程是新能源科学与工程专业和化工工艺电化学专业方向的主干课程,主要讲授电化学基本理论与技术，内容包括：电化学原理、电化学测试技术、化学电源以及电镀工艺学等等。课程学习的主要任务是：通过本课程的学习，掌握工艺理论和方法，强化学生的动手能力，培养学生工程实践技能、分析和解决工程实际问题的能力，为今后从事电化学工程领域的技术工作及研究开发打下坚实的基础。

（三）理论教学的基本要求

通过系统学习，要求学生牢固掌握电化学原理和基本的电化学测试技术，掌握化学电源和电镀工艺学的基本内容，对于新能源科学与工程专业的学生，掌握光电转换的基本原理、界面效应、模型系统构建的知识，提高应用物理模型分析解决问题的能力，为进一步学习后续课程打下坚实的基础。

（四）实践教学要求

无

（五）教学学时分配数

章次

各章名称

总学时

学时分配

讲课

实验

上机

课外

小计

第一章

绪论

6-8

6-8

6-8

第二章

电化学热力学

6-8

6-8

6-8

第三章

电极过程概述

4-6

4-6

4-6

第四章

液相传质步骤动力学

6-8

6-8

6-8

第五章

电子转移步骤动力学

8-10

8-10

8-10

第六章

光电化学转换原理及应用

4

4

4

第七章

电化学测试技术

3-4

3-4

3-4

第八章

化学电源

4

4

4

第九章

电镀工艺

4

4

4

总计

48-54

48-54

48-54

（六）大纲内容

第一章绪论

教学目的：要求学生了解电化学科学的发展历史，电化学的研究对象和掌握电解质溶液的电导，活度和活度系数的概念。

教学要求：

1.掌握电解质溶液的电导概念；

2.重点掌握电解质溶液的活度和活度系数的概念；

3.了解电化学的研究对象；

4.了解电化学科学在实际生活中的应用；

5.了解电化学科学的发展简史。

教学内容：

§1.1．电化学科学的研究对象

§1.2．电化学科学在实际生活中的应用

§1.3．电化学科学的发展简史

§1.4．电解质溶液的电导

§1.5．电解质溶液的活度和活度系数

教学提示：为加深对概念的理解可多结合实例说明。

教学重点和难点：

重点：电解质溶液的电导，活度和活度系数；

难点：电解质溶液的活度和活度系数。

学法指导：多媒体教学，课堂讨论，课外阅读，课堂实验演示，习题课讨论。

作业：P29的1、3、4、6-9题。

授课方式：讲授

第二章电化学热力学

教学目的：要求学生掌握相间电位、电极电位和电化学体系的基本知识，掌握平衡电极电位和不可逆电极的基本原理及电位-pH图的概念。

教学要求：

1.掌握相间电位概念及其形成原因，主要类型；

2.掌握绝对电位与相对电位，氢标电位及其符号规定；

3.掌握自发电池、电解池、腐蚀电池的定义及其特点；

4.掌握电池和电极的可逆性；

5.掌握可逆电极分类及其电极电位计算，电极电位的测量原理；

6.了解化学反应与电化学反应的平衡条件；

7.掌握建立理论电位—pH图的方法。

教学内容：

§2.1．相间电位和电极电位

§2.2．电化学体系

§2.3．平衡电极电位

§2.4．不可逆电极

§2.5．电位—pH图

教学提示：本章注重概念的讲解和化学原理的公式推导，应多举生活中的例子加深学生的理解。

教学重点和难点：

重点：相间电位概念及其形成原因、绝对电位与相对电位，电极电位的测量原理，建立理论电位—pH图的方法；

难点：电动势的来源，可逆电池热力学、标准电化序，电位—pH图。

学法指导：多媒体教学，课堂讨论，课外阅读，课堂实验演示，习题课讨论。

作业：针对各相关知识点可布置P119习题中的6～21题。

授课方式：讲授

第三章电极过程概述

教学目的：掌握电极的极化的概念和原因，掌握原电池和电解池的极化图，了解电极过程的基本历程和速度控制步骤。

教学要求：

1.掌握电极极化的概念和电极极化的原因；

2.掌握极化曲线的测量原理；

3.掌握原电池和电解池的极化图；

4.了解电极过程的基本历程和速度控制步骤；

5.了解极化的分类；

6.了解电极过程的特征。

教学内