• 編輯整理:中書院

例题精讲 · 第 00594 题 · 超电势与欧姆压降不能并进「理论分解电压」

以电解水的自编示意槽压数据为材料,把理论分解电压、两极超电势与欧姆压降分项相加得实际槽压,并回代能量效率与漏算项的偏差。

00594题号全 1000 篇 · 第 第99轮 / 第99册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

一、考点定位与做题顺序

让电解持续进行所需的最小外加电压叫分解电压。理论上它等于可逆电池电动势的反号值;实际槽压还要加上阳极超电势、阴极超电势和溶液/电极的欧姆压降 IR,三项各有来由。

自编示意:电解水体系的可逆电压 Erev = 1.229 V,阳极超电势 0.4 V、阴极超电势 0.3 V、欧姆压降 0.2 V。数值与体系均为自编示意,不代表真实电解槽或标准电极数据。

二、逐题精讲

题1

题1 求实际槽压 U,并说明为什么不能把 0.4+0.3+0.2 三项并成「一项极化」。

解析

U = Erev + η阳 + η阴 + IR = 1.229 + 0.4 + 0.3 + 0.2 = 2.129 V。

三项来源不同:η阳、η阴 是电极/界面上的极化超电势(合计 0.7 V),随电极材料、电流密度、温度变;IR 是体相溶液与导体的欧姆压降,随电流与电阻线性变。合并成一个数会丢掉「换电极材料能降哪一块、缩短极间距能降哪一块」的判据,也无法分别回代。

回代核验:U − Erev = 2.129 − 1.229 = 0.9 V,恰等于 0.4+0.3+0.2 = 0.9 V;0.7 + 0.2 = 0.9 V,两条路径闭合。

答案 U = 2.129 V;附加项合计 0.9 V(超电势 0.7 V + 欧姆 0.2 V),三项来源不同不能合并

采分点 写出分项相加式 2 分;U = 2.129 V 2 分;三项来源辨析 3 分;附加项合计 1 分;双向回代 2 分

易错点 只加理论值漏掉超电势;把 IR 也当成超电势

题2

题2 若只按 Erev 估算槽压,会低估多少伏、相对偏差多少?电压效率又是多少?

解析

低估 = 2.129 − 1.229 = 0.9 V;相对偏差 = 0.9/1.229 = 73.2%,分母用理论值 1.229 V,不是实际槽压 2.129 V。

电压效率 η_V = Erev/U = 1.229/2.129 = 57.7%。它衡量「外加电压里有多少比例用于可逆的化学变化」,其余 0.9 V 全部转成热。

回代核验:57.7% × 2.129 V ≈ 1.229 V;U/Erev = 1.7323,与 1 + 73.2/100 一致。注意效率与相对偏差不是互补关系:一个是 Erev/U,一个是 (U−Erev)/Erev,分母不同,不能相加成 100%。

答案 低估 0.9 V、相对偏差 73.2%(分母 1.229);电压效率 57.7%(分母 2.129)

采分点 低估伏数 1 分;偏差 73.2% 2 分;分母口径 2 分;电压效率 57.7% 2 分;两者不互补 2 分;比值回代 1 分

易错点 用 2.129 当偏差分母;把 73.2% 与 57.7% 相加当 100%

三、规律小结与对照表

分项数值性质占比
理论 Erev1.229 V可逆电压基准
超电势合计0.7 V电极界面—
欧姆 IR0.2 V体相电阻—
实际 U2.129 V四项之和效率 57.7%

小结:U = Erev + η阳 + η阴 + IR,四项分项记。本例 U=2.129 V,只按理论值低估 0.9 V、偏差 73.2%,电压效率 57.7%。数值均为自编示意,不代表真实电解槽。

四、自测清单

  • 能写出实际槽压的分项相加式
  • 能区分超电势与欧姆压降
  • 能算附加项合计并回代
  • 能算相对偏差且分母用理论值
  • 能算电压效率且分母用实际槽压
  • 知道偏差与效率分母不同不能相加
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):溶液平衡、沉淀滴定、电化学热力学、动力学与界面化学相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

本页资料整理自公开渠道,力求准确但不作任何保证,仅供参考不构成升学建议,最终以官方公告为准。因使用本站信息所致损失,本站概不负责。

版权、发布、转载及免责 细则
例题精讲目录
联招化学·分解电压:理论值 1.229 V,实际槽压要多出 0.900 V
已读 0 / 31 题
全部 1000 题 →
祖国大陆高校面向 华侨、香港、澳门、台湾 地区招生信息