備考2025屆高考化學一輪復習講義第六章化學反應與能量變化第3講原電池的工作原理及常見電池考點2常見化學電源

考點2常見化學電源1.常見化學電源類型類型裝置工作原理一次電池堿性鋅錳電池負極反應：[1]Zn－2e－＋2OH－Zn（OH）2。正極反應：MnO2＋e－＋H2OMnO（OH）＋OH－。電池反應：Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO（OH）＋Zn（OH）2銀鋅（紐扣）電池負極反應：[2]Zn－2e－＋2OH－ZnO＋H2O。正極反應：Ag2O＋2e－＋H2O2Ag＋2OH－。電池反應：Zn＋Ag2OZnO＋2Ag二次電池鉛酸蓄電池放電時：負極反應為Pb－2e－＋SO42－正極反應為PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋PbSO4＋2H2電池反應為[3]Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O2.燃料電池類型裝置工作原理氫氧燃料電池負極反應：[4]H2－2e－2H＋。正極反應：O2＋4e－＋4H＋2H2O。電池反應：2H2＋O22H2O負極反應：[5]H2－2e－＋2OH－2H2O。正極反應：O2＋4e－＋2H2O4OH－。電池反應：2H2＋O22H2O氫氧燃料電池負極反應：[6]H2－2e－＋O2－H2O。正極反應：O2＋4e－2O2－。電池反應：2H2＋O22H2O甲烷燃料電池負極反應：[7]CH4－8e－＋10OH－CO32－＋7H2O正極反應：O2＋4e－＋2H2O4OH－。電池反應：CH4＋2OH－＋2O2CO32－＋3H1.易錯辨析。（1）堿性鋅錳電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使堿性鋅錳電池的比能量高、可儲存時間長。（?）（2）鉛酸蓄電池放電時，正極與負極質量均增加。（√）（3）燃料電池工作時燃料在電池中燃燒，熱能轉化為電能。（?）2.（1）鉛酸蓄電池在放電過程中溶液的pH漸漸增大（填“增大”或“減小”），充電時陽極反應為PbSO4＋2H2O－2e－PbO2＋SO42－＋4H＋，陰極反應為PbSO4＋2e－Pb＋SO42－，總反應為2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO（2）你能發(fā)覺二次電池放電時的電極反應與充電時的電極反應之間的關系嗎？二次電池充電時的陰極反應是放電時的負極反應的“逆反應”；充電時的陽極反應是放電時正極反應的“逆反應”。3.北京冬奧會期間運用氫燃料清潔能源汽車，其氫氧燃料電池工作示意圖如圖所示。（1）電極a為電池的負（填“正”或“負”）極。（2）電極b表面的反應為O2＋4e－＋2H2O4OH－。（3）電池工作過程中OH－向電極a（填“a”或“b”）移動。4.甲烷作燃料電池的負極反應物時，其電極反應式在不同的介質中有不同的寫法。（1）強酸作介質CH4－8e－＋2H2OCO2＋8H＋。（2）導O2－固體作介質CH4－8e－＋4O2－CO2＋2H2O。（3）熔融碳酸鹽作介質CH4－8e－＋4CO32－5CO2＋2H2研透高考明確方向命題點1原電池電極反應式的書寫1.[運用“公式法”書寫]全釩電池以惰性材料作電極，電解質溶液顯酸性，電池總反應為VO2＋（黃色）＋V2＋（紫色）＋2H＋VO2＋（藍色）＋H2O＋V3＋（綠色）。下列說法錯誤的是（CA.正極反應為VO2＋＋2H＋＋e－VO2＋＋H2B.負極旁邊的溶液由紫色漸漸變?yōu)榫G色C.每生成1molH2O轉移電子的物質的量為0.5molD.放電過程中溶液的pH漸漸增大解析由題圖和電池總反應VO2＋＋V2＋＋2H＋VO2＋＋H2O＋V3＋可知，正極反應為VO2＋＋2H＋＋e－VO2＋＋H2O，負極反應為V2＋－e－V3＋，所以負極旁邊溶液的顏色由紫色漸漸變?yōu)榫G色，A、B項正確。由電極反應VO2＋＋2H＋＋e－VO2＋＋H2O可知，反應每生成1molH2O轉移電子的物質的量為1mol，C項錯誤。由電池總反應可知，放電過程中H＋不斷被消耗，所以溶液的pH漸漸增大，2.[運用“加減法”書寫][2024全國乙]Li－O2電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好應用前景。近年來，科學家探討了一種光照充電Li－O2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產生電子（e－）和空穴（h＋），驅動陰極反應（Li＋＋e－Li）和陽極反應（Li2O2＋2h＋2Li＋＋O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（C）A.充電時，電池的總反應Li2O22Li＋O2B.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關C.放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移D.放電時，正極發(fā)生反應O2＋2Li＋＋2e－Li2O2解析由題圖可知，該裝置為二次電池，題干中給出充電時的陽極反應和陰極反應，則依據(jù)“加減法”得放電時負極反應式與充電時陰極反應式互為逆過程，則負極反應式為Li－e－Li＋，放電時總反應與充電時總反應互為逆過程，則放電時總反應式為2Li＋O2Li2O2，則依據(jù)“加減法”得由上述分析可知，A、D項正確。光照時，光催化電極產生電子（e－）和空穴（h＋），電子通過外電路轉移到鋰電極參加陰極反應，空穴參加陽極反應，因此充電效率與光照產生的電子和空穴量有關，B項正確。放電時，金屬鋰電極作負極，光催化電極作正極，則Li＋從負極穿過離子交換膜向正極遷移參加反應，C項錯誤。技巧點撥原電池電極反應式的書寫模型1.“公式法”書寫原電池電極反應式2.“加減法”書寫原電池電極反應式命題點2燃料電池3.[海南高考改編]某燃料電池主要構成要素如圖所示，下列說法錯誤的是（C）A.電池可用于乙醛的制備B.b電極為負極C.電池工作時，a電極旁邊pH降低D.a電極的反應式為O2＋4e－＋4H＋2H2O解析結合圖示裝置可知該燃料電池工作時，乙烯在b電極上發(fā)生氧化反應生成乙醛，則O2在a電極上發(fā)生還原反應，電極反應如下：電極電極反應負極（b電極）2CH2CH2＋2H2O－4e－2CH3CHO＋4H＋正極（a電極）O2＋4e－＋4H＋2H2O該燃料電池能將CH2CH2轉化為CH3CHO，可用于CH3CHO的制備，A項正確；結合上述分析可知，B、D項正確；電池工作時，a電極上O2發(fā)生還原反應時消耗H＋生成H2O，即a電極旁邊溶液pH上升，C項錯誤。4.[2024山東]以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH－O2、N2H4－O2、（CH3）2NNH2－O2清潔燃料電池，下列說法正確的是（C）A.放電過程中，K＋均向負極移動B.放電過程中，KOH物質的量均減小C.消耗等質量燃料，（CH3）2NNH2－O2燃料電池的理論放電量最大D.消耗1molO2時，理論上N2H4－O2燃料電池氣體產物的體積在標準狀況下為11.2L解析燃料電池工作時，陽離子向正極移動，則K＋向正極移動，A項錯誤；N2H4－O2燃料電池的總反應為N2H4＋O2N2＋2H2O，因此放電過程中，KOH的物質的量不變，B項錯誤；依據(jù)CH3OH→CO32－失6e－、N2H4→N2失4e－、（CH3）2NN