(新课改省份专版)202x高考化学一轮复习 5.4 化学能与电能(2)新型化学电源(过题型)
山东专用2022版高考化学一轮复习专题十一化学能与电能的转化_基础篇课件ppt
(2)再判断出正、负极或阴、阳极。 放电:阳离子 正极,阴离子 负极; 充电:阳离子 阴极,阴离子 阳极; 总结:阳离子 发生还原反应的电极; 阴离子 发生氧化反应的电极。
例1 (2020临朐一模,8)SBP电解法能大幅度提高电解槽的生产能力,如图 为SBP电解法制备MoO3的示意图,下列说法错误的是 ( )
专题十一 化学能与电能的转化
考点清单
考点一 原电池原理 化学电源 一、原电池的工作原理 1.原电池 将化学能转化为电能的装置。 2.构成条件 (1)具有两个活泼性不同的电极(金属和金属或金属和导电的非金属)。 (2)电解质溶液。 (3)形成闭合回路。 (4)自发进行的氧化还原反应 特别提醒 燃料电池两个电极材料可以相同。
注意 金属的腐蚀主要是发生电化学腐蚀。 b.吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁的电化学腐蚀为例)
类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜酸性很弱或呈中性
水膜呈酸性
正极反应(C) 负极反应(Fe)
② O2+2H2O+4e-
4OH-
③ Fe-2e- Fe2+
2H++2e-
H2↑
其他反应
Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3
类型
实例
电解 水型
电解电 解质型
NaOH
H2SO4 K2SO4 HCl
CuCl2
电解 物质 水
电解质
电解质
pH
的变化
浓度增大
增大
浓度增大 浓度增大 浓度减小
减小 不变 增大
浓度减小
—
使电解质溶液 复 原的方法 加水
2021-2022年高考化学一轮复习 第六章 第一讲 化学能与热能
2021年高考化学一轮复习第六章第一讲化学能与热能[考纲展示]1．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。
了解化学在解决能源危机中的重要作用。
2.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
3.了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
4．了解热化学方程式的含义。
5.了解焓变与反应热的含义。
了解ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)表达式的含义。
6．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
考点一化学反应的热效应一、反应热和焓变1．反应热：化学反应中放出或吸收的热量。
2．焓变：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为ΔH，单位是kJ/mol。
二、吸热反应和放热反应1．反应特点(1)从能量高低的角度分析对于吸热反应：反应物的总能量＝生成物的总能量－吸收的热量；对于放热反应：反应物的总能量＝生成物的总能量＋放出的热量。
(2)从化学键的角度分析2．常见的吸热反应和放热反应(1)吸热反应：大多数分解反应、盐的水解反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。
(2)放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。
1物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，其不属于吸热反应或放热反应。
但在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。
,2化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系，如吸热反应NH4Cl与Ba OH2·8H2O在常温常压下即可发生反应，而很多放热反应需要在加热的条件下才能发生反应。
(xx·高考北京卷)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如下：下列说法正确的是( )A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O形成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程[解析] A．状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。
2024版新教材高考化学全程一轮总复习第六章化学反应与能量第19讲原电池化学电源课件
③画装置图：注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能用 __导__线____代替，要形成闭合回路。
如根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计原电池：
AgNO3
CuSO4
[正误判断] (1)任何氧化还原反应均可设计成原电池( )
× 能够自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池
(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以 设计成原电池( )
(2)银锌电池 银锌电池的负极是___Z_n___，正极是___A_g_2O___，电解质是__K_O_H___，
其电极反应如下： 负极：_Z_n_－__2_e－__＋_2_O_H__－_=_==_Z__n(_O_H_)_2________； 正极：_A_g_2_O_＋__2_e－_＋__H_2_O_=_=_=_2_A_g_＋__2_O_H_－_____； 总反应：_Z_n_＋__A_g_2_O_＋__H_2O__=_==_Z_n_(_O_H_)_2_＋_2_A_g__。
3．燃料电池 (1)特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。常见燃 料有H2、烃、肼、烃的衍生物、NH3、煤气等。电能转化率超过80%。 (2)氢氧燃料电池
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋ _2_H_2_＋__4O__H_－_－__4_e－__==_=_4_H_2_O_.
正极反应式 _O_2_＋_4_H_＋__＋_4_e_－_=_=_=_2_H_2_O_. _O_2_＋_2_H_2_O_＋__4_e－__=_==_4_O_H__－_.
必备知识整理 1.原电池的概念及构成条件 (1)定义：把__化_学__能___转化为__电__能____的装置。 (2)原电池的形成条件 ①能自发进行的_氧__化__还_原__反__应__。 ②两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 ③形成_闭__合__回_路__，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或 间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。
高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量转化 第2讲 原电池 化学电源练习 新人教版
第六章第2讲原电池化学电源1．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是( )解析：D [A项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能。
]2．(2018·北京朝阳一模)如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是( )锌铜原电池装置A．电子经导线由Zn极流向Cu极B．该装置的总反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷D．取出盐桥，电流计指针不再偏转解析：C [盐桥中阳离子移向B池，阴离子移向A池，起到平衡电荷的作用，故A池和B池中溶液仍然保持电中性。
]3．某原电池总反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是( )A．正极是Cu，负极是Fe，电解质是FeCl3溶液B．正极是C，负极是Fe，电解质是Fe(NO3)3溶液C．正极是Fe，负极是Zn，电解质是Fe2(SO4)3溶液D．正极是Ag，负极是Fe，电解质是FeCl3溶液解析：C [ C项的总反应式为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋，故选C项。
]4．用氟硼酸(HBF4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，总反应方程式为：Pb＋PbO2＋4HBF4放电充电2Pb(BF4)2＋2H2O，Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质。
下列说法正确的是( )A．放电时，负极反应为：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2OB．充电时，当阳极质量增加23.9 g时转移0.4 mol电子C．放电时，正极区电解质溶液的pH增大D．充电时，Pb电极与电源的正极相连解析：C[放电时，负极上应该是金属铅失电子发生氧化反应，A错误；充电时阳极发生氧化反应：Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋，产生1 mol PbO2，增重1 mol×239 g/mol＝239 g，转移电子2 mol，当阳极质量增加23.9 g时转移0.2 mol电子，B错误；放电时正极上发生还原反应：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O，氢离子浓度减小，所以pH增大，C正确；充电时，Pb电极和电源的负极相连，D错误。
2024届高考化学一轮复习：《第19讲 化学能与热能》
高考化学一轮复习： 《第19讲 化学能与热能》【真题再现·辨明考向】1．(2023年江苏卷) 氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。
11H 、21H 、31H 是氢元素的3种核素，基态H 原子1s 1的核外电子排布，使得H 既可以形成H +又可以形成H －，还能形成H 2O 、H 2O 2、NH 3、N 2H 4、CaH 2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H 2，如水煤气法制氢反应中，H 2O(g)与足量C(s)反应生成1molH 2(g)和1molCO(g)吸收131.3kJ 的热量。
H 2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO －3在催化剂作用下与H 2反应可得到HCOO －。
我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。
下列化学反应表示正确的是A. 水煤气法制氢：C(s)＋H 2O(g)＝H 2(g)＋CO(g) △H ＝－131.3kJ∙mol -1B. HCO －3催化加氢生成HCOO －的反应：HCO －3＋H 2=======催化剂 HCOO －＋H 2OC. 电解水制氢的阳极反应：2H 2O －2e －＝H 2↑＋2OH －D. CaH 2与水反应：CaH 2＋2H 2O ＝Ca(OH)2＋H 2↑2. (2023年江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为：CO 2(g)＋4H 2(g)＝CH 4(g)＋2H 2O(g) △H ＝－164.7kJ∙mol -1CO 2(g)＋H 2(g)＝COg)＋H 2O(g) △H ＝41.2kJ∙mol -1在密闭容器中，1.01×105Pa 、n 起始(CO 2)∶n 起始(H 2)＝1∶4时，CO 2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO 2实际转化率随温度的变化如题图所示。
CH 4的选择性可表示为n 生成(CH 4) n 生成(CO 2)×100%。
2025年高考化学一轮复习课件(适用于新高考新教材) 第1节 原电池与化学电源
反应。( × )
(4)电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用,是因为铜导
线价格高,尽量节省成本。( × )
(5)原电池内部阳离子移向负极。( × )
(6)带盐桥的原电池中,可用金属代替盐桥。( × )
2.(双选)分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( BD )。
池中电流从正极流向负极,阳离子向正极移动,则电池工作时,Li+向正极a区
移动,A项错误,C项正确。电流由正极X极通过外电路流向负极Y极,B项正
确。Y极上每生成1 mol Cl2,则转移2 mol电子,有2 mol Li+向正极移动,则a
区得到2 mol LiCl,D项正确。
3.(2022全国甲)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示
极,A项错误;放电时,空气中的氧气在含催化剂的多孔电极(正极)上得电子
发生还原反应生成ZnO2,正极反应式为O2+Zn2++2e-══ZnO2,B项正确;放
电时Zn电极为负极,电势低,C项错误;充电时为电解池,总反应为ZnO2
Zn+O2↑,则生成1 mol Zn,理论上生成1 mol O2,标准状况下的体积为1
关键能力形成
03
第三环节
核心素养提升
04
实验探源
第一环节
必备知识落实
知识点1
原电池原理及其应用
知识筛查
1.定义
原电池是把化学能转化为电能的装置。
2.构成条件
电极
两极为导体,且存在活动性差异
溶液
两极插入电解质溶液中
回路
形成闭合回路或两极直接接触
高考化一轮复习第六章化反应与能量第1节化能与热能和电能课件
D．铅蓄电池
答案：A
3．(2015 年 6 月·广东学考)能有效防止铁质栏杆锈蚀
的措施是( ) A．接上铜网 C．定期涂上油漆
B．与石墨相连 D．定期擦去铁锈
②化学反应中能量变化的原因。
吸收 释放
(2)化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度。
放出热量
吸收热量
结论：化学反应中的能量变化取决于反应物的总能 量与生成物的总能量的相对大小。
点拨：物质具有的能量越低，断开其中的化学键需要 的能量越多，该物质越稳定；物质具有的能量越高，断开 其中的化学键需要的能量越少，该物质越不稳定。
解析：原电池反应为 Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。 答案：B
一、原电池 1．定义：把化学能转化为电能的装置。 2．工作原理(以锌铜原电池为例)。
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 电池总反应
负极
正极
Zn Zn－2e－===Zn2＋
氧化反应
Cu 2H＋＋2e－===H2↑
还原反应
A．硅材料可将太阳能转化为电能 B．水力发电可将势能转化为电能 C．原电池可将化学能转化为电能 D．燃烧反应可将热能转化为化学能 解析：D 项，燃烧反应是将化学能转化为热能。
答案：D
单项选择题Ⅰ 1．下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是 ()
解析：吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能 量，A 项正确。
2H2SO4 2PbSO4＋2H2O，负极材料是 Pb，正极材料 是 PbO2，电解质溶液是 H2SO4 溶液。充电电池还有镍镉 电池、锂离子电池等。
3．燃料电池：氢氧燃料电池是一种高效、不污染环 境的发电装置。总反应：2H2＋O2===2H2O，通入 H2 的 一极为负极，通入 O2 的一极为正极。
2022版新教材高考化学一轮复习第5章化学反应与能量转化第2节化学能转化为电能__电池学案鲁科版20
第2节化学能转化为电能——电池考试评价解读1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。
2．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
3．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。
核心素养达成变化观念与平衡思想认识原电池的本质是氧化还原反应。
能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转换。
证据推理与模型认知能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。
原电池的工作原理[以练带忆]1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO2－4)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡C 解析：由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上，Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，A错误；由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO2－4)不变，B错误；在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，D错误。
2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：编号①②③④实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞cC 解析：由实验①可知，a做原电池负极，b做原电池正极，活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d做原电池负极，c做正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。
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B．a 极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放电时，电流从 a 极经过负载流向 b 极
D．其中的离பைடு நூலகம்交换膜需选用阳离子交换膜
题型一 燃料电池
3．为体现节能减排的理念，中国研制出了新型固态氧化物燃
料电池(SOFC)，该电池的工作原理如图所示。下列说法正
确的是
()
A．电子从 b 极经导线流向 a 极 B．正极的电极反应式为 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．还可以选用 NaOH 固体作固态电解质 D．若反应中转移 1 mol 电子，则生成 22.4 L(标准状况)CO2
O2＋4H＋＋4e－===2H2O； (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－； (3)固体电解质(高温下能传导 O2－)环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－； (4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下电极反应式： O2＋2CO2＋4e－===2CO23－。
②
①式＋②式得燃料电池总反应式为
CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
题型一 燃料电池 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质
是 O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大 致有以下四种情况：
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：
题型二 可充电电池(二次电池)
题型二 可充电电池(二次电池)
(4)“加减法”书写新型二次电池放电的电极反应式 若已知电池放电时的总反应式，可先写出较易书写的一极 的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，由总反应式减 去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一 极的电极反应式。
题型二 可充电电池(二次电池)
题型一 燃料电池
第三步：根据电池总反应式和正极反应式，写出 负极反应式
电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池 负极反应式。因为 O2 不是负极反应物，因此两个反 应式相减时要彻底消除 O2。
题型一 燃料电池
[典例] 十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味
着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换
CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
题型一 燃料电池
2．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体
积小 等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料 的电池装置如图所示，该电池用空气中的
氧气作为氧化剂，KOH 溶液作为电解质溶液。下列关于该
电池的叙述正确的是
()
A．b 极发生氧化反应
膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理
如图所示。下列说法正确的是
()
A．该电池放电时质子从电极 b 移向电极 a B．电极 a 附近发生的电极反应为 SO2＋2H2O－2e－===H2SO4 ＋2H＋ C．电极 b 附近发生的电极反应为 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．相同条件下，放电过程中消耗的 SO2 和 O2 的体积比为 2∶1
题型一 燃料电池
重难点拨
题型一 燃料电池
燃料电池电极反应式的书写
第一步：写出燃料电池反应的总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电
解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质为 NaOH 溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O
①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
题型二 可充电电池(二次电池)
题型二 可充电电池(二次电池)
题型二 可充电电池(二次电池)
近几年高考中的新型可充电电池的种类较多，如“储氢电 池”、“锂—空气电池”、“高铁电池”、“锂硫电池”等。 总的来说，可充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又 能将电能转化为化学能(充电)的可多次利用的一类特殊电池。 考题一般通过文字叙述、电池总反应或原理图提供信息，重点 考查以下四点：一考“式子”，即考查原电池电极反应的书写； 二考“运动”，即考查原电池工作过程中，离子、电子的移动 方向；三考“量值”，即考查原电池工作过程中电子转移数目、 电极上消耗或生成物质的物质的量；四考“应用”，即考查原 电池原理在生产、生活、环境保护中的应用。
[典例] (2018·全国卷Ⅲ)一种可
充电锂—空气电池如图所示。当电池
题型二 可充电电池(二次电池)
重难点拨
题型二 可充电电池(二次电池) 1．可充电电池的思维模型
因此，充电时电极的连接可简记为“负接负后作阴极， 正接正后作阳极”。
题型二 可充电电池(二次电池) 2．可充电电池的分析流程
(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反 应，充电时是电解池反应。 (2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电 时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极 反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 (3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应 进行分析。 ①首先应分清电池是放电还是充电。 ②再判断出正、负极或阴、阳极。
目 录
01 燃料电池 02可充电电池(二次电池) 03 课时跟踪检测
题型一 燃料电池
题型一 燃料电池
题型一 燃料电池
燃料电池是利用氢气、甲烷、甲醇、硼氢化物等为燃料与 氧气或空气进行反应，将化学能直接转化为电能的一类原电池。 其特点一是有两个相同的多孔电极，同时两个电极不参与电极 反应；二是不需要将还原剂和氧化剂全部储存在电池内；三是 能量的转化率高，燃料电池具有高能环保、电压稳定、经久耐 用等优点。因此，这类电池正成为科学研究、高考命题的重点。 其主要命题角度有燃料电池正负极的判断，电池反应式的书写， 电子、离子的移动及电解质溶液的组成变化情况分析等。
题型一 燃料电池
备考方略
题型一 燃料电池 新型燃料电池的分析模板
题型一 燃料电池
综合训练
题型一 燃料电池
1．如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，
具有自动吹气流量监测与控制的功能，
下列有关说法正确的是
()
A．电流由呼气所在的铂电极流出
B．H＋通过质子交换膜流向氧气所在的铂电极
C．电路中流过 2 mol 电子时，消耗 11.2 L O2 D．该电池的负极反应为