《高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 专题课时4 新型化学电源课件 新人教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 专题课时4 新型化学电源课件 新人教版.ppt（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题课时专题课时4新型化学电源新型化学电源 新新型型化化学学电电源源是是高高考考中中每每年年必必考考的的知知识识点点，随随着着全全球球能能源源逐逐渐渐枯枯竭竭，研研发发、推推广广新新型型能能源源迫迫在在眉眉睫睫，因因此此，化化学学中中的的新新型型电电源源，成成为为科科学学家家研研究究的的重重点点方方向向之之一一，也也成成了了高高考考的的高高频频考考点点。高高考考中中的的新新型型化化学学电电源源，有有“氢氢镍镍电电池池”、“高高铁铁电电池池”、“锌锌锰锰碱碱性性电电池池”、“海海洋洋电电池池”、“燃燃料料电电池池”、“锂锂离离子子电电池池”、“银银锌锌电电池池”、“纽纽扣扣电电池池”等等，一一般
2、般具具有有高高能能环环保保、经经久久耐耐用用、电电压压稳稳定定、比比能能量量(单单位位质质量量释释放放的的能能量量)高高等等特特点点。由由于于该该类类试试题题题题材材广广、信信息息新新、陌陌生生度度大大，因因此此许许多多考考生生感感觉觉难难度度大大。虽虽然然该该类类试试题题题题材材新新颖颖，但但应应用用的的解解题题原原理理还还是是原原电电池池的的知知识识，只只要要细细心心分分析析，实际上得分相对比较容易。实际上得分相对比较容易。题型说明题型说明微题型一新型燃料电池的分析与判断微题型一新型燃料电池的分析与判断【示示例例1】 (2015江江苏苏化化学学，10)一一种种熔熔融融碳碳酸酸盐燃燃料料电池
3、池原原理理示意如示意如图。下列有关。下列有关该电池的池的说法正确的是法正确的是()题型示例题型示例答案答案D【方法指导】【方法指导】理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤1.先写出燃料电池总反应式先写出燃料电池总反应式虽虽然然可可燃燃性性物物质质与与氧氧气气在在不不同同的的燃燃料料电电池池中中电电极极反反应应不不同同，但但其其总总反反应应方方程程式式一一般般都都是是可可燃燃物物在在氧氧气气中中的的燃燃烧烧反反应应方方程程式式。由由于于涉涉及及电电解解质质溶溶液液，所所以以燃燃烧烧产产物物还还可可能能要要与与电电解解质质溶溶液液反反应应，然然后后再再写写出出燃燃
4、烧烧产产物物与与电电解解质质溶溶液液反反应应的的方方程程式式相加，从而得到总反应方程式。相加，从而得到总反应方程式。3.最后写出燃料电池负极的电极反应式最后写出燃料电池负极的电极反应式由由于于原原电电池池是是将将氧氧化化还还原原反反应应中中的的氧氧化化反反应应和和还还原原反反应应分分开开在在两两极极(负负、正正两两极极)上上发发生生，故故燃燃料料电电池池负负极极的的电电极极反反应应式式燃燃料料电电池池总总反反应应式式燃燃料料电电池池正正极极的的电电极极反反应应式式。在在利利用用此此法法写写出出燃燃料料电电池池负负极极的的电电极极反反应应式式时时一一要要注注意意消消去去总总反反应应和和正正极极反
5、反应应中中的的O2，二二要要注注意意两两极极反反应应式式和和总总反反应应式式电电子子转转移移相同。相同。1.(2015西西安安八八校校联联考考)甲甲醇醇燃燃料料电池池被被认为是是21世世纪电动汽汽车的的最最佳佳候候选动力力源源，其其工工作作原原理理如如图所所示示。下下列列有有关关叙叙述述正正确的是确的是()题型精练题型精练A.通氧气的一极通氧气的一极为负极极B.H从正极区通从正极区通过交交换膜移向膜移向负极区极区C.通通甲甲醇醇的的一一极极的的电极极反反应式式为CH3OHH2O6e=CO26HD.甲醇在正极甲醇在正极发生反生反应，电子子经过外外电路流向路流向负极极解解析析通通氧氧气气的的一一极
6、极发发生生还还原原反反应应，为为正正极极，A项项错错误误；H从从负负极极区区通通过过交交换换膜膜移移向向正正极极区区，B项项错错误误；通通甲甲醇醇的的一一极极为为负负极极，发发生生氧氧化化反反应应：CH3OHH2O6e=CO26H，C项项正正确确；甲甲醇醇在在负负极极上上发发生生反反应应，电电子子由由负负极极经经外外电电路路流流向向正正极，极，D项错误。项错误。答案答案C解解析析A项项没没有有注注明明标标准准状状况况，错错误误；质质子子应应由由负负极极移移向向正正极极，B错错误误；正正极极的的电电极极反反应应式式为为2O28H8e=4H2O，D错错误。误。答案答案C3.氨氨气气是是一一种种富富
7、氢燃燃料料，可可以以直直接接用用于于燃燃料料电池池，下下图是是供供氨氨水式燃料水式燃料电池工作原理：池工作原理：(1)氨氨气气燃燃料料电池池的的电解解质溶溶液液最最好好选择_(填填“酸酸性性”、“碱性碱性”或或“中性中性”)溶液。溶液。(2)空气在空气在进入入电池装置前需要通池装置前需要通过过滤器除去的气体是器除去的气体是_。(3)氨氨气气燃燃料料电池池的的反反应是是氨氨气气与与氧氧气气生生成成一一种种常常见的的无无毒毒气气体体和和水水，该电池池的的电极极总反反应是是_，正正极极的的电极极反反应式是式是_。解解析析氨氨气气为为碱碱性性气气体体，会会与与CO2反反应应，由由此此可可回回答答(1)
8、(2)问问。由由信信息息和和所所含含元元素素可可知知无无毒毒气气体体是是氮氮气气，在在燃燃料料电电池池中中，燃燃料料为为负负极极，氧氧气气为为正正极极，根根据据碱碱性性环环境境可可知知，正正极极反反应应式式为为O24e 2H2O=4OH。答案答案(1)碱性碱性(2)CO2(3)4NH3 3O2=2N2 6H2O 3O2 12e 6H2O=12OH(或或O2 4e 2H2O=4OH)【题型模板】【题型模板】微题型二可充电电池微题型二可充电电池题型示例题型示例思思维维提提示示A项项，在在原原电电池池内内部部，阳阳离离子子应应移移向向正正极极；二二次次电电池池充充电电过过程程为为电电解解的的过过程程
9、，阴阴极极发发生生还还原原反反应应，B项项正正确确；C项项，比比能能量量是是指指这这种种电电池池单单位位质质量量或或单单位位体体积积所所能能输输出出的的电电能能，当当二二者者质质量量相相同同时时，转转移移电电子子的的物物质质的的量量不不相相等等，即即比比能能量量不不同同；D项项，左左边边装装置置已已经经是是放放完完电电的的电电池池，应应为为锂锂硫硫电电池池给给锂锂离离子子电池充电。电池充电。答案答案B【方法归纳】【方法归纳】可充电电池电极反应式的书写技巧可充电电池电极反应式的书写技巧书书写写可可充充电电电电池池电电极极反反应应式式时时，一一般般都都是是先先书书写写放放电电的的电电极极反反应应式
10、式。书书写写放放电电时时的的电电极极反反应应式式时时，一一般般要要遵遵守守三三个个步步骤骤：第第一一，先先标标出出原原电电池池总总反反应应式式电电子子转转移移的的方方向向和和数数目目，找找出出参参与与负负极极和和正正极极反反应应的的物物质质；第第二二，写写出出一一个个比比较较简简单单的的电电极极反反应应式式(书书写写时时一一定定要要注注意意电电极极产产物物是是否否与与电电解解质质溶溶液液反反应应)；第第三三，在在电电子子守守恒恒的的基基础础上上，总总反反应应式式减减去去写写出出的的电电极极反反应应式式即即得得另另一一电电极极反反应式。应式。充充电电时时的的电电极极反反应应与与放放电电时时的的电
11、电极极反反应应过过程程相相反反，充充电电时时的的阳阳极极反反应应为为放放电电时时的的正正极极反反应应的的逆逆过过程程，充充电电时时的的阴阴极极反反应应为为放放电电时时的的负负极极反反应应的的逆逆过过程程。根根据据正正确确书书写写的的电电极极反反应应式式，可可顺顺利利判判断断各电极周围溶液各电极周围溶液pH的变化。的变化。1.(2015昆昆明明二二模模)利利用用碳碳纳米米管管能能够吸吸附附氢气气，设计一一种种新新型型二二次次电池池，其其装装置置如如图所所示示。关关于于该电池池的的叙叙述述不不正正确确的的是是()题型精练题型精练A.电池放池放电时K移向正极移向正极B.电池放池放电时负极反极反应为：
12、H22e2OH=2H2OC.电池充池充电时镍电极上极上NiOOH转化化为Ni(OH)2D.电池充池充电时碳碳纳米管米管电极与极与电源的源的负极相极相连解解析析本本题题考考查查二二次次电电池池的的反反应应原原理理，意意在在考考查查考考生生对对原原电电池池原原理理和和电电解解原原理理的的理理解解和和综综合合应应用用能能力力。原原电电池池放放电电时时，阳阳离离子子向向正正极极移移动动，A项项正正确确；该该电电池池中中H2在在负负极极上上失失电电子子，发发生生氧氧化化反反应应，因因电电解解质质溶溶液液为为碱碱性性溶溶液液，故故OH参参与与反反应应，B项项正正确确；放放电电时时，正正极极(镍镍电电极极)
13、上上发发生生化化合合价价降降低低的的还还原原反反应应，即即由由NiOOH转转化化为为Ni(OH)2，充充电电时时正正好好相相反反，由由Ni(OH)2转转化化为为NiOOH，C项项错错误误；充充电电时时，该该新新型型二二次次电电池池在在外外加加电电流流的的作作用用下下，碳碳纳纳米米管管电电极极上上发发生生还还原原反反应应，故故碳碳纳纳米米管管电电极极作作阴阴极，与电源负极相连，极，与电源负极相连，D项正确。项正确。答案答案C解解析析充充电电时时是是电电解解池池，是是将将电电能能转转化化为为化化学学能能，放放电电时时是是原原电电池池，是是将将化化学学能能转转化化为为电电能能，A项项正正确确；放放电
14、电时时，负负极极反反应应式式为为：Lie=Li，B项项错错误误；充充电电时时，阳阳离离子子向向阴阴极极移移动动，阴阴离离子子向向阳阳极极移移动动，放放电电时时，阳阳离离子子向向正正极极移移动动，阴阴离离子子向向负负极极移移动动，C项项错错误误；没没有有给给出出气气体体所所处处的的状状态态，无无法法计计算算出出SO2的的体体积积，D项错误。项错误。A3.(选选做做)(2015宁宁波波十十校校联联考考)水水系系锂电池池具具有有安安全全、环保保和和价价格格低低廉廉等等优点点。以以钒酸酸钠(NaV3O8)为正正极极材材料料的的电极极反反应式式为NaV3O8xLixe=NaLixV3O8，该电池池示示意
15、意图如如图所所示示。下列下列说法不正确的是法不正确的是()A.放放电时，负极的极的电极反极反应式：式：Lie=LiB.充充电过程中程中Li从阳极向阴极迁移从阳极向阴极迁移C.充充电过程程中中阳阳极极的的电极极反反应式式为NaLixV3O8xe=NaV3O8xLi，NaLixV3O8中中钒的化合价的化合价发生生变化化D.该电池可以用硫酸池可以用硫酸钠溶液作溶液作电解解质溶液溶液解解析析放放电电时时是是原原电电池池，电电池池的的负负极极发发生生氧氧化化反反应应，A正正确确；充充电电时时是是电电解解池池，充充电电过过程程中中阳阳离离子子从从阳阳极极向向阴阴极极迁迁移移，B正正确确；充充电电过过程程中
16、中阳阳极极发发生生氧氧化化反反应应，C正正确确；锂锂能能与与水水反反应应，该电池不能用硫酸钠溶液作电解质溶液，该电池不能用硫酸钠溶液作电解质溶液，D错误。错误。答案答案D【思维模型】【思维模型】微题型三其他新型、高效环保电池微题型三其他新型、高效环保电池【示示例例3】 (2015课课标标全全国国，11)微微生生物物电池池是是指指在在微微生生物物的的作作用用下下将将化化学学能能转化化为电能能的的装装置置，其其工工作作原原理理如如图所所示示。下列有关微生物下列有关微生物电池的池的说法法错误的是的是()题型示例题型示例A.正极反正极反应中有中有CO2生成生成B.微生物促微生物促进了反了反应中中电子的
17、子的转移移C.质子通子通过交交换膜从膜从负极区移向正极区极区移向正极区D.电池池总反反应为C6H12O66O2=6CO26H2O思思维维提提示示由由题题意意可可知知，微微生生物物电电池池的的原原理理是是在在微微生生物物作作用用下下O2与与C6H12O6发发生生氧氧化化还还原原反反应应，将将化化学学能能转转化化为为电电能能，B正正确确；氧氧气气在在正正极极反反应应，由由于于质质子子交交换换膜膜只只允允许许H通通过过，则则正正极极反反应应为为：O24e4H=2H2O，没没有有CO2生生成成，A项项错错误误；负负极极发发生生反反应应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在在负负极极区区生
18、生成成，移移向向正正极极区区，在在正正极极被被消消耗耗，C项项正正确确；总总反反应应为为：C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。项正确。答案答案A1.热电池池是是一一种种可可长期期储备电能能的的电池池，高高氯酸酸钾广广泛泛用用于于热电池池。铁和和高高氯酸酸钾反反应提提供供的的能能量量使使盐熔熔化化导电，从从而而激激活活 电 池池 。 铁 和和 高高 氯 酸酸 钾 的的 热 电 池池 反反 应 为 KClO4(s)4Fe(s)=KCl(s)4FeO(s)H。下列。下列说法正确的是法正确的是()题型精练题型精练A.H0且参与反且参与反应的高的高氯酸酸钾越多，其越多，其值越小越小B.在在
19、该热电池中，池中，铁为负极，极，发生生还原反原反应C.正极反正极反应式式为KClO4(s)8e=KCl(s)4O2(l)D.生成生成1 mol FeO时转移移8 mol电子子解解析析该该反反应应为为放放热热反反应应，故故H0，对对于于一一个个固固定定的的化化学学反反应应方方程程式式，其其H与与反反应应物物的的多多少少无无关关，A项项错错误误；铁铁元元素素的的化化合合价价升升高高，在在反反应应中中发发生生氧氧化化反反应应，作作负负极极，B项项错错误误；KClO4中中氯氯元元素素化化合合价价降降低低，在在正正极极发发生生还还原原反反应应，故故正正极极反反应应式式为为KClO4(s)8e=KCl(s
20、)4O2(l)，C项项正正确确；铁铁元元素素的的化化合合价价由由0价价升升高高到到2价价，故故生生成成1 mol FeO时时转转移移2 mol电电子子，D项错误。项错误。答案答案C2.(2015太太原原模模拟拟)锌溴溴液液流流电池池是是一一种种新新型型电化化学学储能能装装置置(如如图所所示示)，电解解液液为溴溴化化锌水水溶溶液液，其其在在电解解质储罐罐和和电池池间不断循不断循环。下列。下列说法不正确的是法不正确的是()A.放放电时负极的极的电极反极反应式式为Zn2e=Zn2B.充充电时电极极a连接接电源的源的负极极C.阳离子交阳离子交换膜可阻止膜可阻止Br2与与Zn直接直接发生反生反应D.放放
21、电时左左侧电解解质储罐中的离子罐中的离子总浓度增大度增大解解析析本本题题考考查查了了电电化化学学知知识识，意意在在考考查查考考生生的的识识图图能能力力和和分分析析判判断断能能力力。由由题题知知电电解解液液为为溴溴化化锌锌水水溶溶液液，结结合合电电解解装装置置图图分分析析可可知知充充电电时时左左侧侧电电极极上上发发生生氧氧化化反反应应：2Br2e=Br2，则则左左侧侧电电极极为为阳阳极极，充充电电时时电电极极a连连接接电电源源的的正正极极；充充电电时时右右侧侧电电极极上上发发生生还还原原反反应应：Zn22e=Zn，则则右右侧侧电电极极为为阴阴极极，充充电电时时电电极极b连连接接电电源源的的负负极
22、极，B选选项项错错误误。该该电电池池放放电电时时负负极极反反应应为为充充电电时时阴阴极极反反应应的的逆逆反反应应，即即Zn2e=Zn2，A选选项项正正确确。阳阳离离子子交交换换膜膜只只允允许许阳阳离离子子通通过过，可可阻阻止止Br2与与Zn直直接接发发生生反反应应，C选选项正确。项正确。该该电电池池放放电电时时正正极极反反应应为为充充电电时时阳阳极极反反应应的的逆逆反反应应，即即为为Br22e=2Br，放放电电时时作作原原电电池池，原原电电池池阳阳离离子子向向正正极极移移动动，阴阴离离子子向向负负极极移移动动，且且该该装装置置使使用用了了阳阳离离子子交交换换膜膜，其其只只允允许许阳阳离离子子通
23、通过过，即即左左侧侧电电极极上上生生成成了了Br，同同时时Zn2不不断断移移向向左左侧侧电电极极区区，所所以以放放电电时时左左侧侧电电解解质质储储罐罐中中的的离离子子总总浓浓度度增增大大，D选选项正确。项正确。答案答案B【思维模型】【思维模型】电极反应式书写与判断的三个步骤电极反应式书写与判断的三个步骤步步骤骤一一：负负极极失失去去电电子子发发生生氧氧化化反反应应；正正极极上上，溶溶液液中中阳阳离离子子(或或氧氧化化性性强强的的离离子子)得得到到电电子子，发发生生还还原原反反应应，充充电电时时则则正正好好相反；相反；步步骤骤二二：两两电电极极转转移移电电子子数数守守恒恒，符符合合正正极极反反应应加加负负极极反反应应等等于电池反应的原则；于电池反应的原则；步步骤骤三三：注注意意电电极极产产物物是是否否与与电电解解质质溶溶液液反反应应，若若反反应应，一一般般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。
