专题08 原电池（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二化学上学期

专题08 原电池 3大高频考点概览 考点01 原电池 考点02 原电池原理的应用 考点03 化学电源 地 城 考点01 原电池 1．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 2．（2024-2025高二上·辽宁普通高中·期末）下列有关电极方程式或离子方程式错误的是 A．方铅矿(PbS)遇溶液生成铜蓝： B．将溶液滴入溶液中： C．碱性锌锰电池放电时正极反应： D．加入水中： 3．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）下列关于仪器选择、实验操作及相关叙述均正确的是 A．准确测量中和反应反应热 B．用胆矾制无水硫酸铜 C．装置盐桥中阳离子向溶液中迁移 D．对比Fe3+与Cu2+对双氧水分解的催化效率 地 城 考点02 原电池原理的应用 4．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）足量铁粉与盐酸反应，下列措施能加快该反应速率且不影响产生的氢气的量的是 ①适当加热    ②加入少量CuSO4(s)    ③加入少量铜粉    ④加入2 mol·L-1的硝酸溶液 ⑤通入HCl气体    ⑥加入少量醋酸    ⑦将铁粉改为铁片 A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．⑤⑥⑦ 5．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．室温下，的溶液中水电离产生的数目为 B．1molH2和1molI2反应后气体分子总数为2NA C．氢氧燃料电池工作时，正极消耗气体，电路中转移电子数为2 D．标准状况下，溶于水，所得溶液中的微粒数之和为 6．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）已知：氧化还原反应可看成由两个半反应组成，每个半反应具有一定的电极电势（用“E”表示），E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强，E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。 氧化还原电对（氧化型/还原型） 电极电势（E/V） 氧化还原电对（氧化型/还原型） 电极电势（E/V） / 0.77 / 1.36 /（或） 1.69 / 0.151 / 1.51 / 0.54 根据表格数据分析，下列说法错误的是 A．氧化性： B．酸化高锰酸钾溶液时，不可使用氢碘酸 C．往淀粉碘化钾溶液中滴加溶液，可观察到溶液变蓝 D．向含的酸性溶液中加，滴加溶液，可观察到溶液变红 7．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池，其构造如图所示： (1)KOH作电解质，其电极总反应为2H2+O2=2H2O，则负极通入的是 ，电极反应式为 ；正极通入的是 ，电极反应式为 。 (2)如把KOH溶液改为稀硫酸，则负极电极反应式为： ，正极电极反应式为： ，该电池工作时电解液中H+移向 (填a或b)电极。 8．（2024-2025高二上·辽宁锦州·期末）在石油化工生产中，乙烷（）是一种重要的化工原料。乙烷的燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是地 城 考点03 化学电源 A．Y电极为负极 B．该电池工作时，将电能转化为化学能 C．X电极上的电极反应式为 D．该电池工作时，每转移1.0mol电子，消耗的质量为4.0g 9．（2024-2025高二上·辽宁点石联考·期末）一种以金属钒离子为活性物质的全钒液流电池工作原理如图所示。全钒液流电池是以、价态的钒离子溶液和、价态的钒离子溶液分别作为电极的活性物质，储存在各自的电解液储罐中。充、放电时，正、负极电解液在隔膜两侧进行氧化还原反应。下列说法正确的是 A．极是负极，极是正极 B．放电时，应通过泵向极室送入 C．放电时，负极反应为 D．充电时，阳极反应为 10．（2024-2025高二上·辽宁丹东·期末）下列有关原电池的说法正确的是 A．图甲所示装置工作时，盐桥中的会向右池移动 B．图乙所示装置工作时，正极的电极反应式为 C．图丙所示装置工作时，电子从Pb电极流出，经电解质溶液回到电极 D．图丁所示装置工作时，正极的电池反应式为 11．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 12．（2024-2025高二上·吉林珲春·期末）二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。如图是绿色电源“燃料电池”的工作原理示意图（a、b均为多孔性Pt电极）。该电池工作时，下列说法正确的是 A．a电极为该电池正极 B．在 b 电极上得电子，被氧化 C．电池工作时，a电极反应式： D．电池工作时，燃料电池内部从a电极移向b电极 13．（2024-2025高二上·吉林白城·期末）甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为： D．b口通入空气，c口通入甲醇 14．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a膜是阴离子膜 B．放电时负极的电极反应式为 C．电池工作时，复合膜层间的解离生成的向多孔Pd纳米片方向移动 D．外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol解离 15．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作过程中，电子由b极经导线流向a极 B．升高温度一定可以提高该电池的工作效率 C．每处理1mol ，理论上可生成CO2(标准状况下)33.6L D．a极的电极反应式为： 16．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．电子通过钠超离子导体由a极移动到b极 B．工作一段时间b极附近可能有白色固体析出 C．电池工作时每消耗标准状况下，a极质量减少 D．该电池中的有机电解液可选用乙醇 17．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．甲：溶液中向Cu电极方向移动，电子由锌经电解质溶液流向铜电极 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性增强，导电能力上升 18．（2024-2025高二上·黑龙江新时代·期末）“大气固碳”锂电池原理，装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，电极A接电源的正极 B．充电时，左室锂电极的质量增加 C．放电时，锂离子通过聚合物电解质膜进入右室 D．放电时，电极B的电极反应为 19．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的电极产物为和。下列说法错误的是 A．M电极材料为Zn，N电极材料为 B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 C．N电极的反应式为 D．若电路中通过2mol，则有4mol由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液 20．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．金属锂电极电势低于光催化电极 B．放电时，外电路有电子通过，生成 C．充电时，从阳极穿过离子交换膜向阴极迁移 D．该蓄电池可实现如下能量转化：光能→电能→化学能→电能 21．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）丙烯是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下几种方法。根据信息回答下列问题： 【方法一】丙烷直接脱氢制丙烯 反应I： (1)丙烷在某催化剂上脱氢的反应历程如图(＊表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态)： 已知： 化学键 键能/ 348 615 413 436 ①计算反应I的 ，该反应在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 ②研究表明键的断裂是反应中的决速步骤(速率最慢的基元反应)，图中能量：对应 (选填“A”或“B”)。 (2)为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 【方法二】氧化丙烷脱氢制丙烯 反应I：   反应II： (3)保持压强条件下，分别向密闭容器中投入一定量或等物质的量的和混合气体时，的平衡转化率随温度变化的曲线如图。 ①投入和混合气体时，的平衡转化率的曲线为 (填“a”或“b”)。 ②温度为900K时，计算反应I的平衡常数 kPa(用含的分式表示)；900K投入等物质的量的和时，发生反应I和II，计算的平衡转化率为 ％(计算结果保留两位有效数字)。 【方法三】丙烷电化学脱氢法 中科院化学与材料科学工程学院的相关研究为实现同时获得烯烃和电力的联产提供了理论支持。研究人员发明的质子型固体氧化物燃料电池，其工作原理如图所示。 (4) 根据图中信息在电极上发生反应的电极反应式为 。 22．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）是最简单的有机羧酸，常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题： (1)已知：① ② ③ 则的 。 (2)恒温恒容条件下，向密闭容器中充入1和2合成，下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．气体压强不随时间变化时达到平衡状态 B．平衡时的最大体积分数为50% C．平衡后及时移走，平衡常数增大 D．平衡后再充入，的平衡转化率增大 (3)一定温度下，保持总压强为2.0，向密闭容器中充入1和1.6，发生反应：、。反应达到平衡时的转化率为50%，的选择性为80%(已知：甲酸的选择性。该温度下，的平衡常数 。 (4)常温下，向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。 则 ，n点溶液中离子浓度由大到小的排序为 。 (5)常温下，已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中。 ①的 。 ②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍，有关说法正确的是 (填序号) A．所有离子的浓度在稀释过程中都会减少 B．稀释后溶液的 C．稀释后甲酸的电离度会增大 (6)C2H5OH可作为燃料使用，用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则d电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为 。 23．（2024-2025高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末）直接以为原料生产是目前的研究热点，我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为。回答下列问题： (1)已知：I．； II．； III．； IV．。 ①反应①的自发条件是 (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)。 ② 。 (2)以为原料合成涉及的主要反应如下： I．； II．。 ①研究表明，在催化剂存在下，和只发生反应I和II，密闭容器保持恒温恒容，下列条件能表明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．当2个键断裂，同时断裂一个键 B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．体积分数保持不变 ②一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，达到平衡时，容器中为为，此时的浓度为 (用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应II的平衡常数为 。 (3)甲醇燃料电池以甲醇为燃料，其工作原理如图所示： b电极是 (填“正极”或“负极”)，写出a极的电极反应式： 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 原电池 3大高频考点概览 考点01 原电池 考点02 原电池原理的应用 考点03 化学电源 地 城 考点01 原电池 1．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．没有形成闭合回路且不会发生氧化还原反应，A项不符合题意； B．两电极未区分活动性，B项不符合题意； C．如图装置有两个不同的电极，且形成闭合回路，可以发生氧化还原反应，C项符合题意； D．无水乙醇不是电解质溶液，D项不符合题意； 故选C。 2．（2024-2025高二上·辽宁普通高中·期末）下列有关电极方程式或离子方程式错误的是 A．方铅矿(PbS)遇溶液生成铜蓝： B．将溶液滴入溶液中： C．碱性锌锰电池放电时正极反应： D．加入水中： 【答案】A 【解析】A．与生成难溶物，故离子方程式为：，A错误； B．与溶液反应生成蓝色沉淀，离子方程式为：，B正确； C．碱性锌锰电池放电时，在正极得到电子生成，反应式为：，C正确； D．易发生水解，故加入水中，离子方程式为：，D正确； 故答案为：A。 3．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）下列关于仪器选择、实验操作及相关叙述均正确的是 A．准确测量中和反应反应热 B．用胆矾制无水硫酸铜 C．装置盐桥中阳离子向溶液中迁移 D．对比Fe3+与Cu2+对双氧水分解的催化效率 【答案】C 【解析】A．金属导热快，故银质搅拌器、铜杯盖均应换为非金属材质，减少热量散失，A错误； B．用胆矾制无水硫酸铜，属固体加热，应在坩埚中进行，B错误； C．根据装置判断，锌电极为负极，溶液中的阳离子向正极移动，盐桥中阳离子向溶液中迁移，C正确； D．对比实验应该单一变量，该实验没有考虑氯离子和硫酸根的影响，无法对比Fe3+与Cu2+对双氧水分解的催化效率，D错误； 故选C。 地 城 考点02 原电池原理的应用 4．（2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末）足量铁粉与盐酸反应，下列措施能加快该反应速率且不影响产生的氢气的量的是 ①适当加热    ②加入少量CuSO4(s)    ③加入少量铜粉    ④加入2 mol·L-1的硝酸溶液 ⑤通入HCl气体    ⑥加入少量醋酸    ⑦将铁粉改为铁片 A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．⑤⑥⑦ 【答案】A 【解析】足量铁粉与盐酸反应，产生氢气的量由盐酸的量决定： ①适当加热可加快反应速率且不影响产生的氢气的量，①正确； ②加入少量CuSO4后，Fe先与CuSO4反应，置换出Cu，形成Fe-Cu原电池加快反应速率，不影响盐酸的量，因此产生H2不变，②正确； ③加入Cu粉后，形成Fe-Cu原电池加快反应速率，因铁粉足量，因此产生H2不变，③正确； ④稀硝酸能与Fe反应，离子方程式为：，因生成的不是H2而是NO，且此反应消耗氢离子，故最终生成的H2变少，④错误； ⑤通入HCl气体后，溶液中c(H+)浓度增大，反应速率加快，由于Fe粉足量，故产生H2量增加，⑤错误； ⑥加入少量醋酸，由于Fe粉足量，故产生H2量增加，⑥错误； ⑦铁粉换成铁片，反应物接触面积变小，反应速率变慢，⑦错误； 故答案为A。 5．（2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末）代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．室温下，的溶液中水电离产生的数目为 B．1molH2和1molI2反应后气体分子总数为2NA C．氢氧燃料电池工作时，正极消耗气体，电路中转移电子数为2 D．标准状况下，溶于水，所得溶液中的微粒数之和为 【答案】B 【解析】A．溶液铵根离子会水解，使溶液显酸性，但是溶液体积未知，不能确定水电离产生的数目，A错误； B．H2和I2会发生反应：，反应过程中气体总物质的量不变，1molH2和1molI2反应后气体分子总数为2NA，B正确； C．未说明气体所处的温度和压强，无法计算其物质的量，C错误； D．Cl2溶于水发生反应：，标准状况下，的物质的量为0.5mol，根据Cl原子守恒2N(Cl2)+N()+N()+N(HClO)=，D错误； 故选B。 6．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）已知：氧化还原反应可看成由两个半反应组成，每个半反应具有一定的电极电势（用“E”表示），E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强，E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。 氧化还原电对（氧化型/还原型） 电极电势（E/V） 氧化还原电对（氧化型/还原型） 电极电势（E/V） / 0.77 / 1.36 /（或） 1.69 / 0.151 / 1.51 / 0.54 根据表格数据分析，下列说法错误的是 A．氧化性： B．酸化高锰酸钾溶液时，不可使用氢碘酸 C．往淀粉碘化钾溶液中滴加溶液，可观察到溶液变蓝 D．向含的酸性溶液中加，滴加溶液，可观察到溶液变红 【答案】C 【解析】A．的电极电势（1.36V）高于（0.77V）和（0.151V），因此氧化性顺序为＞＞，A正确； B．的电极电势（1.51V）高于的电极电势（0.54V），则的氧化性强于，若使用氢碘酸酸化高锰酸钾溶液时，会氧化生成，故不可用氢碘酸酸化，B正确； C．/的电极电势（0.151V）低于/（0.54V），说明的氧化性弱于，故无法将氧化为，溶液不会变蓝，C错误； D．/的电极电势（1.69V）远高于/（0.77V）和/（0.54V），则氧化性强于、，而还原性强于，在酸性条件下，优先氧化0.4mol为，转移0.4mol电子后，另外0.1mol电子可以氧化部分（0.1mol）为，溶液中存在，滴加KSCN显红色，D正确； 故选C。 7．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池，其构造如图所示： (1)KOH作电解质，其电极总反应为2H2+O2=2H2O，则负极通入的是 ，电极反应式为 ；正极通入的是 ，电极反应式为 。 (2)如把KOH溶液改为稀硫酸，则负极电极反应式为： ，正极电极反应式为： ，该电池工作时电解液中H+移向 (填a或b)电极。 【答案】(1) H2 O2 (2) b 【解析】（1）碱性电解质（KOH 作电解质）：在氢氧燃料电池中，氢气发生氧化反应，在负极通入；氧气发生还原反应，在正极通入。 ① 负极通入的是氢气（）； ② 负极电极反应式：氢气在碱性条件下失电子，结合氢氧根离子生成水，； ③ 正极通入的是氧气（）； ④ 正极电极反应式：氧气在碱性条件下得电子，与水反应生成氢氧根离子，； （2）酸性电解质（稀硫酸作电解质）； ① 负极电极反应式：氢气在酸性条件下失电子生成氢离子， ② 正极电极反应式：氧气在酸性条件下得电子，结合氢离子生成水， ③ 在原电池中，阳离子向正极移动，b 电极是正极，所以H+移向b电极。 8．（2024-2025高二上·辽宁锦州·期末）在石油化工生产中，乙烷（）是一种重要的化工原料。乙烷的燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是地 城 考点03 化学电源 A．Y电极为负极 B．该电池工作时，将电能转化为化学能 C．X电极上的电极反应式为 D．该电池工作时，每转移1.0mol电子，消耗的质量为4.0g 【答案】C 【解析】A．燃料电池中，通入空气的Y电极为正极，通入燃料乙烷的X电极为负极，A错误； B．该电池为原电池，工作时，将化学能转化为电能，B错误； C．X电极为负极，负极的电极反应式为，C正确； D．，当1.0mol电子转移时，消耗，其质量为0.25mol×32g/mol=8.0g，D错误； 故选C。 9．（2024-2025高二上·辽宁点石联考·期末）一种以金属钒离子为活性物质的全钒液流电池工作原理如图所示。全钒液流电池是以、价态的钒离子溶液和、价态的钒离子溶液分别作为电极的活性物质，储存在各自的电解液储罐中。充、放电时，正、负极电解液在隔膜两侧进行氧化还原反应。下列说法正确的是 A．极是负极，极是正极 B．放电时，应通过泵向极室送入 C．放电时，负极反应为 D．充电时，阳极反应为 【答案】B 【解析】电池工作时，电子从B极流出，则B极为负极，A极为正极。放电时，正极反应为，充电时，阳极反应为；放电时，负极反应为，充电时，阴极反应为。通过泵的作用，储液罐中的电解液不断送入正极室和负极室内，以维持离子的浓度，实现电池的充放电，放电时，正极消耗，应通过泵向A极室送入。 A．由分析知，A为正极，B为负极，故A错误； B．放电时，A极电极反应为，所以应通过泵向A极室送入，故B正确； C．由分析知，放电时，负极反应为，故C错误； D．由分析知，充电时，阳极反应为，故D错误； 故选B。 10．（2024-2025高二上·辽宁丹东·期末）下列有关原电池的说法正确的是 A．图甲所示装置工作时，盐桥中的会向右池移动 B．图乙所示装置工作时，正极的电极反应式为 C．图丙所示装置工作时，电子从Pb电极流出，经电解质溶液回到电极 D．图丁所示装置工作时，正极的电池反应式为 【答案】B 【解析】A．图甲所示装置工作时，锌为负极、铜为正极，盐桥中的会向负极即左池移动，故A错误； B．图乙所示装置工作时，正极的电极反应式为，故B正确； C．图丙所示装置工作时，电子从负极即Pb电极流出，经导线回到正极即电极，故C错误； D．图丁所示装置工作时，通氧气的一极为正极，其电极反应式为，故D错误； 故答案为：B。 11．（2024-2025高二上·吉林松原·期末）某柔性电池的结构如图所示，其中Zn作电池的负极，作正极。该电池工作时，下列说法错误的是 A．Zn逐渐被消耗 B．失去电子 C．离子通过电解质膜进行迁移 D．化学能转化为电能 【答案】B 【解析】A．由题意得，该电池工作时的总反应可能为，则Zn为负极，在电池工作中不断被消耗，质量减少，A项正确； B．正极反应式可能为，则在反应中得电子，被还原，B项错误； C．电池工作中通过电解质膜向负极进行迁移而导电，C项正确； D．该装置为原电池，则可将化学能转化为电能，D项正确； 综上所述，说法错误的是B项。 12．（2024-2025高二上·吉林珲春·期末）二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。如图是绿色电源“燃料电池”的工作原理示意图（a、b均为多孔性Pt电极）。该电池工作时，下列说法正确的是 A．a电极为该电池正极 B．在 b 电极上得电子，被氧化 C．电池工作时，a电极反应式： D．电池工作时，燃料电池内部从a电极移向b电极 【答案】D 【解析】氧气得电子，化合价降低，故b电极是正极，由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，故a电极的反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+，据此回答。 A．通燃料的一极失电子，为负极，即a为负极，故A错误； B．O2在b电极上得电子，被还原，故B错误； C．在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，故a电极的反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+，故C错误； D．原电池工作时，电解质溶液中的H+向正极移动，即从a极向b电极移动，故D正确； 故答案为C。 13．（2024-2025高二上·吉林白城·期末）甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为： D．b口通入空气，c口通入甲醇 【答案】B 【解析】根据图示中H+的移动方向可知，甲电极为负极、乙电极为正极，b口通入甲醇、c口通入空气。 A．甲醇燃料电池是一种新型化学电源，可将化学能转化为电能，A项错误； B．根据分析，甲电极为负极、乙电极为正极，电流由正极经导线流向负极，即电流由乙电极经导线流向甲电极，B项正确； C．该燃料电池的电解质溶液呈酸性，故负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，C项错误； D．根据分析，b口通入CH3OH在负极发生氧化反应，c口通入空气，其中O2在正极发生还原反应，D项错误； 故选B。 14．（2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a膜是阴离子膜 B．放电时负极的电极反应式为 C．电池工作时，复合膜层间的解离生成的向多孔Pd纳米片方向移动 D．外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol解离 【答案】D 【解析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH， 总的电极反应为：Zn+2OH- +2H2O+CO2= Zn(OH)+HCOOH，充电时的电极反应与放电时的反应相反，由此分析。 A．由图可知，a膜释放出氢离子，是阳离子膜，b膜释放出氢氧根离子，是阴离子膜，A错误； B．根据图示可知，放电时是原电池，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，故B错误； C．放电时多孔Pd纳米片为正极，复合膜层间的解离生成的H+向多孔Pd纳米片方向移动，故C错误； D．复合膜层间的H2O解离成H+和OH-，根据总的电极反应：Zn+2OH- +2H2O+CO2= Zn(OH)+HCOOH，锌的化合价从0价升高到+2价，外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol H2O解离，故D正确； 答案选D。 15．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作过程中，电子由b极经导线流向a极 B．升高温度一定可以提高该电池的工作效率 C．每处理1mol ，理论上可生成CO2(标准状况下)33.6L D．a极的电极反应式为： 【答案】C 【解析】由图可知，在b极被还原生成Cr3+，CH3COOH在a极被氧化生成CO2，则a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，电极反应式为：，据此回答。 A．电池工作过程中，电子由负极流向正极，故由a极经导线流向b极，A错误； B．该电池为微生物电池，高温条件会杀死微生物，因此不能在高温下工作，B错误； C．处理1mol 时转移6mol ，据得失电子守恒可知，负极上生成=1.5mol CO2，在标准状况下的体积为1.5mol×22.4L·mol-1=33.6L，C正确； D．a极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：，D错误； 故选C。 16．（2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末）在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．电子通过钠超离子导体由a极移动到b极 B．工作一段时间b极附近可能有白色固体析出 C．电池工作时每消耗标准状况下，a极质量减少 D．该电池中的有机电解液可选用乙醇 【答案】B 【解析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为钠离子，为原电池的负极，则a电极反应式为Na-e-=Na+，b为正极，b电极反应式为，原电池工作时，阳离子向正极移动，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，以NaHCO3晶体析出，据此分析解题。 A．电子不会进入电解质溶液中，即电子不会在钠超离子导体中移动，而是通过用电器经a极移动到b极，故A错误； B．b为正极，发生还原反应，电极b上的电极反应为，同时a电极生成的Na+经钠超离子导体移动到b电极，当电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，b极区可能发生反应，即工作一段时间b极附近可能有白色固体析出，故B正确； C．每消耗标准状况下，即消耗0.1molCO2，由电极反应可知，转移0.1mol电子，则消耗金属钠0.1mol，a极质量减小2.3g，故C错误； D．钠和乙醇能发生置换反应，该电池中的有机电解液不可选用乙醇，故D错误； 故选B。 17．（2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．甲：溶液中向Cu电极方向移动，电子由锌经电解质溶液流向铜电极 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性增强，导电能力上升 【答案】B 【解析】A．Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，电子不经过电解质溶液，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，故A错误； B．Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，故B正确； C．Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，故C错误； D．铅蓄电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故D错误； 故选：B。 18．（2024-2025高二上·黑龙江新时代·期末）“大气固碳”锂电池原理，装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，电极A接电源的正极 B．充电时，左室锂电极的质量增加 C．放电时，锂离子通过聚合物电解质膜进入右室 D．放电时，电极B的电极反应为 【答案】A 【解析】根据图示，放电时二氧化碳进入电池，发生反应，Li失电子发生氧化反应，则A电极为负极、B电极为正极；充电时，A是阴极、B是阳极。 A．充电时，A是阴极、B是阳极，电极A接电源的负极，故A错误； B．充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子由右室向左室移动，左室锂电极的质量增加，故B正确； C．放电时，A电极为负极、B电极为正极，阳离子由负极向正极移动，锂离子通过聚合物电解质膜进入右室，故C正确； D．放电时，B电极为正极，正极二氧化碳得电子生成单质碳，电极B的电极反应为，故D正确； 选A。 19．（2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末）我国科研人员利用双极膜技术构造出一类优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和，相应的电极产物为和。下列说法错误的是 A．M电极材料为Zn，N电极材料为 B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH变小 C．N电极的反应式为 D．若电路中通过2mol，则有4mol由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液 【答案】D 【解析】由题干信息可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，则M极为Zn电极，为负极，负极反应式为：Zn+4OH--2e-=，N电极材料为MnO2，为正极，正极反应式为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，中间层H2O电离出的H+通过b膜移向正极N极区，OH-通过a膜移向负极M极区，据此分析解题。 A．由分析可知，Zn生成，MnO2生成Mn2+，负极反应式为Zn+4OH−−2e−=，M极为Zn电极，为负极；正极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O，N极为MnO2，为正极，A正确； B．负极反应式为Zn+4OH−−2e−=，每转移2mol e−，而消耗4mol OH−，NaOH溶液的pH变小，B正确； C．N电极为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O，C正确； D．若电路中通过2mol e−，应有2mol H+由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液，D错误； 故选D。 20．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．金属锂电极电势低于光催化电极 B．放电时，外电路有电子通过，生成 C．充电时，从阳极穿过离子交换膜向阴极迁移 D．该蓄电池可实现如下能量转化：光能→电能→化学能→电能 【答案】B 【解析】放电时，Li失电子生成Li+，Li是负极，氧气得电子生成Li2O2，光催化电极为正极；充电式，锂为阴极、光催化电极为阳极。 A．放电时，Li是负极、光催化电极是正极，金属锂电极电势低于光催化电极，故A正确； B．放电时，正极反应为O2+2e-+2Li+=Li2O2，外电路有电子通过，生成0.5mol Li2O2，生成Li2O2的质量为23g，故B错误； C．充电时，锂为阴极、光催化电极为阳极，阳离子向阴极移动，从阳极穿过离子交换膜向阴极迁移，故C正确； D．该蓄电池充电时，光能→电能→化学能；放电时，化学能→电能；所以可实现如下能量转化：光能→电能→化学能→电能，故D正确； 选B。 21．（2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末）丙烯是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下几种方法。根据信息回答下列问题： 【方法一】丙烷直接脱氢制丙烯 反应I： (1)丙烷在某催化剂上脱氢的反应历程如图(＊表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态)： 已知： 化学键 键能/ 348 615 413 436 ①计算反应I的 ，该反应在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 ②研究表明键的断裂是反应中的决速步骤(速率最慢的基元反应)，图中能量：对应 (选填“A”或“B”)。 (2)为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 【方法二】氧化丙烷脱氢制丙烯 反应I：   反应II： (3)保持压强条件下，分别向密闭容器中投入一定量或等物质的量的和混合气体时，的平衡转化率随温度变化的曲线如图。 ①投入和混合气体时，的平衡转化率的曲线为 (填“a”或“b”)。 ②温度为900K时，计算反应I的平衡常数 kPa(用含的分式表示)；900K投入等物质的量的和时，发生反应I和II，计算的平衡转化率为 ％(计算结果保留两位有效数字)。 【方法三】丙烷电化学脱氢法 中科院化学与材料科学工程学院的相关研究为实现同时获得烯烃和电力的联产提供了理论支持。研究人员发明的质子型固体氧化物燃料电池，其工作原理如图所示。 (4) 根据图中信息在电极上发生反应的电极反应式为 。 【答案】(1) +123 高温 A (2)氢气通过选择性透过膜，经Ar气吹扫，降低氢气浓度，使平衡正向移动 (3) b 41% (4) 【解析】（1）①，1mol该反应可以看成断开2mol、1mol，形成1mol 、1mol，则p ；反应I的，反应能自发进行的条件是，则在高温条件下自发进行； ②活化能越大，反应速率越慢，故图中能量：对应A； （2）提高丙烯产率的原因是透过膜层再经Ar吹扫，使脱离平衡体系，平衡正向移动，丙烯的产率提高； （3）①投入和混合气体时，会发生反应II，使得反应I正向移动，的平衡转化率会上升，故曲线为b； ②压强恒定为，单独投料与混合投料相比，单独投料1mol的分压为，混合投料时，1mol的分压为0.5，则单独投料相当于加压，平衡逆向移动，的转化率相对较低，即900℃时，的转化率为60%，列三段式有：，则p(H2)=、p(C3H6)= 、p(C3H8)=，=； 900K投入时，发生反应I和II，的转化率为80%，列三段式有 ，则平衡时，气体总物质的量是(0.2+0.8+1-x+0.8-x+2x)=2.8mol，=，解的x=0.40625，则； （4）依据题意，在电极上发生反应的电极反应式为。 22．（2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末）是最简单的有机羧酸，常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题： (1)已知：① ② ③ 则的 。 (2)恒温恒容条件下，向密闭容器中充入1和2合成，下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．气体压强不随时间变化时达到平衡状态 B．平衡时的最大体积分数为50% C．平衡后及时移走，平衡常数增大 D．平衡后再充入，的平衡转化率增大 (3)一定温度下，保持总压强为2.0，向密闭容器中充入1和1.6，发生反应：、。反应达到平衡时的转化率为50%，的选择性为80%(已知：甲酸的选择性。该温度下，的平衡常数 。 (4)常温下，向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。 则 ，n点溶液中离子浓度由大到小的排序为 。 (5)常温下，已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中。 ①的 。 ②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍，有关说法正确的是 (填序号) A．所有离子的浓度在稀释过程中都会减少 B．稀释后溶液的 C．稀释后甲酸的电离度会增大 (6)C2H5OH可作为燃料使用，用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则d电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为 。 【答案】(1)-31.4 (2)AD (3) (4) (5) 3 C (6) 正极 C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ 【解析】（1）根据盖斯定律，方程式③-①-②可得，故=-31.4； （2）恒温恒容条件下，向密闭容器中充入1和2合成，发生反应：； A．该反应是气体体积不相等的反应，恒容时压强不变能说明达到平衡，故A正确； B．如果1完全反应，则平衡时的最大体积分数为50%，而实际上CO2不能完全反应，故平衡时的最大体积分数小于50%，故B错误； C．平衡常数只与温度有关，移走，平衡常数不变，故C错误； D．平衡后再充入，平衡正向移动，的平衡转化率增大，故D正确； 答案为AD； （3）向密闭容器中充入1和1.6，反应达到平衡时的转化率为50%，即反应掉CO2为0.5mol；的选择性为80%，则生成了0.4mol，列数据如下： 则平衡时n(CO2)=0.5mol，n(H2)=1.6mol-0.7mol=0.9mol，n(HCOOH)=0.4mol，n(CH3OH)=0.1mol，n(H2O)=0.1mol，总压强为2.0，则p(CO2)==0.5，同理可计算出p(HCOOH)=0.4，p(H2)=0.9，，的平衡常数==； （4）由图可知=0时，即，pH=3.75，c(H+)=10-3.75mol/L，Ka==，n点时，，表示溶液为HCOONa和HCOOH的混合溶液，此时溶液显酸性，c(H+)>c(OH-)，根据电荷守恒有，故离子浓度由大到小顺序为； （5）①已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中，而Kw=，故c(H+)=mol/L，故pH=3； ②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍， A．氢氧根浓度会增大，故A错误； B．HCOOH是弱酸，稀释时电离平衡向右移动，稀释后溶液的，故B错误； C．HCOOH是弱酸，稀释时电离平衡向右移动，甲酸的电离程度增大，故C正确； 答案为C； （6）c电极为电子流出的一极，为负极，加入乙醇，即a为乙醇；d为正极，b为氧气，c上乙醇失去电子变为CO2，电极反应式为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+。 23．（2024-2025高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末）直接以为原料生产是目前的研究热点，我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为。回答下列问题： (1)已知：I．； II．； III．； IV．。 ①反应①的自发条件是 (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)。 ② 。 (2)以为原料合成涉及的主要反应如下： I．； II．。 ①研究表明，在催化剂存在下，和只发生反应I和II，密闭容器保持恒温恒容，下列条件能表明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．当2个键断裂，同时断裂一个键 B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．体积分数保持不变 ②一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，达到平衡时，容器中为为，此时的浓度为 (用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应II的平衡常数为 。 (3)甲醇燃料电池以甲醇为燃料，其工作原理如图所示： b电极是 (填“正极”或“负极”)，写出a极的电极反应式： 。 【答案】(1) 低温自发 (2) CD (3) 正极 【解析】（1）①当时，反应可自发进行，反应①，气体分子总数减小，即，欲使，则在低温条件下该反应能自发进行； 根据盖斯定律，反应Ⅳ的，； （2）①A．水、甲醇中均存在，当2个键断裂，同时断裂一个键，不能说明反应达到平衡，A错误； B．反应为恒温恒容条件，各物质均为气体，则密度不是变量，混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．平衡相对分子量，总质量不变，两个反应同时发生，气体分子数减小，平均相对分子量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不变，反应达到平衡状态，C正确； D．体积分数是变量，保持不变时，反应达到平衡，E正确； 故选：CD； ②向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol 和3mol ，发生上述反应，反应Ⅰ的变化量：，反应Ⅱ的变化量：，此时容器中，，，，，，；反应Ⅱ的平衡常数； （3）燃料电池氧化反应在负极发生，a为负极，b为正极，a极的电极反应式。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $