大单元四 选择题突破(一) 燃料电池-【优化探究】2026年高考化学二轮专题复习配套课件（单选版）

该高中化学高考复习课件聚焦“电化学—燃料电池”专题，依据高考评价体系梳理了酸性、碱性、熔融碳酸盐等五类电池的核心考点，通过分析近三年真题明确电极反应书写、离子迁移方向等高频考点权重，归纳出选择题为主的常考题型，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“核心知识模块化提炼+高考真题深度解析+关键能力分层强化”，如以2025北京卷电解后燃料电池实验题为载体，指导学生运用电荷平衡法书写电极反应，培养科学思维与证据推理素养。特设“易错点警示”和“答题模板”，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此实施精准复习，助力高考冲刺。

选择题突破(一)　燃料电池 优化探究 大单元四　电化学 提炼　核心知识 精研　高考真题 强化 关键能力 2 提炼　核心知识 3 提炼　核心知识 1.在酸性电池中,电极反应用H+平衡电荷,不能出现OH-。负极生成H+,正极消耗H+。 以CH4燃料电池为例(电解液为H2SO4溶液),写出电极反应。 负极: 。 正极:O2+4e-+4H+===2H2O。 电池总反应: 。 CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+ CH4+2O2===CO2+2H2O 4 2.在碱性电池中,电极反应用OH-平衡电荷,不能出现H+、CO2(应为C)。负极消耗OH-,正极生成OH-。 以CH4燃料电池为例(电解液为KOH溶液),写出电极反应。 负极: 。 正极:O2+4e-+2H2O===4OH-。 电池总反应: 。 CH4+10OH--8e-===7H2O+C CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 5 3.熔融碳酸盐燃料电池(C平衡电荷) 负极:燃料失去电子,生成CO2。 正极:氧气得到电子,生成C。 以CH4燃料电池为例,电极反应如下。 负极:CH4+4C-8e-===5CO2+2H2O。 正极:O2+2CO2+4e-===2C。 6 4.固态氧化物燃料电池(O2-平衡电荷) 以CH4燃料电池为例,电极反应如下。 负极:CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O。 正极:O2+4e-===2O2-。 7 5.微生物燃料电池 微生物(或酶)燃料电池是指在微生物的作用下(类似催化作用),将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示: 8 (1)微生物有利于有机物的氧化反应,促进了反应中电子的转移。 (2)有机物在负极失去电子,负极反应中有CO2生成,同时生成H+(如葡萄糖在负极发生反应:C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+),H+通过质子交换膜从负极区移向正极区。 9 精研　高考真题 10 精研　高考真题 1.(2025·北京卷)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取Na2SO4溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。 实验 电极Ⅰ 电极Ⅱ 电压/V 关系 ⅰ 石墨1 石墨2 a a>d>c>b>0 ⅱ 石墨1 新石墨 b ⅲ 新石墨 石墨2 c ⅳ 石墨1 石墨2 d 11 下列分析不正确的是(　　) A.a>0,说明实验ⅰ中形成原电池,反应为2H2+O2===2H2O B.b<d,是因为ⅱ中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C.c>0,说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应 D.d>c,是因为电极Ⅰ上吸附H2的量:ⅳ>ⅲ D 12 解析:按照图1电解Na2SO4溶液,石墨1为阳极,发生反应2H2O-4e-===O2↑+4H+,石墨1会吸附少量氧气;石墨2为阴极,发生反应2H2O+2e-===H2↑+2OH-,石墨2会吸附少量氢气;图2中电极Ⅰ为正极,氧气发生还原反应,电极Ⅱ为负极。A.由分析可知,石墨1会吸附少量氧气,石墨2会吸附少量氢气,实验ⅰ会形成原电池,a>0,反应为2H2+O2===2H2O,A正确;B.因为实验ⅱ中电极Ⅱ为新石墨,没有吸附H2,缺少H2作为还原剂,故导致b<d,B正确;C.图2中,电极Ⅰ发生还原反应,实验ⅲ中新石墨可能含有空气中的少量氧气,c>0,说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应,C正确;D.实验ⅲ与实验ⅳ中电极Ⅰ不同,d>c,是因为电极Ⅰ上吸附O2的量:ⅳ>ⅲ,D错误。 13 2.(2025·广东卷)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上(　　) A.负极反应的催化剂是ⅰ B.图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变 D.相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环 完成次数相同 C 14 解析:该燃料电池为氢氧燃料电池,由图可知该原电池的电解质溶液为酸性,氢气发生氧化反应,作负极,电极反应式为H2-2e-===2H+;氧气发生还原反应,作正极,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O。A.由分析可知,氧气发生还原反应,作正极,正极反应的催化剂是ⅰ,A错误;B.图a中,ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程,根据题中信息,O2获得第一个电子的过程最慢,则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;C.氢气发生氧化反应,作负极,电极反应式为H2-2e-===2H+,同时,反应负极每失去1个电子,就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变,C正确;D.由图a、c可知,氧气催化循环一次需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误。 15 3.(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时,下列叙述错误的是(　　) A.电池总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C.消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a C 16 解析:由题中信息可知,当电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的O2在a电极上得电子生成OH-,电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-;b电极为电池负极,Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,电极反应为Cu2O-2e-+2OH-===2CuO+H2O,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为Cu2O,则电池总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7,A正确;b电极上葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为Cu2O,Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;根据反应2C6H12O6+O2===2C6H12O7可知,1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子,18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol,则消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2 mmol电子流入,C错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故Na+的迁移方向为b→a,D正确。 17 强化 关键能力 强化 关键能力 1.燃料电池近几年发展迅速,如图是科学家利用页岩气设计的一种固态(熔盐)燃料电池工作示意图。下列说法错误的是(　　) A.吸附甲烷的电极为负极,发生氧化反应 B.通入氧气的电极上电极反应为O2+2CO2+4e-===2C C.电池工作时,C向通甲烷的电极移动 D.该电池的优点是二氧化碳可循环利用,不会释放温室气体 D 19 解析:A.依题意,甲烷发生氧化反应生成二氧化碳,吸附甲烷的电极为负极, A项正确;B.O2、CO2共同参与正极反应,电极反应为O2+2CO2+4e-===2C,B项正确;C.根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,C项正确;D.电池总反应为CH4+2O2===CO2+2H2O,会释放出二氧化碳,D项错误。 2.某科研机构研发的NO-空气燃料电池的工作原理如图所示,下列叙述正确的是(　　) A.a电极为电池负极 B.电池工作时H+透过质子交换膜从右向左移动 C.b电极的电极反应:NO-3e-+2H2O===4H++N D.当外电路中通过0.2 mol电子时,a电极处消耗O2 1.12 L C 解析:由图可知,NO在b电极处通入,发生反应后生成HNO3,NO中氮元素的化合价从+2价升高到HNO3中氮元素的+5价,发生了氧化反应,所以b电极为负极,O2在a电极处通入,O2得电子发生还原反应,所以a电极为正极。A.由分析可知,a电极为电池正极,A错误;B.原电池中氢离子向正极移动,故电池工作时H+透过质子交换膜从左向右移动,B错误;C.b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应:NO-3e-+2H2O===4H++N,C正确;D.没有标明气体所处状况,不能计算氧气的体积,D错误。 3.某HCOOH-空气碱性燃料电池工作原理如图所示(离子交换膜只允许K+通过)。下列说法错误的是(　　) A.该电池工作时,K+从Pt1电极迁移至Pt2电极 B.Pt1的电极反应为HCOOH+3OH--2e-=== HC+2H2O C.Pt2的电极反应为O2+2e-+2H2O===4OH- D.该电池实现了物质制备和发电的结合 C 解析:根据题图可知,HCOOH-空气碱性燃料电池中,Pt1作负极,HCOOH发生失电子的氧化反应,根据反应物和生成物可知,该电极反应为HCOOH+3OH--2e-===HC+2H2O,正极Pt2上氧气得电子发生还原反应,其电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,据此分析解答。A.原电池工作时,阳离子从负极会移向正极,则K+从Pt1电极迁移至Pt2电极,A正确;B.根据上述分析可知,Pt1的电极反应为HCOOH+3OH--2e-===HC+2H2O,B正确;C.根据上述分析可知,Pt2的电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,C错误;D.该装置实现了化学能到电能的转化,也制备得到了KHCO3,D正确。 $