假期必刷22 原电池、化学电源-【快乐假期】2025-2026学年高二化学暑假必刷题

快乐假期 假期必刷22 原电池 素养提升 1.下列变化，是将化学能转化为电能的是 A.风力发电 B.天然气燃烧 C.南孚电池放电 D.电解氯化铜溶液 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： d 实验 装置 稀硫酸 -== CuSO,溶液 稀硫酸 稀硫酸 装置一 装置二 装置三 装置四 a极质 b极有 d极溶 部分实 量减小， 气体产 解，c极 电流从 a极流 验现象 b极质 生，c极 有气体 向d极 量增大 无变化 产生 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( A.a>b>c>d B.b>c>da C.da>bc D.a>b>d>c 3.根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列 说法正确的是 HO H 0 过氧 化氢(H,O) 光催化剂 质子交换膜 金属电极 A.a电极为原电池的正极 B.外电路电流方向是a→b C.b电极的电极反应式为：O2+2eˉ+2H —H2O2 D.a电极上每生成1molO2,通过质子交换膜的 H+为2mol 4.浓差电池指电池内物质变化仅是一种物质从高浓 度状态转变为低浓度状态且伴随着吉布斯自由能 转变成电能的过程的一类电池。浓差电池示意图 如图所示，下列有关说法正确的是 G 6 Cu Cu 1 mol.L 0.2 mol-L- CuS0,溶液 CuSO,溶液 A.a极为原电池的负极 B.c为Cu2+交换膜 C.电流计指针指向0时，两极的CuSO4溶液浓 度相等 D.转移1mol电子时，右池增重48g 00M= 化学电源 恢弘志士之气，不宜妄自菲薄。 完成日期： 夕 5.电化学气敏传感器可用于监 P电极(a) P1电极(6) 测环境中NH3的含量，其工 NH, 作原理示意图如图所示。下 列说法正确的是 ( A.b电极反应式为O2+ KOH溶液 2H2O+4e-—4OH B.溶液中OH一向电极b移动 C.NH3的还原产物为N2 D.电流方向：由a经外电路到b 6.乙醇燃料电池中采用磺 酸类质子溶剂，在200℃ 左右时供电，电池总反应 式为C2H5OH+3O2 —2CO2+3H20O,电池 乙醇 氧气 示意图如图所示，下列说 质子交 法中正确的是 ( 换膜 A.电池工作时，质子向电池的负极迁移 B.电池工作时，电流由b极沿导线流向a极 C.a极上发生的电极反应是C2HOH+3H2O+ 12e-2C02◆+12H+ D.b极上发生的电极反应是2H2O+O2+4e =40H 7.(双选)有一种MCFC型燃料电池，该电池所用 燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3。电池的总 反应为2H2十O2一2H2O,负极反应为H2十 CO号--2e-一H2O+CO2。下列说法正确 的是 ( A.电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后 再到正极，形成闭合回路 B.电池放电时，电池中CO号-的物质的量将逐渐 减少 C.正极反应为2CO2+O2+4e—2CO号 D.放电时CO-向负极移动 8.乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示 的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其 总反应为2CH2=CH2+O2→2CH3CHO。 下列有关说法正确的是 ( 负载 C,H H,O cH0Ho高赞薛整 H,O A.a电极发生还原反应 B.放电时，每转移2mol电子，理论上需要消耗 28g乙烯 C.b极的电极反应为O2+4e+2H2O =40H D.电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b 三a0022 9.某储能电池原理如图。下列说法正确的是 -电源 俯视图 周电羽 -Cl/CCL 多孔活性炭电极 NaCVH,O NaTi,(PO.)/Na:Tix(PO/钛电极 CL/CCL NaCVH2O A.放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e NaTi2(PO)3+2Na B.放电时CI厂透过多孔活性炭电极向CCl4中 迁移 C.放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收 0.5 mol Cl2 D.充电过程中，NaCI溶液浓度增大 10.某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为 Li1-xCoO2十Li,C6—6C+LiCoO2,其工作 原理示意图如图所示。下列说法不正确的是 Li-CoO2 阳离子交换膜 A.放电时LiC6发生氧化反应 B.充电时，L十通过阳离子交换膜从左向右 移动 C.充电时将电池的负极与外接电源的负极相连 D.放电时，电池的正极反应为Li1-xCoO2十 xLi++xe--LiCoO2 11.请回答下列问题。 (1)从断键和成键的角度分析反应中2H2(g)十 O2(g)—2H2O(g)的能量变化，化学键的键能 如下表所示： 化学键 H-H 0=0 H-O 键能/(kJ/mol) 436 496 463 则生成1molH2O(g)可以放出的热量为： (2)现有如下两个反应：①NaOH+HCI NaCl+H2O;②Fe+H2SO4-FeSO4+H2↑ 两反应中为放热反应的是 (填序号，下 同)，能设计成原电池的是 45 二化) (3)Mg、A1设计成如图所示原 电池装置： Mg ①若X为盐酸，Mg为 极。 ②若X为氢氧化钠溶液，负极 的电极反应式为 (4)如图是氢氧燃料电池构造示意图： H -0(空气) H" 电解质溶液 H,0三 二→H,0 该电池工作时，电子的流向为 (填“a→b” 或“b>a”),正极的电极反应为 (5)若将上图中a极充入CH3OH,电解质溶液 换为KOH溶液，则该电极上发生的电极反应 式为 ,溶液中OH移向 极（填“a”或“b”)。 真题再现 1.(双选)(2023·山东 NH 卷)利用热再生氨电 池可实现CuSO4电 Cu Cu 镀废液的浓缩再生。 电池装置如图所示， CuSO,低温 溶液 热解 甲 乙 甲、乙两室均预加相 隔膜 同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后 电池开始工作。下列说法正确的是 A.甲室Cu电极为正极 B.隔膜为阳离子膜 C.电池总反应为：Cu2++4NH—[Cu(NH)4] D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响 2.(2023·全国新课标卷)一种以V2O5和Zn为电 极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示 意图如图所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间 形成Zn,V2O5·nH2O。下列说法错误的是( 放电块编 充电、9 V205 Zn,V2OsnH2O Zn电极 V,0电极 Zn(CFS02水溶液 A.放电时V2O5为正极 B.放电时Zn2+由负极向正极迁移 C.充电总反应：xZn+V2O5十nH2O ZnzV2O5·nH2O D.充电阳极反应：ZnzV2O5·nH2O-2xe xZn2++V2O5 +nH2O三0022 8.C[A.根据盖斯定律结合题千信息①CH(g)十5O2(g) 答案：1H(g+Q(g一HOxg) △H=-241.8kJ· =3CO,(g)+4H,O(1)AH=-2 220 kJ/mol ②C3H.(g)十9/2O2(g)—3CO2(g)+3H2O(1) mol (2)6045kJ(3)H2(4)NaBH(s)+2HO(1) △H=-2058kJ/mol③H(g)+1/2O2(g)—H2O(1) NaBO2(s)+4H,(g)△H=-216kJ·mol1(5)-9941 △H=一286kJ/mol可知，可由①一②-③得到目标反应 真题再现 CgH（g)=C3H(g)十H2(g),该反应的△H=+124kJ/ 1.A[A.由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸 mol,A正确：B.仅按CHg(g)一CH(g)十H2(g)可知 H2SiF和水，反应的离子方程式为SiO,十6HF一2H+ C,H。、H,的浓度随CO,浓度变化趋势应该是一致的，但是 SiF十2H2O,故A正确；B.硫化锗与氢气共热反应时，氢 氢气的变化不明显，反而是CO与C,H。的变化趋势是一致 气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫 的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2十H2—C0十 H2 HO,从而导致CH。、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现 和氢气，则反应的总方程式为GcS高温G十2S,故B错误： 这样的差异，B正确：C.投料比增大，相当于增大CH浓 C.铅酸蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸 度，浓度增大，转化率减小，C错误；D.根据质量守恒定律， 根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅 抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有CH。、CO 和水，电极反应式为正极反应PbO2十2e十SO十4H H,O、H2,那么入口各气体的浓度。和出口各气体的浓度 一PbSO,十2HO,故C错误：D.由题意可知，1mol甲烷完 符合3c。(CHg)+c。(CO2)=3c(CsH.)+c(CO)+ 全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ,反应的 3c(CH.)十c(CO2),D正确；答案为：C。] 热化学方程式为CH,(g)十2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) 9.A[A.R(g)十W(g)=Y(g)△H=正反应的活化能 △H=-890.3kJ/mol,故D错误。] 逆反应的活化能=E一E,A项正确；B.由题图可知， 2.C[A.根据表格中的数据可知，H2的键能为218×2= 1molX(g)的能量低于1molY(g)和2molW(g)的能量总 436(kJ·mol1),A正确：B.由表格中的数据可知O2的键 和，不能说明1molX(g)的能量低于1molY(g)的能量，B 能为：249×2=498(kJ·mol1),由题中信息可知H,O2中 项错误；C.由题图可知，1molX(g)的能量低于1molR(g) 氧氧单键的键能为214kJ·mol1,则O2的键能大于H2O2 和3molW(g)的总能量，说明该反应是吸热反应，则断裂 中氧氧单键的键能的两倍，B正确；C.由表格中的数据可知 1molX(g)中的化学键吸收的能量大于形成1molR(g)和 HO)一HO十O,解离其中氧氧单键需要的能量为249十 3molW(g)中的化学键所放出的能量，C项错误；D.活化能 39-一10=278(kJ·mo1-1),H2O2中氧氧单键的键能为 越小，反应速率越快，反应①的速率小于反应②的，D项 214kJ·mol,C错误；D.由表中的数据可知H2O(g)+ 错误。] 0(g)—HO2(g)的△H=-136-249-(-242)= 10.D[A项，TS1与TS2路径对应的有机产物互为同分异构 -143(kJ·mol1),D正确。] 体，应用红外光谱仪鉴别，A错误；B项，TS2的能垒比TS1 的大，TS2路径反应慢，B错误；C项，CHC(OH)一CH2的 假期必刷22 相对能量为3.1kJ·mol,CH,CH一CHOH的相对能量 素养提升 为8.4kJ·mol,相对能量低的物质更稳定，C错误； 1.C2.C D项，H,C@CHCH,中①处CC键断裂和②处CC 3.C[根据图示可知，a电极上H2O转化为H十和O2,发生氧 化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误：a电极为负 OHOH 极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b 键断裂生成对应自由基的相对能量相差为(85.1一83.7)kJ· a,B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为 mol1=1.4kJ·mol厂，D正确。] HO2,电极反应式为：O2+2e+2H一H,O2,C项正确； 11.解析：(1)4.5g水蒸气的物质的量为0.25mol,则1molH2 a电极上每生成1molO,,转移4mol电子，则通过质子交换 和O2反应生成1mol水蒸气，放出热量241.8kJ,热化学 膜的H为4mol,D项错误。] 4.C[左侧硫酸铜溶液浓度大，所以左侧电极反应为Cu+十 方程式为H,（g)+2O2(g)一H,0(g) △H= 2一Cu,为正极，右侧硫酸铜溶液浓度小，所以右侧电极 -241.8k·mol。(2)50gH2的物质的量为25mol,该 反应为Cu一2e一Cu+,为负极。根据分析可知，a极为 条件下，25molH2燃烧放出的热量为241.8kJ·mol× 原电池正极，A项错误；左侧消耗Cu+,右侧生成Cu+,为 25mol=6045kJ。(3)由(1)和题千信息可知，1molH2完 了平衡电荷，左侧的SO需迁移到右侧，所以c为阴离子 全燃烧生成HO(g)放出的热量为241.8kJ,1 mol CH完 交换膜，B项错误；根据浓差电池的定义可知，当两室硫酸铜 全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)放出的热量为890.3kJ 溶液浓度相等时，将不再产生电流，C项正确：转移1mol电 1molC完全燃烧生成CO2(g)放出的热量为393.5kJ,则 子时，右池生成0.5 mol Cu?+,0.5 mol SO从左侧迁移到 1gH2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量为241.8kJ× 右侧，所以右池增加0.5 mol CuSO,质量为0.5mol×160g 2g/ma=120.9k,若是生成H,0),1gH完全燃烧放 mol 1=80g,D项错误。] 5.A 出的热量会更多，1gCH完全燃烧生成CO,(g)和HO(1)放 6.B[通入乙醇的一极(a极)为负极，发生氧化反应；通入氧 气的一极(b极)为正极，发生还原反应。电池工作时，阳离 出的热量为890.3k灯×16gma≈55.6k,1gC完全燃烧 子（质子）向电池的正极迁移，A项不正确：电流方向与电子 1 g 流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙 生成C0,(g)放出的热量为393.5kJ×12gmo1≈32.8k, 醇应该失电子被氧化，C项不正确；因为电池中使用的是磺 故等质量时，完全燃烧放出热量最多的是H2。(4)3.8g 酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH,D项不 NaBH4的物质的量为0.1mol,1 mol NaBH4反应放热 正确。 216kJ,该反应的热化学方程式为NaBH,(s)十2HO(I) 7.CD[电子不能通过熔融的KCO3,故A项错误：根据得失 =NaBO2(s)+4H2(g)△H=-216kJ·mol。(5)焓变 电子守恒，放电时负极消耗的CO号与正极生成的CO的 △H=反应物的总键能一生成物的总键能，则△H1= 物质的量相等，电池中CO的物质的量不变，故B项错误； E(C=0)+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)- 该电池的正极反应为O。十4e十2C0。—2CO,故C项 E(O-H)=1076kJ·mol1+2×436kJ·mol1-3× 正确：放电时阴离子向负极移动，故D项正确。] 413k·mol1-343kJ·mol1-465k·mol1 8.B[由题图可知，a电极通入乙烯，为负极，放电时乙烯发生 -99kJ·mol;反应③=反应②-反应①，△H3=△H2 氧化反应生成乙醛，A项错误；负极反应为CH2=CH2一2E △H=-58kJ·mol1-(-99k·moll)=41kJ·mol1。 +H,O—CH,CHO+2H,每转移2mol电子，理论上需 115 空快乐假期 00M= 要消耗1ol乙烯，即28g乙烯，B正确；电解质溶液显酸 D项，加入锌粉后，发生反应：Zn+2[AgCl2]—2Ag十 性，b电极通入氧气，放电后生成水，电极反应为O2十4十 [ZCL门2，溶液中阴离子总浓度降低，D正确。] 4H—2HO,C项错误；放电时电子从负极通过外电路向 2.D3.A4.C 正极移动，D项错误。] 5.D[由题千电解池装置图可知，阳极室为电解H,SO,溶 9.A[A.放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应： 液，故阳极反应为：2H2O-4e—O2个十4H,阴极室为 NaTi,(PO,)2-2e—NaTi,(PO,),十2Na,故A正确： 电解NaOH溶液，电极反应为：2H2O十2e一H2个十 B.放电时，阴离子移向负极，放电时C1透过多孔活性炭电 2OH,H经a膜进入产品室1，OH经b膜进入产品室2， 极向NaCI中迁移，故B错误：C.放电时每转移1mol电子 故a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，根据三种氨 正极：Cl2十2e一2C1,理论上CCl,释放0.5 mol Cl2,故 基酸的pI可知，产品室1显酸性，则为谷氨酸，产品室2显 C错误：D.充电过程中，阳极：2CI一2e=CL,◆，消耗氯 碱性，则为赖氨酸，丙氨酸留在原料室。A项，由题干图示装 离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误。] 置可知，阳极室为稀硫酸，故阳极的电极反应为2H,)一4 10.B[放电时，负极：LiC6一xe —xLi十6C;正极： =O2◆十4H,A正确；B项，a应采用阳离子膜，b应采用 Li-CoO2+re+xLi-LiCoO,; 阴离子膜，B正确：C项，原料室留下了丙氨酸，根据丙氨酸 充电时，阴极：xLi十6C十xe一Li,Cs;阳极：LiCoO2 的pl可知，原料室的pH应控制在6.02，C正确；D项，产品 室1显酸性，则可以收集到谷氨酸，产品室2显碱性，则可以 =xLit十Li-,CoO2。] 11.解析：(1)断键吸热，形成化学键放热，因此生成2mol水放 收集到赖氨酸，D错误。] 出的热量是2×2×463kJ-496kJ一2×436kJ=484kJ,则 6.C[A项，实验Ⅱ中Zn比Fe活泼，作原电池的负极，发生 吸氧腐蚀，Fe作正极，被保护，铁的腐蚀速率比实验I慢， 生成1molH2O(g)可以放出的热量为242kJ。(2)中和反 A正确；B项，实验Ⅱ中Fe作正极，氧气发生得电子的还原 应、金属和酸的反应是放热反应，因此反应①和②均是放热 反应：能设计成原电池的反应必须是氧化还原反应，反应① 反应，其电极反应式为O2十2H2O十4e一4OH,B正确； 是中和反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应 C项，实验I的现象说明25min时，Fe失去电子生成Fe+, ②是氧化还原反应，可以设计成原电池。(3)①若X为盐 K,[Fe(CN),]溶液与Fe+发生反应生成特征蓝色沉淀， 酸，金属性镁强于铝，则Mg为负极。②若X为氢氧化钠溶 C错误；D项，若将Zn片换成Cu片，因为Fe比Cu活泼，推 液，由于铝和氢氧化钠溶液反应，则铝是负极，则负极的电 测C山片周边氧气发生得电子的还原反应生成氢氧根离子， 极反应式为A1-3e+4OH一[A1(OH)4]。(4)通入 酚酞溶液会出现红色，铁钉作原电池的负极，发生失电子的 氢气的电极是负极，发生失去电子的氧化反应，通入氧气的 氧化反应生成亚铁离子，与K[Fe(CN):]溶液反应，使其周 电极是正极，发生得到电子的还原反应，因此该电池工作 边会出现蓝色，D正确。] 时，电子的流向为a→b；正极的电极反应为O,十4e十 7.A[根据左侧电极上生成O2,右侧电极上生成H2,知左侧 4H+一2H,O。(5)若将图中a极充入CHOH,电解质溶 电极为阳极，发生反应：2H2O-4e—4H+十O2个，右侧 液换为KOH溶液，则该电极上发生的电极反应式为 电极为阴极，发生反应：2H2O十2e=2OH+H2◆：由题 CHOH一6e+8OH=CO+6HO,原电池中阴离 意知，左室中Naz Cr2O,随着H浓度增大转化为CrO3: 子向负极移动，则溶液中OH移向a极。 Cr2O号十2H—2CrO,十HO,因此阳极生成的H不能 答案：(1)242kJ(2)①②②(3)①负②A1-3e+ 通过离子交换膜。A.由以上分析知，电解时通过离子交换 40H-Al(OH)](4)a-b O,+4e+4H= 膜的是Na,A项错误；B.根据各电极上转移电子数相同， 由阳极反应和阴极反应，知生成O2和H,的物质的量之比 2H,O (5)CH,OH-6e+80H-CO+6H2O a 真题再现 为1：2，其质量比为8：1，B项正确；C.根据阴极反应知，电 1.CD[据图可知，甲室流出液经低温热解得到CuSO,溶液 解一段时间后阴极区溶液OH的浓度增大，C项正确； 和NH,则甲室中生成了[Cu(NH3)1]SO,发生的反应为 D.电解过程中阳极区H的浓度增大，Na2Cr2O2转化为 Cu-2e+4NH一[Cu(NH3)4]2+,甲室Cu电极为负 CrO3:Cr2O+2H2CrO3+H2O,D项正确。] 极，A错误；乙室Cu电极为正极，发生反应：Cu++2e Cu,消耗Cu+,为维持电解质溶液呈电中性，SO透过隔膜 8.C[由题千信息可知，M极发生的是由QO 进入甲室，则隔膜为阴离子膜，B错误；根据正、负极反应，可 知电池总反应为C2+十4NH—[Cu(NH3)1]+,C正确； 转化为 NH能与Cu+反应生成[Cu(NH),]2+,因此若NH2扩散 HO OH(QH2)的过程，该过程是一个还原反 到乙室，则乙室C+浓度减小，对电池电动势有影响， D正确。 2.C[由题中信息可知，该电池中Zn为负极、V2O为正极 应，故M极为阴极，电极反应为： +2H2O 电池的总反应为xZn+V2O十nHO一ZnV2O·nH2O。 A.由题中信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O,层间形成 ZnV,O·nH2O,V,O发生了还原反应，则放电时V2O 为正极，A说法正确；B.Z为负极，放电时Zn失去电子变为 +2e7= HO OH(QH2)+2OH,故与M极 Zn+,阳离子向正极迁移，则放电时Zn+由负极向正极迁 相连的a电极为负极，N极为阳极，电极反应为： 移，B说法正确；C.电池在放电时的总反应为xZ如十V,O十 nH,O一ZnV2O,·nH2O,则其在充电时的总反应为 OH(QH,)-2e- ZnVO·nH2O一xZn十V2O,十nH2O,C说法不正确； HO D.充电阳极上Zn,V,O·nH,O被氧化为V,O,则阳极的 电极反应为ZnV2O·nH2O-2xe一xZn+V2O十 O十2H+,b极为电源正极，据此分析解题。 nH2O,D说法正确。] 假期必刷23 A.由分析可知，a为电源负极，A正确；B.由分析可知，根据 素养提升 得失电子守恒可知，溶液中Q的物质的量保持不变，B正 1.B[A项，银单质在氯化钠浓溶液中与氧气反应生成 确；C.由分析可知，整个过程CO,未被还原，CO2在M极发 [AgCL],离子方程式为：4Ag+O2+8C1+2H2O 生反应为CO2+OH一HCO,C错误；D.由题千信息可 4[AgCL2]十4OH,增大氯离子的浓度有利于单质银的溶 知，M极上CO2发生反应为：CO2十OH一HCO被吸 解，A正确：B项，在氯化钠溶液中，正极电极反应式为：O2十 收，HCO3向阳极移动，N极上发生的反应为：HCO+H 2H2O十4e一4OH,B错误；C项，根据A可知，随着腐 一H2O十CO,个，故分离出的CO2从出口2排出，D正确： 蚀的进行，氢氧根离子的浓度增大，溶液H增大，C正确； 故答案为：C。] 116