专题九 化学反应与电能 专项训练-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

专题九 化学反应与电能 考点一 燃料发电的能量转化过程 知识点 燃料发电的能量转化过程 1．我国的垃圾焚烧发电技术在全球已属领先地位。垃圾焚烧发电过程中能量的主要转化过程为 A．化学能→机械能→电能 B．化学能→热能→电能 C．化学能→热能→机械能→电能 D．化学能→机械能→热能→电能 【答案】C 【详解】垃圾中含有有机物等可燃物，焚烧时发生燃烧反应，化学能转化为热能(释放热量)， 释放的热能用于加热水，使水汽化产生高温高压水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，热能转化为机械能(汽轮机的动能)， 汽轮机带动发电机转动，发电机将机械能转化为电能，完成最终的能量输出。 综上，焚烧发电过程中存在化学能转化为热能，再转化为机械能最后转化为电能，C正确。 2．能量变化是化学研究的重要内容之一。下列设备工作时将化学能转化为电能的是               A．铅蓄电池 B．氧炔焰焊接金属 C．硅太阳能电池 D．太阳能热水器 【答案】A 【详解】A．铅蓄电池工作时，通过发生氧化还原反应产生电能，是将化学能转化为电能，A符合题意； B．氧炔焰焊接金属时，利用乙炔在氧气中燃烧产生的高温将金属熔化，则将化学能转化为热能，B不符合题意； C．硅太阳能电池是将太阳能(或光能)转化为电能，C不符合题意； D．太阳能热水器是将太阳能转化为热能，D不符合题意； 故选A。 3．下列能量转换过程与氧化还原反应无关的是 A．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化为热能 B．酒精燃烧时，化学能转化为热能 C．风力发电机工作时，风能转化为电能 D．干电池工作时，化学能转化为电能 【答案】C 【详解】A．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，发生燃烧等，通过化学反应将化学能转化为热能，A不符合题意； B．酒精燃烧时，发生化学键的断裂与形成，从而释放热量，将化学能转化为热能，B不符合题意； C．风力发电机工作时，将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能，不发生化学反应，C符合题意； D．干电池工作时，通过发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，D不符合题意； 故选C。 4．近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．火力发电是一种将化学能直接转化为电能的装置 B．风能、太阳能、地热能、潮汐能、核电等都属于新能源 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 【答案】A 【详解】A．火力发电的能量变化为：化学能热能机械能电能，化学能间接转化为电能，A项错误； B．目前，人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、核电和氢能等，B项正确； C．锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，锂离子电池放电时，锂离子从负极脱嵌移向正极、嵌入正极中，充电时锂离子从正极脱嵌，由正极回到负极，嵌入负极，C项正确； D．化石燃料作为人类利用最多的常规能源有两大问题：一是其短期内不可再生、储量有限，二是化石燃料燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源，理想的新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点，D项正确； 答案选A。 5．电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述，正确的是 A．火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能 B．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 C．火力发电中的能量转化，热能转化为机械能是关键 D．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源 【答案】B 【详解】A．火力发电能量转化主线为：化学能→热能→机械能→电能，是化学能间接转化为电能，A错误； B．火力发电的主要燃料是煤，在烧煤过程中，会产生大量CO2和SO2，可导致温室效应及酸雨，B正确； C．火力发电的关键是燃烧，C错误； D．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是不可再生能源，D错误； 答案选B。 考点二 原电池 知识点1 原电池的构成 1．下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①③⑥ B．①⑥ C．③⑥ D．①⑤⑥ 【答案】A 【分析】原电池的四个构成条件：①有两个活泼性不同的电极；②电极插入电解质溶液；③形成闭合回路；④能自发发生氧化还原反应。 【详解】①Fe和Cu活泼性不同，插入硫酸铁电解质溶液，导线连接形成闭合回路，可自发发生反应，可构成原电池； ②两个电极均为Zn，活泼性相同，不能构成原电池； ③Zn和Cu活泼性不同，都插入硫酸电解质溶液，两电极直接接触导通，形成闭合回路，可自发发生Zn与硫酸的反应，可构成原电池； ④酒精是非电解质，不能导电，不能构成原电池； ⑤电极分在两个独立烧杯中，内电路没有连通，未形成闭合回路，不能构成原电池； ⑥Zn和Sn活泼性不同，插入硫酸电解质溶液，导线连接形成闭合回路，可自发发生Zn与硫酸的反应，可构成原电池； 综上，能构成原电池的是①③⑥； 故选A。 2．仅用下列提供的各组物质不能组成原电池的是 选项 A B C D 电极材料 Cu、Cu 锌片、石墨棒 Al、Ag Cu、Fe 电解质溶液 稀 稀硫酸 溶液 溶液 【答案】A 【详解】A．两个铜电极均会与稀硝酸发生氧化还原反应，不能产生电势差，不能组成原电池，故A符合题意； B．锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则锌片、石墨棒在稀硫酸中能产生电势差，能组成原电池，故B不符合题意； C．铝能与氢氧化钡溶液反应生成四羟基合铝酸钡和氢气，则铝、银在氢氧化钡溶液中能产生电势差，能组成原电池，故C不符合题意； D．铁能与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，则铜、铁在氯化铁溶液中能产生电势差，能组成原电池，故D不符合题意； 故选A。 3．某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】由题干某原电池的总反应为可知，Fe在反应中由0价转化为+2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe作负极，Cu2+在反应中化合价由+2价降低为0价，化合价降低，发生还原反应，故在正极上发生该反应，据此分析解题。 【详解】A．由于Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu为正极，电解质中的Cu2+被还原，A错误； B．装置中没有自发的发生氧化还原反应，B错误； C．由于Fe比Cu活泼，故Fe作负极，Cu为正极，电解质中的Cu2+被还原，C正确； D．装置中没有自发的发生氧化还原反应，D错误； 故选C。 4. 下列装置中LED灯能发光的是 A．    B．    C．    D．    【答案】C 【详解】A．电极材料都是锌，金属活动性相同，不能形成原电池，A错误； B．酒精是非电解质，不能导电，不能形成原电池，B错误； C．铜和锌的金属活泼性有差异，Zn作负极，Cu作正极，稀硫酸为电解质溶液，构成原电池，将化学能转化为电能，LED灯能亮起来，C正确； D．两个烧杯未形成闭合回路，不能构成原电池，D错误； 故选C。 5．下列装置中，不能构成原电池的是 A．Zn片、Cu片、稀H2SO4溶液、导线 B．Zn片、石墨、CuSO4溶液、导线 C．Zn片、Zn片、稀H2SO4溶液、导线 D．Fe片、Cu片、NaCl溶液、导线 【答案】C 【详解】原电池需满足两个不同活泼性的电极、电解质溶液、闭合回路及自发氧化还原反应等条件。 A．Zn和Cu活泼性不同，Zn与稀可发生自发的氧化还原反应，导线连接形成闭合回路，形成电流，可构成原电池，故A不符合题意； B．Zn和石墨活泼性不同，Zn与溶液可发生自发的氧化还原反应，导线连接形成闭合回路，能构成原电池，故B不符合题意； C．两Zn片活性相同，不满足“两个活泼性不同的电极”这一条件，不能构成原电池，故C符合题意； D．Fe、Cu活泼性不同，NaCl溶液为电解质，可发生吸氧腐蚀，属于氧化还原反应，导线连接形成闭合回路，能构成原电池，故D不符合题意； 故选C。 知识点2 原电池的工作原理 1．下列有关化学电池的描述正确的是 A．化学电池中一定需要两个活泼性不同的电极 B．能自发进行的氧化还原反应才可能设计成原电池 C．某电池反应，正极为Cu，发生氧化反应 D．铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极，铜为正极 【答案】B 【详解】A．化学电池不一定需要两个活泼性不同的电极，比如燃料电池的电极可以是相同的惰性电极（如铂电极），故A错误； B．原电池的工作原理是利用自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能，因此只有能自发进行的氧化还原反应才可能设计成原电池，故B正确； C．在反应中，失电子发生氧化反应，为负极，故C错误； D．铁在浓硝酸中会发生钝化，此时铜的活泼性强于钝化后的铁，因此铜作负极、铁作正极，故D错误； 故选B。 2．下列有关原电池叙述正确的是 A．反应可设计成原电池实现 B．溶液原电池工作过程中，电流由Mg电极流向Al电极 C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，活泼性强的一定为负极 D．Zn和稀硫酸反应时，加入固体能加快产生的速率 【答案】B 【详解】A．反应在常温下不能自发进行，因为铜的金属活动性弱于氢，无法置换稀硫酸中的氢，因此不能设计成原电池，A错误； B．在Mg-Al-NaOH溶液原电池中，铝为负极，镁为正极，电流方向由正极（Mg）流向负极（Al），B正确； C．一般情况下活泼金属为负极，但存在例外，如Mg-Al-NaOH原电池中，金属活动性更强的Mg实际为正极；因此一定为负极的说法不准确，C错误； D．Zn与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，本质上不参与反应，加入固体，浓度几乎不变，且不能形成原电池，因此不能加快产生的速率，D错误； 故选B。 3．某同学为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是    A．a和b用导线连接，溶液中的Cu2+移向铁片 B．a和b用导线连接，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu C．a和b用导线连接，电子流向为Fe→Cu D．无论a和b是否连接，反应总方程式均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu 【答案】A 【分析】若ab用导线相连，则构成原电池装置，Fe为负极，Fe失电子生成Fe2+，Cu为正极，Cu2+得电子生成Cu。若ab不连接，则Fe与Cu2+反应生成Fe2+和Cu。 【详解】A．a和b用导线连接，则整个装置构成原电池，原电池电解质溶液中的阳离子向正极移动，故Cu2+向Cu电极移动，A错误； B．a和b用导线连接，装置构成原电池，铜片为正极，正极上Cu2++2e-=Cu，B正确； C．a和b用导线连接，装置构成原电池，Fe为负极，Cu为正极，电子从Fe流向Cu，C正确； D．无论a和b是否连接，该装置的总反应都是Fe+Cu2+=Fe2++Cu，D正确； 故答案选A。 4．下列有关电化学知识的描述正确的是 A．从理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池 B．某电池反应，正极为Cu，发生氧化反应 C．铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极，铜为正极 D．反应可放出大量的热，故可把该反应设计为原电池，使其中的化学能转化为电能 【答案】A 【详解】A．任何能自发进行的氧化还原反应理论上均可设计成原电池，A正确； B．在该反应中，Cu失去电子被氧化，应作为负极；正极应发生还原反应（如Ag+被还原），因此“正极为Cu”的说法错误，B错误； C．在浓硝酸中，铁发生钝化而铜持续反应，铜作为负极被氧化，铁不是负极，C错误； D．该反应不是氧化还原反应，没有电子转移，不能设计成原电池，D错误； 答案选A。 5．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。下列叙述错误的是 A．装置B中锡极为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ B．装置C中总反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ C．装置A、B、C中铁被腐蚀由快到慢的顺序是B>A>C D．将装置B中的电解质溶液由稀硫酸改为浓硝酸，Fe始终为负极 【答案】D 【详解】A．B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，电极反应式：2H++2e-=H2↑，A正确； B．C中能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，保持不变，总反应：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，B正确； C．B中形成原电池，加快铁的腐蚀速率，A中发生常规置换反应，C中铁作正极，被保护，则铁被氧化由快到慢的顺序：B>A>C，C正确； D．常温时铁在浓硝酸中会钝化，而锌会与浓硝酸持续反应，故此时铁为正极，D错误； 故选D； 知识点3 原电池电极反应式的书写 1．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ 【答案】B 【分析】镁的活泼性大于Al，①中Mg失电子作负极；②中铝与氢氧化钠反应失电子，②中铝是负极；铁在浓硝酸中钝化，③中Cu与浓硝酸反应失电子，Cu作负极；Fe的活泼性大于铜，④中发生铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。 【详解】A．①中Mg作负极；②中铝是负极；③中Cu作负极；④中Fe作负极，故A错误； B．②中铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，②中Mg作正极，正极生成氢气，正极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故B正确； C．铁在浓硝酸中钝化，③中Cu与浓硝酸反应失电子，Cu作负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C错误； D．Fe的活泼性大于铜，④中发生铁的吸氧腐蚀，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故D错误； 选B。 2．某种-空气燃料电池，以NaOH溶液作电解质，石墨作电极，总反应方程式为：。下列有关说法不正确的是 A．负极通入的是氨气，正极通入空气 B．正极电极反应式： C．负极的电极反应式： D．阳离子向正极移动 【答案】B 【详解】A．燃料电池中燃料作为还原剂在负极发生氧化反应，O2作为氧化剂在正极发生还原反应，因此负极通NH3、正极通空气，A正确； B．该电池电解质为NaOH溶液，属于碱性环境，正极反应中不能出现，正确正极反应式为 ，选项给出的是酸性环境的正极反应式，B错误； C．负极上NH3失电子被氧化为N2，碱性环境下用配平电荷和原子，电极反应式 书写正确，C正确； D．原电池工作时，阳离子向正极移动，因此Na+向正极移动，D正确； 故选B。 3．利用微生物燃料电池(MFC)可以将废水中的降解为N2。某课题组设计出如图所示的微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，下列说法不正确的是 A．好氧电极b上发生的反硝化反应为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O B．好氧电极b上的副反应为O2+4e-+4H+=2H2O C．交换膜c为质子交换膜，质子从电极a区域通过质子交换膜移向电极b区域 D．理论上每消耗1molC6H12O6，可以处理的物质的量为4.8mol 【答案】D 【分析】根据图示可知，好氧电极b上发生反硝化反应为硝酸根离子得电子生成氮气，电极b为正极，电极方程式为：2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，电极a为负极，C6H12O6失去电子生成CO2，电极方程式为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，以此解答。 【详解】A．根据图示可知，好氧电极b上发生反硝化反应为硝酸根离子得电子生成氮气，故电极反应式为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，A正确； B．电极上除发生反硝化反应外，还有氧气得电子的副反应：O2+4e-+4H+=2H2O，B正确； C．电极b为正极，电极方程式为：2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，电极a为负极，电极方程式为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，正极产生的H+通过质子交换膜进入正极区，C正确； D．不考虑副反应，每消耗1mol C6H12O6，转移的电子数24mol，根据电极反应2+10e-+12H+=N2↑+6H2O和元素守恒规律，则理论上可以处理的物质的量应4.8mol，由于电极b上副反应，故每消耗1molC6H12O6，可以处理的物质的量小于4.8mol，D正确； 故选D。 4．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：负极反应式为 B．乙：正极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：负极反应式为 【答案】D 【详解】A．甲是原电池，锌的活泼性大于铜，锌是负极，负极反应式为，故A正确； B．乙是银锌电池，正极是氧化银，正极氧化银得电子生成银，正极反应式为，故B正确； C．丙是锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄，故C正确； D．丁是铅蓄电池，负极铅失电子生成硫酸铅，负极反应式为，故D错误； 选D。 5．下面是几种常见的化学电源示意图，回答有关问题：        (1)汽车用铅蓄电池的结构如图1，放电时总反应为。放电时，正极的电极反应式是___________，理论上，当外电路通过1mol电子时，正极极板的质量增加___________g。 (2)碱性锌锰电池其结构如图2，已知电池放电之后的产物为和MnOOH，则电池放电时正极的电极反应式为___________。 (3)燃料电池以其高效率和低污染的优势成为研究热点。图3为甲醇(CH3OH)燃料电池的工作示意图，负极的电极反应式为___________。 (4)科学家开发出一种新型铝离子电池，充电速度快，使用寿命长，下图为电池工作示意图： 铝离子电池中___________(填“铝”或“石墨”，下同)电极发生氧化反应，电流从___________电极流出。 放电负极电极反应式为___________。 (5) 电极反应式书写应注意哪些___________。 【答案】(1) 32 (2) (3) (4) 铝 石墨 (5)书写电极反应式时，应先判断正、负极及电子得失，再结合电解质酸碱性选择 H+、OH-或 H2O 配平，最后检查原子守恒、电荷守恒和电子守恒 【详解】（1）铅蓄电池放电时是原电池反应，正极发生还原反应，正极材料 PbO2得电子并与溶液中的 H+、结合生成 PbSO4，所以正极电极反应式为 ；由反应式可知，每转移 2 mol e-，正极板由 PbO2变成 PbSO4，质量增加量为 M(PbSO4)－M(PbO2)=（207＋32＋16×4）g-（207＋16×2）g=303 g－239 g=64 g，所以当外电路通过 1 mol 电子 时，正极板质量增加32 g； （2）碱性锌锰电池放电时，锌作负极，发生氧化反应；二氧化锰作正极，发生还原反应。题目已知放电后的产物为Zn(OH)2和 MnOOH，所以正极是MnO2得电子生成 MnOOH。因为电解质是碱性环境，电极反应式中应出现OH-或 H2O来配平，正极电极反应式为； （3）甲醇燃料电池中，通入甲醇的一极为负极，电解质溶液为KOH，所以电极反应； （4）铝离子电池放电时，铝电极发生氧化反应，铝失电子，所以铝电极是负极；石墨电极发生还原反应，是正极，原电池中电子从负极流出，而电流方向与电子流动方向相反，因此电流从石墨电极流出；放电负极是铝失电子并与电解质中的 结合生成 ，电极反应式为； （5）书写电极反应式时，首先要判断该电极是正极还是负极，负极发生氧化反应、失电子，正极发生还原反应、得电子；其次要注意电解质环境，酸性溶液中可用 H+、H2O 配平，碱性溶液中通常用 OH-、H2O配平，不能把酸性和碱性条件混用；最后还要检查原子守恒、电荷守恒和电子得失守恒，保证电极反应式与总反应相符合。 知识点4 原电池的应用 1．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下 实验装置 部分实验现象 a极质量减小b极质量增加 电子从b极流向c极 d极溶解c极有气体产生 电流从a极流向d极 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＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 【答案】C 【分析】在原电池中，一般情况下，负极金属的活动性大于正极。 【详解】第一个装置中，a极质量减小，b极质量增加，则a极为负极，溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极上，则b极为正极，金属活动性a＞b；第二个装置中，电子从b极流向c极，由于原电池工作时，电子由负极沿导线流向正极，则b极为负极，c极为正极，金属活动性b＞c；第三个装置中，d极溶解c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，则金属活动性d＞c；第四个装置中，电流从a极流向d极，则电子从d极流向a极，金属活动性d＞a。依据金属活动性的传递性，金属活动性d＞a＞b＞c，故选C。 2．将、、、四种金属分别浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，现象如下：与相连时，电极溶解；与相连时，电极表面产生气泡；与相连时，电流计指针偏向；与相连时，电极发生氧化反应。根据以上实验现象，判断四种金属的活动性顺序由强到弱为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】原电池中通常是活动性强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极； X、Y相连时X溶解，说明该电极发生氧化反应，是原电池负极，则活动性X>Y；Z与W相连时，W电极表面产生气泡，W电极反应是，是原电池正极，则Z为负极，活动性Z>W；X与Z相连时，电流计指针偏向Z，说明Z为正极，X为负极，活动性X>Z；Y与W相连时，W电极发生氧化反应，W为负极，活动性W>Y；综上，四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为X>Z>W>Y； 故答案选A。 3．向 a、b两支试管中各加入等质量的 Zn粉，再分别加入过量的等浓度、等体积的稀硫酸，同时向a试管中滴入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】a试管中加入少量的溶液，锌先与硫酸铜溶液反应生成铜，生成的铜析出在锌上而形成了原电池，形成原电池可加快反应速率，但因为锌与硫酸铜反应消耗了部分锌，所以a试管中与硫酸反应的锌的量减少，产生氢气的量也减少；因此在关系图上a中速率比b大，同时a中产生的氢气体积比b中小，故选D。 考点三 化学电源 知识点1 三种常见化学电源 1．下列有关化学电源的描述正确的是 ①一次电池也叫干电池，其活性物质被消耗后不能再生　②二次电池也叫可充电电池，通过充电可使其活性物质再生　③任何电池都是依据原电池的原理制造的 　④化学电源与其他能源相比，具有携带方便，可制成各种形状等优点 A．①②③④ B．①②④ C．③④ D．①②③ 【答案】B 【详解】①一次电池是活性物质消耗后不能再生的电池，常见的干电池属于一次电池，故正确； ②二次电池放电后可以再充电，使活性物质获得再生，故正确； ③有些电池不是依据原电池的原理制造的，如太阳能电池，故错误； ④化学电源可以制成各种形状、大小不同的电池，与其他能源相比，具有携带方便，故正确； ①②④正确，故选B。 2．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 图Ⅰ银锌纽扣电池 图Ⅱ镁铝电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ碱性锌锰电池 A．图Ⅰ中为负极，发生氧化反应 B．图Ⅱ中镁比铝更活泼，所以铝为原电池的正极 C．图Ⅲ电池为一次电池 D．图Ⅳ所示电池工作时，电流由石墨棒流向锌筒 【答案】D 【详解】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，为正极，发生还原反应，A错误； B．镁铝NaOH溶液电池中，Al能与NaOH溶液反应失去电子，作原电池负极，Mg不能与氢氧化钠溶液反应，作正极，B错误； C．铅蓄电池可进行充放电，属于二次电池，不是一次电池，C错误； D．碱性锌锰电池工作时，石墨棒为正极，锌筒为负极，电流由正极经外电路流向负极，即由石墨棒流向锌筒，D正确； 故选D。 3．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【答案】A 【详解】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH⁻生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，A正确； B．正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，B错误； C．电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，C错误； D．电池工作时，阳离子(K+)向正极(Ag2O)移动，D错误； 故选A。 4．某氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质，工作原理如上图所示。若以2.24 L(标准状况)H2和足量O2为原料，持续工作至H2完全消耗。已知每生成1 mol液态水可释放286 kJ热量，电池能量转化效率为50%，下列分析正确的是 A．负极电极反应式为：H2-2e-=2H+ B．电池输出的电能为28.6 kJ C．该过程消耗氧气3.2 g D．若将氢氧化钾溶液换为稀硫酸，总反应方程式不变 【答案】D 【详解】A．电池以KOH溶液为电解质，故负极电极反应式为，A错误； B．标准状况下2.24 L H2的物质的量为0.1 mol，由总反应可知，0.1 mol H2完全反应生成0.1 mol液态水，放热量为286 kJ/mol×0.1 mol=28.6 kJ，因电池能量转化效率为50%，故电池输出的电能为14.3 kJ，B错误； C．由总反应可知，0.1 mol H2完全反应消耗O2的物质的量为0.05 mol，即1.6 g，C错误； D．氢氧燃料电池总反应方程式为，不因电解质酸碱性不同而改变，D正确； 故答案选D。 5．铅酸蓄电池常用于汽车启动、电动车储能及应急电源等，总反应为，工作原理示意图如下。下列说法错误的是 A．铅酸蓄电池属于二次电池 B．充电时将电能转化为化学能 C．放电时若转移2mol电子，电池负极质量减少96g D．放电时正极电极反应式为 【答案】C 【详解】A．铅酸蓄电池可通过充电实现重复使用，属于二次电池，A项正确； B．铅酸蓄电池放电时将化学能转化为电能，铅酸蓄电池充电时将电能转化为化学能，B项正确； C．铅酸蓄电池放电时负极电极反应式为，若转移2 mol电子，负极质量增加96 g，C项错误； D．放电时正极发生还原反应，得电子，正极电极反应式为，D项正确； 故选C。 知识点2 其他化学电源 1．习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．该装置能将化学能转化为电能 B．M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑ +4H+ C．通过交换膜沿图中箭头方向移动 D．当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为4NA 【答案】C 【分析】该装置为原电池装置，外接负载，可对外供电：M电极上水转化为氧气，发生失电子的氧化反应，M为负极；N电极上转化为，发生得电子的还原反应，N为正极。逐一分析选项： 【详解】A．该装置属于原电池，原电池的能量转化为将化学能转化为电能，A正确； B．M极在酸性（稀硫酸）环境下，水失电子生成氧气，电极反应为，配平、产物均正确，B正确； C．原电池中阴离子向负极（左侧M极）移动，若交换膜允许通过，移动方向应为从右到左，C错误； D．转化为时，C元素从+4价变为+2价，反应转移电子，转化时，转移电子的物质的量为，电子数为，D正确； 答案选C。 2．利用如图所示装置，可去除水体中的(已知C6H12O6中H为+1价，O为价)。下列说法错误的是 A．电极b为负极 B．每生成1 mol CO2，最多可处理0.8 mol C．溶液中溶解氧气的浓度越大，越不利于的除去 D．电极a的电极反应为+ 12H+ = N2↑+ 6H2O 【答案】D 【详解】A．该装置为原电池装置，电极b上C6H12O6中C为0价，生成的 CO2中C为+4价，C元素化合价升高，发生氧化反应，故电极b为负极，A正确； B．C6H12O6中C为0价， CO2中C为+4价，每生成1 mol CO2可转移4 mol电子，转化为N2，N元素由+5价降低为0价，根据氧化还原反应中电子守恒，能处理的的物质的量为=0.8 mol，B正确； C．溶液中溶解的O2也会在正极（a极）得电子，与竞争电子，参与电极反应，从而减少的还原量，溶液中溶解氧气的浓度越大，越不利于的除去，C正确； D．根据图示分析可知，电极a为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为++12H+= N2↑+6H2O，D错误； 故选D。 3．电化学法处理SO2是目前研究的热点。某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池装置用于消除SO2的污染。已知：①质子交换膜只允许H+通过，②电极材料均为石墨。下列说法正确的是 A．放电一段时间后，负极区溶液酸性增强 B．原电池工作时，B电极作负极 C．若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则有0.5mol H+通过质子交换膜 D．该原电池工作时，电子由B电极经导线流向A电极 【答案】A 【分析】通入A电极，S元素从+4价被氧化为+6价，因此A为负极，电极反应式为； 通入B电极，O元素从-1价被还原为-2价，因此B为正极，电极反应式为。 【详解】A．由分析可知，每1 mol 反应生成4 mol ，其中2 mol 经质子交换膜移向正极，负极区净增加2 mol ，因此放电后负极区酸性增强，A正确； B．由分析可知，B电极是正极，B错误； C．标准状况下11.2 L 为0.5 mol，1 mol 反应转移2 mol电子，因此0.5 mol 反应转移1 mol电子，对应有通过质子交换膜，C错误； D．原电池中电子由负极经导线流向正极，该电池中电子由A电极经导线流向B电极，D错误； 故选A。 4．锂电池自20世纪90年代起迅速发展，因其具有高能量密度、长寿命、轻便、快速充电和环保等特性成为智能手机、笔记本电脑、电动汽车和储能系统的主流电源，如图是一种新型锂电池原理示意图。下列有关说法错误的是 A．b极发生还原反应 B．电子从a经导线流向b C．正极电极反应为 D．当外电路转移1 mol电子，理论上b极消耗 【答案】D 【分析】在碱性电解质环境下，锂电池中负极（a极）处锂失电子被氧化，电极反应为，正极（b极）处空气中的氧气得电子被还原，电极反应为。 【详解】A．b为正极，得电子发生还原反应，A正确； B．原电池外电路中，电子由负极a经导线流向正极b，B正确； C．正极上得电子生成，电极反应为，C说法正确； D．转移1 mol电子时，消耗的物质的量为，只有标准状况下0.25 mol 体积为5.6L，选项未说明气体所处状况，无法确定体积，D错误； 故选D。 5．甲酸(HCOOH)-过氧化氢燃料电池可在水下、太空等缺氧环境中工作。酸性条件下，电池工作时总反应式为。用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．发生还原反应 B．负极的电极反应式为 C．放电过程中，溶液的pH不变 D．每生成，外电路中迁移的电子数为NA 【答案】A 【详解】A．中O元素化合价从-1价降低为中的-2价，得电子发生还原反应，A正确； B．负极发生失电子的氧化反应，正确的负极反应为，B错误； C．放电过程的总反应生成水，酸性电解质溶液被稀释，浓度减小，pH升高，C错误； D．44 g 物质的量为1 mol，C元素从+2价升高到+4价，每生成1 mol 转移2 mol电子，外电路迁移电子数为，D错误； 故答案选A。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题九 化学反应与电能 考点一 燃料发电的能量转化过程 知识点 燃料发电的能量转化过程 1．我国的垃圾焚烧发电技术在全球已属领先地位。垃圾焚烧发电过程中能量的主要转化过程为（ ） A．化学能→机械能→电能 B．化学能→热能→电能 C．化学能→热能→机械能→电能 D．化学能→机械能→热能→电能 2．能量变化是化学研究的重要内容之一。下列设备工作时将化学能转化为电能的是（ ）               A．铅蓄电池 B．氧炔焰焊接金属 C．硅太阳能电池 D．太阳能热水器 3．下列能量转换过程与氧化还原反应无关的是（ ） A．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化为热能 B．酒精燃烧时，化学能转化为热能 C．风力发电机工作时，风能转化为电能 D．干电池工作时，化学能转化为电能 4．近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是（ ） A．火力发电是一种将化学能直接转化为电能的装置 B．风能、太阳能、地热能、潮汐能、核电等都属于新能源 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 5．电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述，正确的是（ ） A．火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能 B．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 C．火力发电中的能量转化，热能转化为机械能是关键 D．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源 考点二 原电池 知识点1 原电池的构成 1．下图所示各种装置中能构成原电池的是（ ） A．①③⑥ B．①⑥ C．③⑥ D．①⑤⑥ 2．仅用下列提供的各组物质不能组成原电池的是（ ） 选项 A B C D 电极材料 Cu、Cu 锌片、石墨棒 Al、Ag Cu、Fe 电解质溶液 稀 稀硫酸 溶液 溶液 3．某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是（ ） A． B． C． D． 4. 下列装置中LED灯能发光的是（ ） A．    B．    C．    D．    5．下列装置中，不能构成原电池的是（ ） A．Zn片、Cu片、稀H2SO4溶液、导线 B．Zn片、石墨、CuSO4溶液、导线 C．Zn片、Zn片、稀H2SO4溶液、导线 D．Fe片、Cu片、NaCl溶液、导线 知识点2 原电池的工作原理 1．下列有关化学电池的描述正确的是（ ） A．化学电池中一定需要两个活泼性不同的电极 B．能自发进行的氧化还原反应才可能设计成原电池 C．某电池反应，正极为Cu，发生氧化反应 D．铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极，铜为正极 2．下列有关原电池叙述正确的是（ ） A．反应可设计成原电池实现 B．溶液原电池工作过程中，电流由Mg电极流向Al电极 C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，活泼性强的一定为负极 D．Zn和稀硫酸反应时，加入固体能加快产生的速率 3．某同学为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是（ ）    A．a和b用导线连接，溶液中的Cu2+移向铁片 B．a和b用导线连接，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu C．a和b用导线连接，电子流向为Fe→Cu D．无论a和b是否连接，反应总方程式均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu 4．下列有关电化学知识的描述正确的是（ ） A．从理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池 B．某电池反应，正极为Cu，发生氧化反应 C．铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极，铜为正极 D．反应可放出大量的热，故可把该反应设计为原电池，使其中的化学能转化为电能 5．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。下列叙述错误的是（ ） A．装置B中锡极为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ B．装置C中总反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ C．装置A、B、C中铁被腐蚀由快到慢的顺序是B>A>C D．将装置B中的电解质溶液由稀硫酸改为浓硝酸，Fe始终为负极 知识点3 原电池电极反应式的书写 1．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（ ） A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑ 2．某种-空气燃料电池，以NaOH溶液作电解质，石墨作电极，总反应方程式为：。下列有关说法不正确的是（ ） A．负极通入的是氨气，正极通入空气 B．正极电极反应式： C．负极的电极反应式： D．阳离子向正极移动 3．利用微生物燃料电池(MFC)可以将废水中的降解为N2。某课题组设计出如图所示的微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，下列说法不正确的是（ ） A．好氧电极b上发生的反硝化反应为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O B．好氧电极b上的副反应为O2+4e-+4H+=2H2O C．交换膜c为质子交换膜，质子从电极a区域通过质子交换膜移向电极b区域 D．理论上每消耗1molC6H12O6，可以处理的物质的量为4.8mol 4．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：负极反应式为 B．乙：正极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：负极反应式为 5．下面是几种常见的化学电源示意图，回答有关问题：        (1)汽车用铅蓄电池的结构如图1，放电时总反应为。放电时，正极的电极反应式是___________，理论上，当外电路通过1mol电子时，正极极板的质量增加___________g。 (2)碱性锌锰电池其结构如图2，已知电池放电之后的产物为和MnOOH，则电池放电时正极的电极反应式为___________。 (3)燃料电池以其高效率和低污染的优势成为研究热点。图3为甲醇(CH3OH)燃料电池的工作示意图，负极的电极反应式为___________。 (4)科学家开发出一种新型铝离子电池，充电速度快，使用寿命长，下图为电池工作示意图： 铝离子电池中___________(填“铝”或“石墨”，下同)电极发生氧化反应，电流从___________电极流出。 放电负极电极反应式为___________。 (5) 电极反应式书写应注意哪些___________。 知识点4 原电池的应用 1．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下 实验装置 部分实验现象 a极质量减小b极质量增加 电子从b极流向c极 d极溶解c极有气体产生 电流从a极流向d极 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＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 2．将、、、四种金属分别浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，现象如下：与相连时，电极溶解；与相连时，电极表面产生气泡；与相连时，电流计指针偏向；与相连时，电极发生氧化反应。根据以上实验现象，判断四种金属的活动性顺序由强到弱为（ ） A． B． C． D． 3．向 a、b两支试管中各加入等质量的 Zn粉，再分别加入过量的等浓度、等体积的稀硫酸，同时向a试管中滴入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是（ ） A． B． C． D． 考点三 化学电源 知识点1 三种常见化学电源 1．下列有关化学电源的描述正确的是（ ） ①一次电池也叫干电池，其活性物质被消耗后不能再生　②二次电池也叫可充电电池，通过充电可使其活性物质再生　③任何电池都是依据原电池的原理制造的 　④化学电源与其他能源相比，具有携带方便，可制成各种形状等优点 A．①②③④ B．①②④ C．③④ D．①②③ 2．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（ ） 图Ⅰ银锌纽扣电池 图Ⅱ镁铝电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ碱性锌锰电池 A．图Ⅰ中为负极，发生氧化反应 B．图Ⅱ中镁比铝更活泼，所以铝为原电池的正极 C．图Ⅲ电池为一次电池 D．图Ⅳ所示电池工作时，电流由石墨棒流向锌筒 3．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是（ ） A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 4．某氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质，工作原理如上图所示。若以2.24 L(标准状况)H2和足量O2为原料，持续工作至H2完全消耗。已知每生成1 mol液态水可释放286 kJ热量，电池能量转化效率为50%，下列分析正确的是（ ） A．负极电极反应式为：H2-2e-=2H+ B．电池输出的电能为28.6 kJ C．该过程消耗氧气3.2 g D．若将氢氧化钾溶液换为稀硫酸，总反应方程式不变 5．铅酸蓄电池常用于汽车启动、电动车储能及应急电源等，总反应为，工作原理示意图如下。下列说法错误的是（ ） A．铅酸蓄电池属于二次电池 B．充电时将电能转化为化学能 C．放电时若转移2mol电子，电池负极质量减少96g D．放电时正极电极反应式为 知识点2 其他化学电源 1．习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。 下列说法不正确的是（ ） A．该装置能将化学能转化为电能 B．M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑ +4H+ C．通过交换膜沿图中箭头方向移动 D．当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为4NA 2．利用如图所示装置，可去除水体中的(已知C6H12O6中H为+1价，O为价)。下列说法错误的是（ ） A．电极b为负极 B．每生成1 mol CO2，最多可处理0.8 mol C．溶液中溶解氧气的浓度越大，越不利于的除去 D．电极a的电极反应为+ 12H+ = N2↑+ 6H2O 3．电化学法处理SO2是目前研究的热点。某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池装置用于消除SO2的污染。已知：①质子交换膜只允许H+通过，②电极材料均为石墨。下列说法正确的是（ ） A．放电一段时间后，负极区溶液酸性增强 B．原电池工作时，B电极作负极 C．若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则有0.5mol H+通过质子交换膜 D．该原电池工作时，电子由B电极经导线流向A电极 4．锂电池自20世纪90年代起迅速发展，因其具有高能量密度、长寿命、轻便、快速充电和环保等特性成为智能手机、笔记本电脑、电动汽车和储能系统的主流电源，如图是一种新型锂电池原理示意图。下列有关说法错误的是（ ） A．b极发生还原反应 B．电子从a经导线流向b C．正极电极反应为 D．当外电路转移1 mol电子，理论上b极消耗 5．甲酸(HCOOH)-过氧化氢燃料电池可在水下、太空等缺氧环境中工作。酸性条件下，电池工作时总反应式为。用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ） A．发生还原反应 B．负极的电极反应式为 C．放电过程中，溶液的pH不变 D．每生成，外电路中迁移的电子数为NA 学科网（北京）股份有限公司 $