1.2.2 化学电源-（ppt同步课件）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（苏教版）

该高中化学课件聚焦化学电源，系统涵盖分类、工作原理及电极反应，从化学反应与能量变化过渡到化学能与电能转化，通过题组分类（一次电池、二次电池等）和例题解析搭建学习支架，帮助学生逐步掌握知识脉络。 其亮点在于结合多地真题与新型电池案例，以化学观念为基础，通过电极反应式书写、离子迁移分析培养科学思维，如铅蓄电池充放电原理及氢氧燃料电池离子迁移判断，提升学生探究能力，也为教师提供丰富教学资源。

专题1 化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 第二单元　化学能与电能的转化 基础过关练 第2课时　化学电源 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　化学电源的分类 1.下列有关化学电源的说法正确的是 ( ) A.汽车用的铅蓄电池属于一次电池 B.锌锰干电池石墨棒作负极,锌筒作正极 C.化学电池放电时,发生氧化还原反应 D.燃料电池放电时,燃料在电池正极反应 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　铅蓄电池性能优良、价格低廉、安全可靠,可多次充放电,是常见的二次电池,A错误;锌锰干 电池工作时,锌筒作负极,石墨棒作正极,B错误;化学电池是将化学能转变为电能的装置,存在电子的定 向移动,发生氧化还原反应,C正确;燃料电池放电时,燃料在电池负极发生氧化反应,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026福建宁德期中]下列有关四个常用电化学装置的叙述中,正确的是     ( )   　C     A.图1所示电池中,MnO2是催化剂 B.图2所示电池充电过程中,硫酸浓度不断降低 C.图3所示氢氧燃料电池中,负极室的H+通过隔膜进入正极室 D.图4所示电池中,Ag2O是负极反应物,电池工作过程中被还原为Ag 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　图1中二氧化锰为原电池的正极,不是催化剂,A错误;铅蓄电池充、放电时原理可以用Pb+ PbO2+2H2SO4  2PbSO4+2H2O表示,充电过程中硫酸浓度升高,B错误;原电池中,阳离子移向正极区, 所以图3所示氢氧燃料电池中,负极室的H+通过隔膜进入正极室,C正确;银锌电池中,正极Ag2O得电子生 成Ag,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　一次电池 3.[2025河北邢台第一中学月考]我国学者利用催化剂的选择性(可选择性促进某种反应的进行)成功设 计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图,固体电解质只允许钠离子通过),有望用于航海指示灯的 能源。下列说法正确的是( )   A.有机液若换为稀硫酸,电池使用效率更高 B.放电时,钠电极的电势高于催化电极 C.催化电极的电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑ D.放电时,电路中转移2 mol电子,钠电极质量 减少46 g 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,钠为负极,电极反应式为Na-e-  Na+,催化电极为正极。有机液若换为稀硫酸, 金属钠会与稀硫酸发生剧烈的反应,A错误;放电时,正极的电势高于负极,则催化电极的电势高于钠电 极,B错误;催化电极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为2H2O+4e-+O2  4OH-,C错误;每转移 2 mol电子,有2 mol Na反应溶解,即钠电极质量减少46 g,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026湖南汨罗一中月考]银铝电池具有能量密度高的优点,电池装置如图所示,电池放电时的总反应 为2Al+3AgO(氧化高银)+2NaOH+3H2O  2Na［Al(OH)4］+3Ag。下列说法正确的是 ( )   A.Al电极作负极,发生还原反应 B.正极电极反应式为AgO+2e-+2H+  Ag+H2O C.当导线中通过3 mol电子时,正极电极质量减小24 g D.阳离子交换膜允许阳离子和电子通过 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　电池放电时,Al失电子为负极,发生氧化反应,A错误;电解质溶液是NaOH溶液,正极电极反应式 为AgO+2e-+H2O  Ag+2OH-,当导线中通过3 mol e-时,有1.5 mol AgO转化为Ag,电极减少1.5 mol O, 质量为1.5 mol×16 g/mol=24 g,B错误、C正确;阳离子交换膜允许阳离子通过,但溶液中不会有电子 通过 ,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　二次电池 5.[2025江苏南京开学考]铅蓄电池的工作原理可表示为PbO2+Pb+2H2SO4  2PbSO4+2H2O,其构造示 意图如图所示。下列有关说法不正确的是     ( ) A.放电时,正、负电极质量均增大 B.放电时,溶液的pH增大 C.充电时,H+移向Pb极 D.充电时,每消耗2 mol PbSO4,转移电子数约为4×6.02×1023 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　根据题给铅蓄电池的工作原理可知,放电时,Pb作负极,电极反应式为Pb-2e-+S   PbSO4, PbO2作正极,电极反应式为PbO2+4H++S +2e-  PbSO4+2H2O,则正、负电极质量均增大,放电过程中 消耗溶液中的H+,导致溶液的pH增大,A、B正确;充电时,Pb极作阴极,电极反应式为PbSO4+2e-  Pb+ S ,PbO2极作阳极,电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-  PbO2+4H++S ,则每消耗2 mol PbSO4,转移电子 数约为2×6.02×1023,充电时,阳离子移向阴极,则H+移向Pb极,C正确、D不正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,充放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O  Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关 该电池的说法不正确的是 ( ) A.电池放电时阳离子向正极移动 B.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 C.电池的电解液为碱性溶液 D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-  Ni2O3+3H2O 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　放电时,阳离子向正极移动,A项正确;充电时,阴极发生还原反应,电极反应式为Fe(OH)2+2e-   Fe+2OH-,生成OH-,阴极附近溶液的pH会升高,B项错误;由电池总反应可知,电池放电时有Fe(OH)2 生成,则电池的电解液为碱性溶液,C项正确;电池充电时,阳极失去电子发生氧化反应,电极反应式为 2Ni(OH)2+2OH--2e-  Ni2O3+3H2O,D项正确。 第1讲　描述运动的基本概念 衔接教材 7.[深研拓展]近年来电池研究领域涌现出一类纸电池,其厚度仅0.5毫米,可以任意弯曲。组成与传统电 池类似。某纸电池结构如图所示,其M极为嵌锂石墨(LixC6),N极为钴酸锂(LiCoO2),电解质溶液为六氟 磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液(无水)。下列说法错误的是( ) A.放电时,M电极的电极反应式为LixC6-xe-  xLi++6C B.放电时,Li+由N极向M极迁移 C.充电时,M极连接直流电源负极 D.充电时,N极的电极反应式为LiCoO2-xe-  xLi++Li1-xCoO2 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　根据题意知,M极是原电池的负极,发生失电子的氧化反应,电极反应式为LixC6-xe-  xLi++ 6C,A正确;N极为原电池的正极,放电时,Li+由负极M极向正极N极迁移,B错误;充电时,M极作阴极,连接 直流电源的负极,C正确;放电时,N极发生得电子的还原反应:xLi++xe-+Li1-xCoO2  LiCoO2,则充电时, N极电极反应式为LiCoO2-xe-  xLi++Li1-xCoO2 方法点拨 　　放电时的负极反应式  充电时的阴极反应式 　　放电时的正极反应式 充电时的阳极反应式 第1讲　描述运动的基本概念 题组四　燃料电池 8.[2024湖北武汉一模]一种微生物燃料电池可将醋酸盐作为燃料转化为对环境友好的产物,其原理如 下图所示。双极膜间的H2O解离为H+和OH-并分别向两极迁移。 下列说法错误的是 ( ) 　B     A.电流从电极b经用电器流向电极a B.电池工作时,双极膜中H+向电极a迁移 C.电极a的反应为CH3COO--8e-+2H2O  2CO2↑+7H+ D.理论上,消耗的醋酸根离子与氧气的物质的量之比为1∶2 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　题图中a极上醋酸盐中的碳元素化合价升高(0→+4),发生氧化反应,电极反应式为CH3COO-- 8e-+2H2O  2CO2↑+7H+,则电极a为电池的负极,电极b为正极,电流从正极b经用电器流向负极a,A、C 正确;电池内部阳离子向正极迁移,则双极膜中H+向电极b迁移,B错误;根据负极反应式可知,消耗1 mol CH3COO-,电路中转移8 mol电子,再由正极区总反应O2+4e-+4H+  2H2O可知,消耗1 mol O2电路中转移 4 mol电子,则理论上,消耗醋酸根离子与氧气的物质的量之比为1∶2,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 9.[2026江苏苏州联考]某乙烯燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.放电时,电子由电极b经外电路流向电极a B.电极a的电极反应式为CH2  CH2-2e-+H2O(g)   CH3CHO+2H+ 　B     C.当有0.2 mol H+通过质子交换膜时,电极b表面理论上消耗O2的体积为1.12 L D.电池的正极反应式为O2+4e-+2H2O  4OH- 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　　该燃料电池中电极b通入O2为正极,电极a通入乙烯为负极　 ,乙烯失电子发生 氧化反应生成CH3CHO,电极反应式为CH2  CH2-2e-+H2O(g)  CH3CHO+2H+,放电时,电子由 电极a经外电路流向电极b,A错误、B正确;未说明是否处于标准状况,消耗氧气的体积无法计算, C错误;电解质溶液为H2SO4溶液,显酸性,正极的电极反应式为O2+4e-+4H+  2H2O,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 10.[2026河南青桐鸣大联考]固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存 在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的全固态化学发电装置,其工作原理如图所 示。下列说法正确的是( )   A.固体氧化物电解质中的箭头表示O2-的移动方向 B.N极的电极反应式为O2+4e-+2H2O  4OH- C.产物X中一定含有H2O D.该燃料电池的能量转化形式:化学能→热能→电能 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,该燃料电池中N极通入O2为正极,M极通入燃料为负极,固体氧化物电解质中的O2- 向负极M极移动,则箭头方向表示O2-移动方向,A正确;N极为正极,电极反应式为O2+4e-  2O2-,B错误; 燃料可能为H2、CO、CH4等,若燃料为CO,产物X为CO2,不含H2O,C错误;燃料电池直接将化学能转化为 电能,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 能力提升练 第二单元　化学能与电能的转化 第2课时　化学电源 第1讲　描述运动的基本概念 1.我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池,该电池模型如图所示,充电时, Mn2+生成MnO2沉积在石墨毡上。下列说法错误的是 ( )   A.放电时,石墨毡作正极 B.放电时,H+从右侧区移到左侧区 C.充电时,阴极发生反应MB+2H++2e- H2MB D.充电时,若转移0.2 mol电子,石墨毡质量增加8.7 g 题组一　二次电池 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　根据题意可知,放电时,MnO2在石墨毡上发生得电子的还原反应生成Mn2+,则石墨毡作正极,活 性炭作负极,H+应从负极区通过质子交换膜移到正极区,即从左侧区移到右侧区,A正确、B错误;充电 时,活性炭作阴极,电极反应式为MB+2H++2e- H2MB,石墨毡作阳极,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O   MnO2+4H+,当电路中转移0.2 mol电子时,石墨毡增加质量为m(MnO2)=0.2 mol× ×87 g/mol= 8.7 g,C、D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2025河南部分学校联考]金属硫电池具有低成本和高能量密度的特点,是当前主选储能设备之一。 下列有关叙述错误的是     ( )   已知:2K+3S  K2S3 A.该电池工作时在有机电解液中的K+可以通过隔膜 B.放电时,电路中通过2 mol e-时,负极减重78 g C.充电时,可能存在硫化物转化: → → →K2S3 D.充电时,阳极区可能发生的反应有4K2S3-2e-  3 +8K+ 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,放电时,金属K作负极,电极反应式为K-e-  K+,有机电解液中的K+通过隔膜移向 正极,A正确;电路中通过2 mol e-时,负极减重2 mol×39 g/mol=78 g,B正确;充电时,阳极区硫化物失电子, S元素化合价升高,可能存在硫化物转化:K2S3→ → → ,可能发生的反应有4K2S3-2e-  3 +8K+, C错误、D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.以Sn-Cu-C复合电极材料(锂单质镶嵌其中)为电极的一种锂离子电池,容量高、循环性能好,总反应为 Li1-xNiaCobMncO2+yCu+LixSn  LiNiaCobMncO2+SnCuy,其工作原理如图所示。下列说法正确的是  ( )       B     A.电解质溶液可选用Li2SO4溶液 B.放电时M极的反应为yCu+LixSn-xe-  SnCuy+xLi+ C.充电时N极的电极反应为Li1-xNiaCobMncO2+xLi++xe-   LiNiaCobMncO2 D.放电时,当转移0.1 mol电子时,N电极增重1.4 g 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　Li易与水反应,因此电解质溶液不能选用Li2SO4溶液,A错误;根据其工作原理分析可知,放电时, M电极为负极,电极反应式为yCu+LixSn-xe-  SnCuy+xLi+,B正确;根据总反应方程式可知,充电时N极 的电极反应式为LiNiaCobMncO2-xe-  Li1-xNiaCobMncO2+xLi+,C错误;放电时,当转移0.1 mol电子时,则有 0.1 mol Li+转移到N电极,则N电极增重0.1 mol×7 g·mol-1=0.7 g,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026河北唐山月考]《科学》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法,原理如图所 示。下列说法正确的是 ( )   A.X膜为阳离子交换膜 B.a极为正极,发生还原反应 C.该装置可实现化学能与电能间的完全转化 D.当外电路通过2 mol e-时,消耗22.4 L O2 题组二　带“膜”电池 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　通入H2的a极发生氧化反应,是原电池的负极,其电极反应式为H2-2e-  2H+,H+通过X膜进入 多孔固体电解质中,通入O2的b极发生还原反应,是原电池的正极,电极反应式为O2+2e-   , 通过 Y膜进入多孔固体电解质中,与H+反应生成H2O2,电池总反应方程式为H2+O2  H2O2。由上述分析可 知,X膜是阳离子交换膜,A项正确;a极发生氧化反应,是原电池的负极,B项错误;原电池不可能实现化学 能与电能间的完全转化,还有一部分化学能转化为其他形式的能量,如热能,C项错误;当外电路流过2 mol e-时,根据b极的电极反应式可知需要消耗1 mol O2,但　本题中未指明气体所处状况,不能确定O2体 积　 ,D项错误。 第1讲　描述运动的基本概念 5.一种新型酸碱混合锌铁液流电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是 ( )   A.离子交换膜X为阳离子交换膜 B.放电时,每转移1 mol电子,中间腔室内的溶液中将增加1 mol NaCl C.充电时,每转移2 mol电子,参与反应的铁元素质量为112 g D.充电时,③区溶液的酸性减弱 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,放电时,a极作负极,电极反应式为Zn-2e-+4OH-  ［Zn(OH)4］2-,同时可判断① 区电解质溶液呈碱性;b极作正极,电极反应式为Fe3++e- Fe2+。在原电池中,阳离子向正极方向移动, 阴离子向负极方向移动,为防止①、③区移入其他杂质离子,则放电时,①区Na+应通过交换膜X移入② 区,③区Cl-应通过交换膜Y移入②区,即离子交换膜X为阳离子交换膜,A正确;放电时,每转移1 mol电子, 有1 mol Na+从①区移入②区,有1 mol Cl-从③区移入②区,即中间腔室内的溶液中将增加1 mol NaCl,B 正确;充电时,b极作阳极,电极反应式为Fe2+-e-  Fe3+,每转移2 mol电子,参与反应的铁元素质量为 2 mol×56 g·mol-1=112 g,C正确;根据充电时b极的电极反应式可知,充电时,Cl-从②区移入③区,③区 c(H+)不会减小,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2026江苏苏州西交大苏州附中月考]碱酸混合锌—硝酸根离子电池具有电压高、放电功率大等优 点,其工作原理如图所示,工作时,H2O在双极膜(允许H+和OH-穿梭)界内解离成H+和OH-。下列说法正确 的是 ( )   　C     A.放电时,双极膜内的OH-会移向b室 B.每转移0.2 mol电子,负极质量减少13 g C.放电时,总反应为6OH-+7H2O+N +4Zn  4［Zn(OH)4］2-+N  D.放电一段时间后,a室溶液pH会增大 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,放电时,锌电极作负极,电极反应式为Zn-2e-+4OH-  ［Zn(OH)4］2-,阴离子移向 负极,则双极膜解离出的OH-移向a室,A错误;每转移0.2 mol电子,负极质量减少0.1 mol×65 g·mol-1=6.5 g, B错误;放电时,石墨电极(正极)的电极反应式为N +8e-+10H+  N +3H2O,则放电时,总反应式为 6OH-+7H2O+N +4Zn  4［Zn(OH)4］2-+N ,C正确;由A项分析可知,a室每消耗4 mol OH-的同时有 2 mol OH-进入a室,则放电一段时间后,OH-浓度会下降,pH会减小,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2026江苏淮安期末]Zn-NO电池系统同时具有合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示。下列 说法中不正确的是 ( )   题组三　新型电池 A.电池工作过程中,负极区溶液pH减小 B.电池的总反应式为5Zn+2NO+3H2O  5ZnO+2NH3 C.Zn/ZnO电极反应为Zn-2e-+2OH-  ZnO+H2O D.当电路中转移5 mol电子时,理论上可获得34 g NH3 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　Zn/ZnO电极作负极,Zn失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-+2OH-  ZnO+H2O,双极膜 中OH-向负极移动,补充消耗的OH-,但有H2O生成,溶液体积变大,pH变小,A、C正确;负极Zn转化为ZnO, 正极NO转化为NH3,可得电池的总反应式为5Zn+2NO+3H2O  5ZnO+2NH3,B正确;根据电池的总反 应式,可知当电路中转移5 mol电子时,理论上可获得1 mol NH3,质量为17 g,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026山东泰安一中月考]新型H2O2液态电池的工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列有关说 法错误的是 ( )   A.a电极为负极,发生氧化反应 B.放电时,负极区溶液pH减小 C.正极电极反应式为H2O2-2e-+2OH-  2H2O+O2↑ D.若用此电池为铅蓄电池充电,b电极连接PbO2电极 　C     第1讲　描述运动的基本概念 A a电极有气体c(O2)放出,H2 → 发生氧化反应,a电极为负极,正确 B 放电时,负极反应式为H2O2-2e-+2OH-  2H2O+O2↑,负极区消耗OH-,溶液pH减小,正确 C b电极是正极,正极H2O2得电子生成H2O,正极电极反应式为H2O2+2e-+2H+  2H2O,错误 D a电极是负极,b电极是正极,若用此电池为铅蓄电池充电,PbO2电极(铅蓄电池的正极),应连接正极(b电极),正确 解析 第1讲　描述运动的基本概念 创新题型 创新点　从产生电子和空穴(h+)角度考查燃料电池 9.[2026河北邢台卓越联盟联考]氨燃料电池是当前推动绿氨能源化应用的重要研究方向和热点。一种 通过光hν-Ni:TiO2催化合成绿氨联合氨燃料电池的装置如图,在光照作用下光催化剂被激发产生电子 (e-)和空穴(h+)。下列说法错误的是 ( )   A.X极电势低于Y极电势 B.光催化剂表面发生反应:2H2O+4h+  4H++O2↑ C.X极的电极反应式是2NH3+6OH--6e-  N2+6H2O D.每产生5.6 L(标准状况)NH3,光催化装置生成1.5 mol h+ 　D     第1讲　描述运动的基本概念 N2在光催化剂表面转化为NH3,将其通入进口Ⅰ,在X电极转化为N2,电极反应式为2NH3+6OH--6e-  N2+6H2O,电极X为负极;H2O在催化剂表面转化为O2通入进口Ⅱ,Y极的电极反应式为O2+2H2O+4e-  4OH-,电极Y为正极,则X极电势低于Y极电势,A、C正确。光催化剂表面H2O转化为O2,发生反应2H2O+4h+  4H++O2↑,B正确。N2在光催化剂表面生成1 mol NH3转移3 mol e-,则每产生标准状况下5.6 L(即0.25 mol)NH3,转移电子0.75 mol,光催化装置生成0.75 mol h+,D错误。 解析       第1讲　描述运动的基本概念 $