专题一 新型化学电源
2024届高三化学高考备考一轮复习：新型化学电源的分类突破课件
C．该燃料电池的总反应为
2HCOOH
＋
＋
2OH
－
===2HCO
－
3
＋
2H2O D．右侧每消耗 11.2 L O2(标准状况)，左侧有 1 mol K＋通过半透膜移
向右侧
D
2．由相同金属电极及其不同浓度的盐溶液组成的电池，称浓差电 池，电子由溶液浓度较小的一极经外电路流向浓度较大的一极。如 图所示装置中，X电极与Y电极初始质量相等。进行实验时，先闭 合K2，断开K1，一段时间后，再断开K2，闭合K1，即可形成浓差 电池，电流表指针偏转。下列不正确的是( )
①a 极为负极：MV＋－e－===MV2＋，H2＋2MV2＋==酶===2H＋＋2MV＋， ②b 极为正极：MV2＋＋e－===MV＋，N2＋6H＋＋6MV＋==酶===2NH3 ＋6MV2＋。 (1)协同电池反应是以具有“电子传递”功能的物质为媒质(催化剂)， 对反应基质进行间接氧化或还原，从而得到目的产物的反应。
A．β-Al2O3作用为隔膜，只允许阳离子通过 B．放电过程中，B极的电极反应式：xS＋2e－＋2Na＋===Na2Sx C．线路Ⅰ是充电过程中粒子移动的方向 D．充电过程中，外电路中流过0.01 mol 电子，负极材料增重0.23 g
3．我国某研究团队研究PTO和PTO-2H之间的可逆转化；二氧化 锰在石墨毡上可逆的沉积和溶解，储存、释放电解液中的水合氢离 子；设计出能在－70 ℃工作的电池，该电池放电时的总反应为 PTO-2H＋MnO2＋2H3O＋===PTO＋Mn2＋＋4H2O。下列说法错误 的是( )
①a 极：Ag－e－===Ag＋(负极)；b 极：Ag＋＋e－===Ag(正极)。 ②NO－ 3 通过交换膜移向 a 极。
高中化学高考精品备课教案：新型电源
化学反应与能量变化新型电源（含答案）课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。
3.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
4.学生必做实验：制作简单的燃料电池新型电源2023全国乙，T12；2022广东，T16；2022湖南，T8；2022全国甲，T10；2022全国乙，T12；2021河北，T9、T16；2021年6月浙江，T22；2021湖南，T10；2021辽宁，T10；2021福建，T9；2020天津，T11；2020上海，T2；2020全国Ⅰ，T12；2019天津，T6；2019全国Ⅰ，T12证据推理与模型认知：能分析识别复杂的实际电池；能利用电化学原理创造性地解决实际问题命题分析预测1.近年高考常结合电池科技前沿，如能量密度高的液流电池、安全性能高的石墨烯锂电池、燃料电池（微生物燃料电池、有机物燃料电池等）、金属－空气电池等考查原电池的工作原理及其应用、二次电池的充放电过程及相关计算等。
2.2025年高考要关注：（1）新型有机物燃料电池。
有机物与电化学结合既体现模块知识的综合性，又考查考生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
（2）航空航天领域、电动车领域的新型电池考点新型电源1.Li 、Na 、K 、Mg 、Al 、Zn 电池 名称装置图工作原理锂电池负极反应：[1] Li －e－Li ＋①正极反应物为S 8，产物为Li 2S 4、Li 2S 2，正极反应：[2] S 8＋4e －＋4Li＋2Li 2S 4、S 8＋8e －＋8Li＋4Li 2S 2 ；②正极反应物为CO 2，产物为C ＋Li 2CO 3，正极反应：[3] 3CO 2＋4e －＋4Li＋2Li 2CO 3＋C ；③正极反应物为O 2，产物为Li 2O 、Li 2O 2，正极反应：[4] O 2＋4e －＋4Li＋2Li 2O 、O 2＋2e －＋2Li＋Li 2O 2钠电池负极反应：[5] Na －e－Na ＋正极反应物为S x ，产物为Na 2S x ，正极反应：[6] S x ＋2e －＋2Na＋Na 2S x钾电池负极反应：[7] K －e－K ＋正极反应物为O 2，产物为KO 2，正极反应：[8] O 2＋e －＋K＋KO 2镁电池负极反应：[9] Mg －2e －＋2OH －Mg （OH ）2正极反应：[10] 2CO 2＋2e－C 2O 42－铝电池负极反应：[11] Al －3e －＋4OH －[Al （OH ）4]－（或Al－3e－Al 3＋）离子导体为盐溶液（中性），正极反应物为S ，产物为H 2S ，正极反应：[12] 3S ＋6e －＋2Al 3＋＋6H 2O3H 2S↑＋2Al （OH ）3锌电池 负极反应：[13] Zn －2e －＋4OH－[Zn （OH ）4]2－正极反应物为CO 2，产物为CH 3COOH ，正极反应：[14] 2CO 2＋8e －＋8H＋CH 3COOH ＋2H 2O2.锂离子电池 名称装置图工作原理负极反应：[15] Li x C 6－x e －x Li ＋＋6C、LiC6－e－Li＋＋6C锂离子电池 正极反应：[16] Li 1－x CoO 2＋x e －＋x Li＋LiCoO 2、Li 1－x NiO 2＋x e－＋x Li＋LiNiO 2、Li 1－x MnO 2＋x e －＋x Li＋LiMnO 2、Li 1－x FePO 4＋x e －＋x Li＋LiFePO 4、Li 1－x Mn 2O 4＋x e －＋x Li ＋LiMn 2O 43.燃料电池 名称装置图工作原理燃料 电池负极反应：[17] CO －2e －＋4OH －C O 32－＋2H 2O 、CH 4－8e －＋10OH－C O 32－＋7H 2O 、CH 3OH －6e －＋8OH－C O 32－＋6H 2O 、CH 3OCH 3－12e －＋16OH－2C O 32－＋11H 2O 、C 6H 12O 6－24e －＋36OH －6C O 32－＋24H 2O 、NH 2NH 2－4e －＋4OH－N 2↑＋4H 2O正极反应：[18] O 2＋4e －＋2H 2O4OH －微生物电池负极反应：[19] CH 3COOH －8e －＋2H 2O2CO 2↑＋8H ＋、C 6H 12O 6－24e －＋6H 2O6CO 2↑＋24H ＋正极反应：[20] O 2＋4e －＋4H＋2H 2O注意 燃料电池负极反应式书写的难点是有机物化合价的分析，可以用“化合物中元素化合价代数和为零”法，来分析碳元素的化合价，且只需要分析发生化合价变化的碳原子。
新型化学电源的原理和应用
新型化学电源的原理和应用1. 引言新型化学电源是一种基于化学反应产生电能的装置。
它采用了先进的化学技术，具有高能量密度、高电压、长寿命和环保等特点。
本文将介绍新型化学电源的基本原理和主要应用领域。
2. 原理2.1 化学反应原理新型化学电源的核心是化学反应，通过化学反应来产生电能。
常见的化学反应原理有以下几种： - 钠-硫电池（Na-S电池）：利用硫的氧化还原反应，在正极和负极之间产生电子流动。
- 锂离子电池：利用锂离子在正负极之间的迁移产生电能。
- 燃料电池：利用氢气或其它燃料与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能。
2.2 电化学原理在新型化学电池中，电化学反应是实现化学反应转化为电能的关键。
电化学原理包括： - 电解质的选择：合适的电解质能提供离子传输的通道，促进化学反应的进行。
- 电极反应：正极和负极上的反应产生电荷，形成电压差。
- 离子传输：离子在电解质中的迁移，使得正负极之间形成电流。
3. 应用3.1 电动车新型化学电源在电动车领域的应用被广泛探索和采用。
主要优点包括： - 高能量密度：相比传统的铅酸电池，新型化学电源的能量密度更高，使得电动车续航里程大幅提升。
- 快速充电：新型化学电源的快速充电特性，缩短了电动车的充电时间。
- 长寿命：新型化学电源寿命长，降低了电动车的维护和更换电池的成本。
3.2 可穿戴设备随着智能可穿戴设备的普及，新型化学电源在该领域的应用也越来越广泛。
它的优势包括： - 小型轻便：新型化学电源较传统电池更加轻薄，适用于小型的可穿戴设备。
- 长续航时间：可穿戴设备需要长时间的使用，新型化学电源的长续航时间满足了这一需求。
- 安全性能：新型化学电源的安全性能较高，避免了可穿戴设备因电池问题引起的安全隐患。
3.3 太阳能储能系统太阳能储能系统是将太阳能转化为电能并储存起来，以供日间或夜间使用。
新型化学电源在太阳能储能系统中的应用表现出以下特点： - 高效能转化：新型化学电源能够高效地将太阳能转化为电能，并储存在电池中。
高三化学一轮复习 化学反应与能量变化之新型电源
钠电
池
2S x ，正极反应：[6] S x ＋
2e－＋2Na＋
Na2S x
名称
装置图
工作原理
－
K－e
负极反应：[7]
钾电
池
K＋
正极反应物为O2，产物为KO2，正极反应：[8]
K＋
O2＋e－＋
KO2
镁电
池
负极反应：[9]
正极反应：[10]
Mg－2e－＋2OH－
素的化合价为－2。
1. 手机、电脑的锂电池是一次电池还是二次电池？
二次电池
2. 相同质量的物质失去电子数越多，其能量密度越大，则Li、Na、Mg、Al的能量密
度由大到小的顺序为
Li＞Al＞Mg＞Na
。
3. 已知锂电池的正极反应物和产物，写出其正极反应。
－＋3Li＋
Bi＋3e
(1)正极反应物为Bi，产物为Li3Bi，则正极反应为
Mg(OH)2
2CO2＋2e－
C2 O2−
4
名称
装置图
工作原理
Al－3e－＋4OH－
负极反应：[11]
3e－
铝电
池
[Al(OH)4]－(或Al－
Al3＋)
离子导体为盐溶液(中性)，正极反应物为S，产物为H2S，
3S＋6e－＋2Al3＋＋6H2O
3H2S↑＋
正极反应：[12]
2Al(OH)3
子
电池
x Li＋＋6C、LiC6－e－
Li1－ x CoO2＋ x e－＋ x Li＋
正极反应：[16]
新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题6化学反应与能量微专题2原电池新型
微专题2 原电池新型化学电源命题角度1 新型化学电源1. (2022·湖南选考)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂—海水电池构造示意图如下。
下列说法错误的是( B )A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂—海水电池属于一次电池【解析】锂—海水电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li－e－===Li＋，N极为正极，电极反应为2H2O ＋2e－===2OH－＋H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，和反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；故选B。
2. (2021·重庆选考)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质。
当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。
下列说法错误的是( B )A．CO2－3迁移方向为界面X→电极bB．电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1C．电极b为负极，发生的电极反应为2CO2－3－4e－===O2↑＋2CO2↑D．电池总反应为Li2CO3===Li2O＋CO2↑【解析】本题考查原电池的工作原理。
原电池中，阴离子向负极移动，则CO2－3由界面X向电极b移动，A项正确；由思路分析可知，转移4 mol电子时，电极a消耗1 mol O2，电极b生成2 mol CO2，物质的量之比为1∶2，B项错误；由思路分析可知，C、D两项正确；故选B。
高中化学第6章 第36讲 新型化学电源---2023年高考化学一轮复习
对点训练
5.锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫 和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li＋) 为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A.该电池比钠—液态多硫电池的比能量高 B.放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a到b C.Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物
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微生物电池
微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。 其基本工作原理是：在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出 电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递， 并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂 (一般为氧气)在正极得到电子被还原与质子结合成水。
D.H＋从乙池移向甲池
根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳
棒是正极，该电极上发生得电子的还原反
应，即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A正确；
在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，I－3
得电子生成
I－，发生的反应为
H2S＋
I
－
3
===3I－＋S↓＋2H＋，B 正确；
根据题图中信息可知该装置将光能转化为
真题演练
123
2.(2021·浙江6月选考，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非
晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流 体起导电作用。下列说法不正确的是
A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连
√B.放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON
第36讲
新型化学电源的高考考点例析
新型化学电源的高考考点例析高考中的新型电池,有“高铁电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“银锌电池”“纽扣电池”等。
这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量高等特点。
取材于这些知识点的试题,由于题材广、信息新、陌生度大,所以大多数考生对这类试题感到难,实际上这些题目主要考查的是学生迁移应用的能力。
试题主要从以下几个角度进行考查：一、新型电池电极的判断以及电极反应式的书写例1：Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列中,正确的是：A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价B.该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+FeC.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+D.充电时,阴极发生的电极反应式为：Li2S+Fe－3e-=2Li++ FeS【解析】A．Li和Al分别是两极材料,化合价应为0；B.应有Li的参加；C.根据给出的正极得电子的反应,原电池的电极材料Li－Al/FeS可以判断放电时(原电池)负极的电极反应式为Li －e-= Li +；D.应是阳极失电子反应。
【答案】B原电池与电解池的教学一定要重视电极反应式书写。
电极反应式书写是原电池和电解池内容或原理的核心。
原电池的教学可以从原电池反应的总反应式,可以自发进行的氧化还原反应,负极反应（因负极就是参加反应的电极）开始。
电解池的教学要从外加电源的正负极,分析阳极开始,最终获得被进行的氧化还原反应。
二、由电极反应进行电解原理的考查例2：图1为一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个点极由有机光敏染料（S）涂覆在纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应为：I3-+2e-=3I-下列关于该电池叙述错误的是：A.电池工作时,是将太阳能转化为电能B.电池工作时,I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电C.电池中镀铂导电玻璃为正极D.电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少【解析】这是个太阳能电池,从装置示意图可看出是个原电池,最终是将光能转化为化学能,A选项正确,从图1可看在外电路中电子由负极流向正极,也即镀铂电极做正极,发生还原反应：I3-+2e-=3I-,所以C正确,B选项错误,应为把上面4个反应加起来可知,化学物质并没有减少, D正确。
高中化学第4讲 新型化学电源及分析(教案)
第4课时 核心价值——新型化学电源及分析(学科育人价值)高考试题中新型化学电源的种类繁多，如“储氢电池”“高铁电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“新型Zn-CO 2水介质电池”等，这些新型化学电源常以选择题形式呈现，侧重考查原电池的工作原理(放电)和电解原理(充电)，涉及电极的判断、电极反应式、电解质溶液中离子的移动等，体现《中国高考评价体系》中对“学习掌握”“实践探索”等学科素养的要求，依据物质及其变化的信息建构原电池模型和电解池模型，建立解决复杂化学问题的思维框架，渗透化学学科育人价值。
新型化学电源试题取材新颖，大多与最新科研成果相联系，体现化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会发展的重大贡献，彰显化学学科的社会价值。
1．分析新型化学电源中正、负极材料新型化学电池⎩⎪⎨⎪⎧负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价降低的物质发生还原反应的物质2．根据化学电源装置书写电极和电池反应式(1)先分析题目给定的图示位置，确定原电池正、负极上的反应物质。
(2)电极反应式的书写①负极：一般为活泼金属失去电子生成阳离子，也可以是H 2、CH 4等；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应。
如铅蓄电池，负极反应为Pb ＋SO 2－4 －2e －===PbSO 4。
②正极：阳离子得到电子或O 2得到电子，若反应物是O 2，则有以下规律：电解质溶液呈碱性或中性：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －；电解质溶液呈酸性：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O 。
(3)正、负电极反应相加得电池总反应3．结合电池总反应式，书写电极反应式(1)逐步分析法(类似于氧化还原反应方程式的书写)(2)易写电极反应式突破法根据总反应方程式和电解质特点，写出较易写的电极反应式，然后用总反应方程式减去该电池反应式可得另一极的电极反应式。
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专题一新型化学电源
知识梳理
1．常见考查方向
①电极的判断，②电子或电流的流向，③溶液中离子的流向，④电极的反应类型，⑤pH的变化，⑥电子的转移数目，⑦电极反应式的书写。
2．正负极的判断
(1)根据装置图判断：①电子流向或电流流向，②电解质溶液中离子流向，③加入或生成物质的化合价变化。
(2)根据总方程式判断：根据化合价变化，化合价升高的为负极，化合价降低的为正极。
3．电极反应式的书写
(1)放电时电极反应式的书写
写出电极反应中化合价变化的物质，然后利用氧化还原反应的配平方法，写出电极反应式。
(2)充电时的电极反应，利用放电时电极反应的逆方向书写。
归纳总计
(1)若有质子交换膜，则电解质溶液为酸性。
(2)水溶液中不能出现O2－，O2－＋4H＋===2H2O(酸性)，O2－＋H2O===2OH－(碱性)。
(3)考虑产物与溶液中的离子是否共存。
(4)熔融碳酸盐燃料(CO、C x H y或C x H y O z)电池工作时，负极燃料失电子与CO2－3结合生成CO2，正极O2得电子生成的O2－与CO2反应生成CO2－3。
强化训练
1．用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示，下列说法正确的是()
A．充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
B．放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．放电时，OH－移向镍电极
D．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连
答案B。