高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 專(zhuān)題課時(shí)4 新型化學(xué)電源課件 新人教版.ppt

《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 專(zhuān)題課時(shí)4 新型化學(xué)電源課件 新人教版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 專(zhuān)題課時(shí)4 新型化學(xué)電源課件 新人教版.ppt（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專(zhuān)題課時(shí)4新型化學(xué)電源,新型化學(xué)電源是高考中每年必考的知識(shí)點(diǎn)，隨著全球能源逐漸枯竭，研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫，因此，化學(xué)中的新型電源，成為科學(xué)家研究的重點(diǎn)方向之一，也成了高考的高頻考點(diǎn)。高考中的新型化學(xué)電源，有“氫鎳電池”、“高鐵電池”、“鋅錳堿性電池”、“海洋電池”、“燃料電池”、“鋰離子電池”、“銀鋅電池”、“紐扣電池”等，一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)高等特點(diǎn)。由于該類(lèi)試題題材廣、信息新、陌生度大，因此許多考生感覺(jué)難度大。雖然該類(lèi)試題題材新穎，但應(yīng)用的解題原理還是原電池的知識(shí)，只要細(xì)心分析，實(shí)際上得分相對(duì)比較容易。,[題型說(shuō)明],微題型一新型燃料電池的分析與判斷,【示例1】(2015江蘇化學(xué)，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(),[題型示例],答案D,【方法指導(dǎo)】理順書(shū)寫(xiě)燃料電池電極反應(yīng)式的三大步驟1.先寫(xiě)出燃料電池總反應(yīng)式雖然可燃性物質(zhì)與氧氣在不同的燃料電池中電極反應(yīng)不同，但其總反應(yīng)方程式一般都是可燃物在氧氣中的燃燒反應(yīng)方程式。由于涉及電解質(zhì)溶液，所以燃燒產(chǎn)物還可能要與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，然后再寫(xiě)出燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的方程式相加，從而得到總反應(yīng)方程式。,3.最后寫(xiě)出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式由于原電池是將氧化還原反應(yīng)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在兩極(負(fù)、正兩極)上發(fā)生，故燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式＝燃料電池總反應(yīng)式－燃料電池正極的電極反應(yīng)式。在利用此法寫(xiě)出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式時(shí)一要注意消去總反應(yīng)和正極反應(yīng)中的O2，二要注意兩極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移相同。,1.(2015西安八校聯(lián)考)甲醇燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車(chē)的最佳候選動(dòng)力源，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(),[題型精練],A.通氧氣的一極為負(fù)極B.H＋從正極區(qū)通過(guò)交換膜移向負(fù)極區(qū)C.通甲醇的一極的電極反應(yīng)式為CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋D.甲醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極解析通氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H＋從負(fù)極區(qū)通過(guò)交換膜移向正極區(qū)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通甲醇的一極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，C項(xiàng)正確；甲醇在負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C,解析A項(xiàng)沒(méi)有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，錯(cuò)誤；質(zhì)子應(yīng)由負(fù)極移向正極，B錯(cuò)誤；正極的電極反應(yīng)式為2O2＋8H＋＋8e－===4H2O，D錯(cuò)誤。答案C,3.氨氣是一種富氫燃料，可以直接用于燃料電池，下圖是供氨水式燃料電池工作原理：,(1)氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)溶液。(2)空氣在進(jìn)入電池裝置前需要通過(guò)過(guò)濾器除去的氣體是____________________________________________________。,(3)氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見(jiàn)的無(wú)毒氣體和水，該電池的電極總反應(yīng)是________________，正極的電極反應(yīng)式是___________________________________________。解析氨氣為堿性氣體，會(huì)與CO2反應(yīng)，由此可回答(1)(2)問(wèn)。由信息和所含元素可知無(wú)毒氣體是氮?dú)?，在燃料電池中，燃料為?fù)極，氧氣為正極，根據(jù)堿性環(huán)境可知，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。答案(1)堿性(2)CO2(3)4NH3＋3O2===2N2＋6H2O3O2＋12e－＋6H2O===12OH－(或O2＋4e－＋2H2O===4OH－),【題型模板】,微題型二可充電電池,[題型示例],思維提示A項(xiàng)，在原電池內(nèi)部，陽(yáng)離子應(yīng)移向正極；二次電池充電過(guò)程為電解的過(guò)程，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，比能量是指這種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，當(dāng)二者質(zhì)量相同時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不相等，即比能量不同；D項(xiàng)，左邊裝置已經(jīng)是放完電的電池，應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電。答案B,【方法歸納】可充電電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)技巧書(shū)寫(xiě)可充電電池電極反應(yīng)式時(shí)，一般都是先書(shū)寫(xiě)放電的電極反應(yīng)式。書(shū)寫(xiě)放電時(shí)的電極反應(yīng)式時(shí)，一般要遵守三個(gè)步驟：第一，先標(biāo)出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，找出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)；第二，寫(xiě)出一個(gè)比較簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式(書(shū)寫(xiě)時(shí)一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng))；第三，在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去寫(xiě)出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過(guò)程相反，充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)為放電時(shí)的正極反應(yīng)的逆過(guò)程，充電時(shí)的陰極反應(yīng)為放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)的逆過(guò)程。根據(jù)正確書(shū)寫(xiě)的電極反應(yīng)式，可順利判斷各電極周?chē)芤簆H的變化。,1.(2015昆明二模)利用碳納米管能夠吸附氫氣，設(shè)計(jì)一種新型二次電池，其裝置如圖所示。關(guān)于該電池的敘述不正確的是(),[題型精練],A.電池放電時(shí)K＋移向正極B.電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－===2H2OC.電池充電時(shí)鎳電極上NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2D.電池充電時(shí)碳納米管電極與電源的負(fù)極相連,解析本題考查二次電池的反應(yīng)原理，意在考查考生對(duì)原電池原理和電解原理的理解和綜合應(yīng)用能力。原電池放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；該電池中H2在負(fù)極上失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，因電解質(zhì)溶液為堿性溶液，故OH－參與反應(yīng)，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，正極(鎳電極)上發(fā)生化合價(jià)降低的還原反應(yīng)，即由NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，充電時(shí)正好相反，由Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，該新型二次電池在外加電流的作用下，碳納米管電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故碳納米管電極作陰極，與電源負(fù)極相連，D項(xiàng)正確。答案C,解析充電時(shí)是電解池，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時(shí)是原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為：Li－e－===Li＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；沒(méi)有給出氣體所處的狀態(tài)，無(wú)法計(jì)算出SO2的體積，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,A,3.(選做)(2015寧波十校聯(lián)考)水系鋰電池具有安全、環(huán)保和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。以釩酸鈉(NaV3O8)為正極材料的電極反應(yīng)式為NaV3O8＋xLi＋＋xe－===NaLixV3O8，該電池示意圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(),A.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li－e－===Li＋B.充電過(guò)程中Li＋從陽(yáng)極向陰極遷移C.充電過(guò)程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為NaLixV3O8－xe－===NaV3O8＋xLi＋，NaLixV3O8中釩的化合價(jià)發(fā)生變化D.該電池可以用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液解析放電時(shí)是原電池，電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；充電時(shí)是電解池，充電過(guò)程中陽(yáng)離子從陽(yáng)極向陰極遷移，B正確；充電過(guò)程中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；鋰能與水反應(yīng)，該電池不能用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液，D錯(cuò)誤。答案D,【思維模型】,微題型三其他新型、高效環(huán)保電池,【示例3】(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(),[題型示例],A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O思維提示由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；氧氣在正極反應(yīng)，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過(guò)，則正極反應(yīng)為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒(méi)有CO2生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負(fù)極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項(xiàng)正確；總反應(yīng)為：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項(xiàng)正確。答案A,1.熱電池是一種可長(zhǎng)期儲(chǔ)備電能的電池，高氯酸鉀廣泛用于熱電池。鐵和高氯酸鉀反應(yīng)提供的能量使鹽熔化導(dǎo)電，從而激活電池。鐵和高氯酸鉀的熱電池反應(yīng)為KClO4(s)＋4Fe(s)===KCl(s)＋4FeO(s)ΔH。下列說(shuō)法正確的是(),[題型精練],A.ΔH＜0且參與反應(yīng)的高氯酸鉀越多，其值越小B.在該熱電池中，鐵為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)C.正極反應(yīng)式為KClO4(s)＋8e－===KCl(s)＋4O2－(l)D.生成1molFeO時(shí)轉(zhuǎn)移8mol電子,解析該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH＜0，對(duì)于一個(gè)固定的化學(xué)反應(yīng)方程式，其ΔH與反應(yīng)物的多少無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵元素的化合價(jià)升高，在反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；KClO4中氯元素化合價(jià)降低，在正極發(fā)生還原反應(yīng)，故正極反應(yīng)式為KClO4(s)＋8e－===KCl(s)＋4O2－(l)，C項(xiàng)正確；鐵元素的化合價(jià)由0價(jià)升高到＋2價(jià)，故生成1molFeO時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C,2.(2015太原模擬)鋅溴液流電池是一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置(如圖所示)，電解液為溴化鋅水溶液，其在電解質(zhì)儲(chǔ)罐和電池間不斷循環(huán)。下列說(shuō)法不正確的是(),A.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋B.充電時(shí)電極a連接電源的負(fù)極C.陽(yáng)離子交換膜可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反應(yīng)D.放電時(shí)左側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中的離子總濃度增大,解析本題考查了電化學(xué)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力和分析判斷能力。由題知電解液為溴化鋅水溶液，結(jié)合電解裝置圖分析可知充電時(shí)左側(cè)電極上發(fā)生氧化反應(yīng)：2Br－－2e－===Br2，則左側(cè)電極為陽(yáng)極，充電時(shí)電極a連接電源的正極；充電時(shí)右側(cè)電極上發(fā)生還原反應(yīng)：Zn2＋＋2e－===Zn，則右側(cè)電極為陰極，充電時(shí)電極b連接電源的負(fù)極，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。該電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為充電時(shí)陰極反應(yīng)的逆反應(yīng)，即Zn－2e－===Zn2＋，A選項(xiàng)正確。陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反應(yīng)，C選項(xiàng)正確。,該電池放電時(shí)正極反應(yīng)為充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的逆反應(yīng)，即為Br2＋2e－===2Br－，放電時(shí)作原電池，原電池陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，且該裝置使用了陽(yáng)離子交換膜，其只允許陽(yáng)離子通過(guò)，即左側(cè)電極上生成了Br－，同時(shí)Zn2＋不斷移向左側(cè)電極區(qū)，所以放電時(shí)左側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中的離子總濃度增大，D選項(xiàng)正確。答案B,【思維模型】電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)與判斷的三個(gè)步驟步驟一：負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極上，溶液中陽(yáng)離子(或氧化性強(qiáng)的離子)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)則正好相反；步驟二：兩電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒，符合正極反應(yīng)加負(fù)極反應(yīng)等于電池反應(yīng)的原則；步驟三：注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，若反應(yīng)，一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并。,