高中高中化学一轮复习化学反应与能量-新型化学电源讲义

1、新型化学电源 考点一燃料电池1.新型燃料电池的分析模板2.燃料电池电极反应式的书写要求电极材料一般不参与化学反应,只作电池反应催化转化元件。正、负两极的电极反应式在得失电子守恒的前提下相加,所得总电池反应必然是燃料燃烧反应或燃烧产物与电解质溶液反应的叠加,如甲烷燃料电池。书写电极反应式时的三个技巧原则(1)共存原则:物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同,电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+参加反应;当电解质溶液呈酸性时,不可能有OH-参加反应。(2)得氧失氧原则:得氧时,在反应物中加H2O(电解质为酸性时)或OH-(电解质为碱性或中性时);失氧时,在

2、反应物中加H2O(电解质为碱性或中性时)或H+(电解质为酸性时)。(3)中性吸氧反应成碱原则:在中性电解质溶液中,通过正极吸氧所建立起来的原电池反应,其最后产物是碱。典例 (2023全国卷)最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示,其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e-CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S

3、CO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性对点精练 (2023浙江选考)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(C)A.右边吸附层中发生了还原反应B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-2H2OC.电池的总反应是2H2+O22H2OD.电解质溶液中Na+向右移动,向左移动考点二可充电电池1.可充电电池的解题模板2.可充电电池问题的解答方法(1)可充电电池有放电和充电两个过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。(2)充电电池的充、放电时的电极反应为阴极和负极反应

4、相反,阳极和正极反应相反,并将电子移项即可。(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断放电阳离子正极,阴离子负极充电阳离子阴极,阴离子阳极技巧:阳离子发生还原反应的电极,与电流闭合回路一致阴离子发生氧化反应的电极,与电子闭合回路一致3.突破二次电池的四个角度典例 (2023全国卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是()A.放电时,向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为3CO2+4e-2+CD.充电时,正极反应为Na+e-Na对点精练1 (2023山西二模)某锂电池工作原理如图所示,已知电池的总反应为4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2。下列说法错误的是(C)A.金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料B.该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行C.放电时,外电路通过4 mol e-时电池产生22.4 L气体D.充电时,阳极反应式为4Cl-+S+SO2-4e-2SOCl2对点精练2 (2023全国卷)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是(D)A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电