2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学电源

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学电源，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学电源
一、单选题
1．（2023春·江苏盐城·高三校联考阶段练习）以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是

A．该电池工作时能量由化学能转化为电能
B．A极为电池正极，发生氧化反应
C．负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D．该电池的总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O
2．（2023春·安徽亳州·高三亳州二中校考期中）氢氧燃料电池的能量转化率较高，且产物是H2O，无污染，是一种具有应用前景的绿色电源。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是

A．通入氢气的电极发生还原反应
B．外电路中每有0.4mol电子发生转移，该实验中就会有6.72L的气体被消耗
C．碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
D．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
3．（2023秋·广东广州·高三广州市白云中学校考期末）某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2为固体电解质传递H+，基本结构如图，下列说法不正确的是
  
A．b电极是正极，发生还原反应
B．b电极发生的反应是
C．电池总反应为：
D．每转移0.2mol电子，消耗2.24L的H2
4．（2023春·广东江门·高三江门市第一中学校考阶段练习）如图为甲烷燃料电池示燱图。其电池反应方程式为：，下列说法正确的是
  
A．a作正极
B．b电极上，发生氧化反应
C．电池工作时，电子由a电极经过电解质溶液移向b电极
D．正极的电极反应为：
5．（2023春·四川成都·高三校联考期中）高电压水系锌－有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是

A．放电时，Cl-通过阴膜向正极区迁移
B．放电时，负极区溶液的pH减小
C．充电时，Zn与外接直流电源负极相连
D．充电时，阳极电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+
6．（2023秋·浙江宁波·高三统考期末）2020年中科院研究所报道了一种高压可充电碱-酸混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(如下图)，该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法不正确的是

A．充电时，d极发生氧化反应
B．离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．放电时a极的电极反应为：
D．放电时，每转移2mol电子，中间溶液中溶质减少1mol
7．（2023秋·河南驻马店·高三统考期末）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是

A．燃料电池总反应和燃料燃烧方程式不相同
B．正极的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+
C．质子通过交换膜从正极区移向负极区
D．葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池
8．（2023秋·云南大理·高三统考期末）LiPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。如图为其工作示意图，薄膜只允许通过，放电时移动方向如图中所示，电池反应为。下列有关说法正确的是

A．极电极电势高于极
B．LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化
C．放电时极发生的反应为
D．导电介质可以是溶液
9．（2023春·江西九江·高三德安县第一中学校考期中）一种新型燃料电池，以铂为电极插入溶液中，分别向两极通入甲烷和氧气。两电极反应分别为：；，有关此电池的推断不正确的是
  
A．a电极为负极
B．参加反应的与的质量比为
C．放电一段时间后，的物质的量浓度将下降
D．电子由a电极经外电路向b电极移动，再经电解质溶液回到a电极
10．（2023春·四川·高三遂宁中学校考期中）某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。

下列有关说法错误的是
A．Mg电极为负极，Pt1为阳极
B．乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应
C．碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2+4e-=S+2O2-
D．Pt2电极可能产生H2，周围pH增大
11．（2023春·湖南长沙·高三雅礼中学校考期中）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．该微生物燃料电池，负极为b
B．为保证该电池的供电速度，应在较高温度下工作
C．当电路中有0.5mol电子发生转移，则有1mol的通过质子交换膜
D．该电池正极电极反应式为
12．（2023春·江西赣州·高三校考期中）某课题组用单原子锚定在氮掺杂的碳纳米片上的催化剂构建二次锌-空气电池，其放电原理如图所示：

下列叙述错误的是
A．放电时，空气扩散层有利于得电子
B．当锌箔消耗时，有通过阴离子交换膜移向锌箔
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．放电时，锌箔电极电势低，充电时，锌箔电极电势高
13．（2022·浙江·模拟预测）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保的结合，原理如图所示。下列说法正确的是

A．该电池放电时质子从电极b移向电极a
B．电极b附近发生的电极反应为
C．电极a附近发生的电极反应为
D．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为2：1

二、多选题
14．（2023春·安徽合肥·高三安徽省庐江汤池中学校联考期中）某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是
  
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．每转移0.1 mol电子，消耗标准状况下1.12 L的
C．b极上的电极反应式为
D．由a极通过固体酸电解质传递到b极

三、非选择题
15．（2022春·辽宁大连·高三大连市第二十三中学校联考期中）随着国家大力发展清洁能源产业的要求，新能源产业规模迅速壮大。试完成下列问题。
(1)现在电瓶车所用电池一般为铅酸蓄电池，如图所示：
  
这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为。则电池放电时，B电极的质量将___________(填“增加”“减小”或“不变”)，溶液的pH会___________(填“增大”或“减小”)，写出正极反应式：___________。
(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
  
①该电池工作时，甲醇燃料应从___________口通入；
②该电池负极的电极反应式___________；
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成时，有___________mol电子转移。
(3)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质，溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。
  
①电池的负极电极反应式为___________；
②组装该电池必须在无水、无氧条件下进行，其原因是___________。
16．（2021秋·湖南娄底·高三校考阶段练习）回答下列问题
(1)时，的电离平衡常数为：，的电离平衡常数为：；则：
①写出的电离方程式：_______
②时，的溶液的电离度约为_______。
③往溶液中滴加足量溶液的离子反应方程式为：_______
(2)①某课外活动小组为了探究的溶解度，分别将足量加入下列物质中：
a.水                           b.的溶液
c.的溶液   d.的溶液中
溶解后形成的溶液中，的浓度由大到小的顺序为_______(填字母)。
A．       B．      C．      D．
②已知时，，此时，溶液b中加入后，为_______。
(3)新型高效的乙烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。请写出乙烷燃料电池的负极反应式：_______。
17．（2022秋·黑龙江佳木斯·高三建三江分局第一中学校考期中）燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。
(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

①A为生物燃料电池的_______(填“正”或“负”)极。
②负极的电极反应式为_______。
③放电过程中，H＋由_______极区向_______极区迁移(填“正”或“负”)。
④在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_______。
(2)已知CH4、CH3OH、CH3OCH3都是较好的燃料，都可以作为燃料电池的燃料。
作为电池燃料，CH4、CH3OH、CH3OCH3比能量最高的是_______(电池的比能量就是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小)。
18．（2022秋·广东惠州·高三校考期中）I、氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过 30%。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。

(1)图中 X、Y 分别是_______(填化学式)，比较大小(填“>”、“a>d>c，答案选B；
②中=mol/L=5.510-10mol/L；
（3）新型高效的乙烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为溶液，乙烷燃料电池的负极上乙烷失电子在碱性条件下反应生成碳酸根离子，电极反应式为：。
17．(1) 正 C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+ 负 正 22.4 L
(2)CH4

【分析】燃料电池通入氧气的电极为正极，负极为葡萄糖失去电子，阳离子在原电池中由正极移向负极，就此分析。
【详解】（1）①由图可知 A 为燃料电池的正极，电极反应为O2+4H++4e-=2H2O；② B 为燃料电池的负极，电极反应为 C6H12O6+6 H2O -24e-=6CO2↑+24H+；③放电过程中， H+由负极区向正极区移动；④葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6+6 O2=6CO2↑+6 H2O即1 mol O2~1 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下 CO 气体22.4 L；
（2）CH4、CH3OH、CH3OCH3中碳原子的化合价分别为-4，-2，-2，根据比能量的定义，每克CH4、CH3OH、CH3OCH3所释放的电能分别为： 比能量为：；比能量为：； 。故甲烷的比能量最大，本题答案为：CH4。
18．(1) Cl2、H2 a%