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23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·全国·高三专题练习）以硝酸盐为离子导体的电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是

A．镍电极上发生还原反应
B．是该过程中的中间产物
C．固体电解质能起到隔绝空气的作用
D．M的电极反应为
3．（2023·河北秦皇岛·统考三模）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示(已知在溶液中，以存在)。关于电池放电时，下列叙述错误的是
  
A．MnO2为电池的正极
B．Ⅱ、Ⅲ区间的隔膜为阳离子交换膜
C．Zn电极反应：
D．当Ⅱ区质量增加17.4g时，电路中转移0.1mol电子
4．（2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考三模）下列实验能达到实验目的的是
A
B
C
D




制作简单的燃料电池
证明苯环使羟基活化
制备并收集
检验溴乙烷中含有溴元素

A．A B．B C．C D．D
5．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中）下图是铅葍电池的模拟装置图，铅蓄电池是典型的二次电池，其总反应式为：，下列说法正确的是
  
A．放电时，闭合断开，正极反应是：
B．充电时，闭合断开，铅蓄电池正极接外电源负极，电极反应式为：
C．闭合断开，放电过程中，向电极移动，溶液的不断增大
D．放电时，闭合断开，当外电路上有电子通过时，溶液中消耗的物质的量为
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春·重庆九龙坡·高三重庆市育才中学校考期中）盐酸羟胺主要用作还原剂和定影剂，是一种易溶于水的盐。以、、盐酸为原料通过电化学方法一步制备盐酸羟胺的装置示意图如下。下列说法错误的是

A．盐酸羟胺在水溶液中的电离方程式为：
B．正极的电极反应为：
C．该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜
D．电池工作时，每消耗，右室溶液质量增加
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·湖北·高三校联考期中）氢燃料电池车是北京冬奥会期间的交通服务用车，酸性氢燃料电池的构造如图所示。其电池反应方程式为：，下列说法不正确的是

A．多孔金属b作正极
B．正极的电极反应为：
C．电池工作时，电解质溶液可以是稀硫酸
D．多孔金属a上，发生氧化反应
10．（2023·河北邯郸·统考二模）液流电池储能寿命长、安全性高，是大规模高效储能首选技术之一、全钒液流电池、铁铬液流电池是使用规模较大的两种液流电池，它们的装置如图所示。已知铁铬液流电池中甲池电解质溶液为、乙池电解质溶液为；氧化性：。下列说法错误的是

A．铁铬液流电池充电时，a电极与电源正极相连，b电极与电源负极相连
B．铁铬液流电池放电时，乙池的电极反应式为
C．全钒液流电池中，A、B、C、D分别为、、、
D．放电时，电路中通过电子，理论上，有个由乙池经质子交换膜移向甲池
11．（2023·全国·高三专题练习）利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是

A．a极反应：CH4—8e—＋4O2—=CO2＋2H2O
B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜
C．阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且NaOH浓度增大
D．a极上通入标况下2.24L甲烷，阳极室Ca2+减少0.2mol
12．（2023·安徽宣城·统考二模）甲酸燃料电池工作原理如下图所示，已知该半透膜只允许K+通过。下列有关说法错误的是

A．物质A是H2SO4
B．K+经过半透膜自a极向b极迁移
C．a极电极半反应为：HCOO-+2e-+2OH-=+H2O
D．Fe3+可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用

二、多选题
13．（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
14．（2023春·河南南阳·高三南阳中学校考阶段练习）NO2、O2和熔融KNO3可作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是

A．放电时，NO向石墨Ⅱ电极迁移
B．电池总反应式为4NO2+O2=2N2O5
C．石墨Ⅱ附近发生的反应为2N2O5+O2+4e-=4NO
D．当外电路通过4mole-，负极上共产生2molN2O5

三、非选择题
15．（2023·全国·高三专题练习）完成下列小题
(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：

正极为___________(填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为由___________到___________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：___________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。

①a是直流电源的___________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为___________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理___________。
(3)结合下图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)。

①a极为___________。
②d极反应式为___________。
(4)VB2-空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2-空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5，VB2极发生的电极反应为___________。

16．（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___________。
17．（2023春·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期中）能源与人类的生存和发展息息相关，化学反应在人类利用能源的历史过程中充当重要的角色。回答下列问题：
(1)科学家最近研制出利用太阳能产生激光，使海水分解。太阳光分解海水时，水分解断裂的化学键是___________(填“离子键”或“共价键”)。
(2)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。若断开1mol氢气中的化学键消耗的能量为，断开1mol氧气中的化学键消耗的能量为，形成1mol水中的化学键释放的能量为，则下列关系正确的是___________(填字母)。
A． B． C． D．
(3)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________(填字母)。
A． B．
C． D．
(4)如图为某燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。回答下列问题：
  
若该燃料电池为氢氧燃料电池。
①a极通入的物质为___________(填物质名称)，电解质溶液中的OH-移向___________(“负”或“正”)。
②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式：___________。
18．（2023秋·吉林长春·高三统考期末）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。

请回答下列问题：
(1)甲池为_______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”))，通入电极的电极反应式为_______。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池中发生的总反应的化学方程式为_______。
(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗的体积为_______(标准状况下)。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的将_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；丙中溶液的将_______。

参考答案：
1．B
【分析】甲烷燃料电池中甲烷发生氧化反应，故B极为负极，A为正极，据此分析。
【详解】A．电池工作时化学能转化为电能，故A正确；
B．A电极通入氧气，化合价降低，发生还原反应，故B错误；
C．B电极通入甲烷，甲烷失去电子和阳离子结合生成二氧化碳和水，其反应式为CH4+4O2−-8e-=CO2+2H2O，故C正确；
D．甲烷燃料电池是化学能转化为电能，不是化学能变为热能，该电池的总反应：CH4+2O2 =CO2+2H2O，故D正确。
故答案为B。
2．D
【分析】活泼性强的金属在原电池中做负极，钠的金属性强于镍，则钠做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成钠离子，镍电极为原电池的正极，氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠。
【详解】A．由分析可知，镍电极为原电池的正极，氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠，故A正确；
B．由分析可知，镍电极为原电池的正极，氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠，则氧化钠为该过程中的中间产物，故B正确；
C．液态钠和空气中的氧气和水蒸气会发生反应，所以电池工作时需要隔绝空气，固体电解质能起到隔绝空气的作用，故C正确；
D．由分析可知，M电极发生的反应为氧气在正极上发生还原反应最终生成过氧化钠，电极反应式为2Na++O2+2e—=Na2O2，故D错误；
故选D。
3．D
【详解】A．此装置为原电池，电极做正极，发生得到电子的还原反应，电极反应为，A正确；
B．负极区(III区)剩余，通过隔膜迁移到II区，因此它们之间的隔膜为阳离子交换膜，B正确；
C．为负极，发生氧化反应，电极反应为，C正确；
D．正极区过量，通过隔膜迁移到II区，故II区中溶液的浓度增大，当II区增加时，电路中转移电子，现增加，则转移电子，D错误。
答案选D。
4．A
【详解】A．先闭合K1，断开K2，接通电源，此时为电解池装置，电解硫酸钠溶液实质是电解水，则左侧石墨电极为阳极产生氧气，右侧石墨电极作阴极产生氢气；电解一段时间后，再闭合K2，断开K1，即形成一个简单的氢氧燃料电池，故A符合题意；
B．苯与饱和溴水不反应，而苯酚与饱和溴水反应，说明羟基使苯环活化，故B不符合题意；
C．二氧化氮能和水反应，不能用排水法收集，故C不符合题意；
D．直接加硝酸银溶液会导致硝酸银与氢氧化钠溶液反应生成褐色的氧化银沉淀，无法观察到淡黄色的AgBr沉淀，则检验溴乙烷中含有溴元素时，需将反应后的溶液酸化后再加入硝酸银溶液，故D不符合题意；
答案选A。
5．D
【分析】铅蓄电池放电时根据原电池工作原理分析，充电时根据电解原理进行判断电极及电极反应，如放电时Pb为负极、二氧化铅为正极，据此进行解答。
【详解】A．放电时，闭合断开，二氧化铅为正极，正极反应是：，故A错误；
B．充电时，闭合断开，铅蓄电池正极接外电源正极，电极反应式为：，故B错误；
C．闭合断开，放电过程中，Pb为负极、二氧化铅为正极，原电池中阳离子向正极移动，向A电极移动，溶液中氢离子浓度减小，溶液的不断增大，故C错误；
D．放电时，闭合断开，由总方程式：可知，每转移2mol电子，消耗2mol，当外电路上有电子通过时，溶液中消耗的物质的量为，故D正确；
故选D。
6．D
【分析】由图可知，放电时，a极为负极，电极反应式为，d极为正极，电极反应式为PbO2＋2e−＋SO＋4H＋＝PbSO4＋2H2O，充电时，a极为阴极，d极为阳极，据此作答。
【详解】A．充电时，d极为阳极，发生氧化反应，故A正确；
B．放电时，负极区氢氧根离子被消耗，钾离子透过b膜向右迁移，故b膜为阳离子交换膜，正极区氢离子消耗量大于硫酸根离子，硫酸根离子透过c膜向左迁移，故c膜为阴离子交换膜，故B正确；
C．放电时，a极为负极，电极反应式为，故C正确；
D．放电时，每转移2mol电子，中间K2SO4溶液中溶质增加1mol，故D错误；
故答案选D。
【点睛】本题考查可充电电池，题目难度中等，能依据图像和题目信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
7．D
【分析】根据以、、盐酸为原料通过电化学方法制备盐酸羟胺，NO2被还原为，则含Rh催化电极为正极，Pt电极为负极，负极上H2失电子产生H+；
【详解】A．根据图中信息可知，NO2被还原为，故盐酸羟胺在水溶液中的电离方程式为：，选项A正确；
B．正极上NO2被还原为，电极反应为：，选项B正确；
C．根据电极反应，左边氢气失去电子变为氢离子，右边NO2变为需要不断消耗氢离子，因此该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜，氢离子从左边不断移动到右边，选项C正确；
D．根据电极反应为：，电池工作时，每消耗，右室溶液质量增加4.6g-0.6g+0.1g=4.1g(消耗0.6molH+，向右移动0.1molH+)，选项D错误；
答案选D。
8．C
【分析】放电时由Li+移动方向可知，a极为负极，电极反应式为LixSi-xe-=xLi++Si，b极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，放电时a极为负极，b极为正极，则a极电极电势低于b极，A错误；
B．LiPON薄膜在充放电过程中仅仅起到传导Li+的作用，并未参与电极反应，故其质量不发生变化，B错误；
C．根据分析，b极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，C正确；
D．由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故导电介质c中不能有水，则不可为Li2SO4溶液，D错误；
故选C。
9．B
【详解】A．通入氧气的一极为正极，A正确；
B．溶液为酸性环境，故正极的电极反应式为　，B错误；
C．从图看，电解质为酸性溶液，故可以是稀硫酸，C正确；
D．氢气的一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应，D正确；
故选B。
10．C
【分析】在铁铬液流电池中，因为氧化性：，放电时，甲池为正极反应为：，乙池为负极，发生反应为：，所以充电时，甲池接电源的正极，为阳极，乙接电源的负极，为阴极；若换成全钒液流电池，放电时，甲池为正极，，为，乙池负极，反应为：，为。
【详解】A．在铁铬液流电池中，因为氧化性：，放电时，甲池为正极反应为：，乙池为负极，发生反应为：，所以充电时，甲池中a接电源的正极，为阳极，乙池中b接电源的负极，为阴极，A正确；
B．根据以上分析，放电时乙池为负极，发生反应为：，B正确；
C．若换成全钒液流电池，放电时，甲池为正极，，为，乙池负极，反应为：，为，所以A、B、C、D分别为、、、，C错误；
D．放电时，a为正极，b为负极，阳离子向正极移动，所以向甲池移动，若电路中通过电子，理论上，有个由乙池经质子交换膜移向甲池，D正确；
故选C。
11．D
【分析】由图可知，左侧装置为甲烷燃料电池，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e—＋4O2—=CO2＋2H2O，通入氧气的b极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+4e—=2O2—；右侧装置为电解池，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室，与a极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，在产品室得到磷酸二氢钙溶液。
【详解】A．由分析可知，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e—＋4O2—=CO2＋2H2O，故A正确；
B．由分析可知，电解时，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室、钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室、磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，则A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，故B正确；
C．由分析可知，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与a极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，故C正确；
D．由得失电子数目守恒可知，阳极室消耗氯离子的物质的量为×8=0.8mol，由电荷守恒可知，进入产品室的钙离子物质的量为0.8mol×=0.4mol，则阳极室减少钙离子物质的量为0.4mol，故D错误；
故选D。
12．C
【分析】由图可知电池左边a为燃料HCOOH是负极，发生氧化反应；右边b为O2是正极，发生还原反应。
【详解】A．铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A正确，不符合题意；
B．阳离子K+由负极流向正极，B正确，不符合题意；
C．a极电极发生氧化反应，半反应为：HCOO-+2OH-=+H2O+2e-，C错误，符合题意；
D．Fe3+与Fe2+可以进行循环，可看作是该反应的催化剂，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
13．BD
【分析】由图可知，a极为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+，b极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，据此作答。
【详解】A．电子通过外电路从a极(负极)流向b极(正极)，A错误；
B．由电极反应式为H2-2e-=2H+可知，每转移0.1 mol电子，消耗标准状况下H2的体积为：=1.12 L，B正确；
C．b极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，C错误；
D．H+由a极(负极)通过固体酸电解质传递到b极(正极)，D正确；
故答案为：BD。
14．BC
【详解】A．NO是阴离子，放电时，应移向电源负极，而石墨Ⅱ电极通入氧气，为电源正极，故A错误；
B．石墨Ⅰ电极通入NO2，为负极，NO2失电子，化合价升高，结合电解质溶液，则负极电极反应式为4NO2- 4e-+ 4NO= 4N2O5，石墨Ⅱ电极通入氧气，为正极，则正极电极反应式为O2+4e+ 2N2O5=4 NO，则总反应式为4NO2+O2=2N2O5，故B正确；
C．石墨Ⅱ电极为正极，其电极反应式为O2+4e+ 2N2O5=4 NO，故C正确；
D．由负极电极反应式可知，当外电路通过4mole-，负极上共产生4molN2O5，故D错误；
答案BC。
15．(1) B电极 A B
(2) 负
(3) 负
(4)

【详解】（1）氧气得到电子发生还原反应为正极，故B电极为正极、A电极为负极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，；原电池中阳离子向正极迁移，故H+移动方向为由A到B；
（2）①由图可知，左侧亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，为阴极区，则与其相连的a是直流电源的负极、b为正极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间为酸性，阴极区亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，电极反应为。
③NO和发生氧化还原反应生成氮气和亚硫酸氢根离子，氮元素化合价由+2变为0、硫元素化合价由+3变为+4，结合电子守恒可知，反应为；
（3）图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)，根据题意可知，d极氯离子失去电子反应氧化反应生成次氯酸：，次氯酸将氨氮氧化而除去，d极为阳极，c为阴极，与阴极相连的a为负极；
①由分析可知，a极为负极。
②由分析可知，d极反应式为；
（4）由图可知，空气通入的a极为正极，氧气得到电子发生还原反应，则VB2极为负极，VB2失去电子在碱性条件下发生氧化反应生成B2O3、V2O5，反应为。
16．(1) 增加 增大 PbO2+2e-+ SO+4H+=PbSO4+2H2O
(2) b CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 1.2
(3) Li-e-=Li+ 负极材料为Li，可与水反应

【详解】（1）放电时，负极上铅失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，电极由Pb变为PbO2，质量增加，根据总反应可知，该反应消耗硫酸，则氢离子浓度减小，pH增大；正极的反应式为：PbO2+2e-+ SO+4H+=PbSO4+2H2O；；
（2）①由氢离子移动方向知，右侧电极为燃料电池的正极，左侧电极为负极，则b口通入甲醇；
②由氢离子移动方向知，左侧电极为负极，在水的作用下，甲醇在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；
③负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，由电极反应式可知，6.4g甲醇完全反应生成二氧化碳时，转移电子的个数为×6=1.2mol；
（3）Li为负极，被氧化，电极方程式为Li-e-=Li+；
因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂；
17．(1)共价键
(2)C
(3)A
(4) 氢气 负

【详解】（1）水是共价化合物，分子中只存在共价键，则水分解时断裂的化学键是共价键，故答案为：共价键；
（2）氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热，即反应过程断裂化学键消耗的能量小于形成化学键释放的能量，若断开氢气中的化学键消耗的能量为，断开氧气中的化学键消耗的能量为，形成水中的化学键释放的能量为，则有，故答案为：C；
（3）根据原电池的形成条件可知，必须是自发进行的氧化还原反应才可能从理论上将其设计为原电池；
A．是一个自发进行的氧化还原反应，可以设计为原电池，A符合题意；
B．是一个自发进行的非氧化还原反应，不可以设计成原电池，B不合题意；
C．是一个非自发进行的氧化还原反应，不可以设计为原电池，C不合题意；    
D．是一个自发进行的非氧化还原反应，不可以设计成原电池，D不合题意；
故选A；
（4）①由电子流向可知，a极为负极，通入的物质为氢气，氢气失去电子发生氧化反应；原电池中阴离子向正极迁移，故电解质溶液中的OH-移向负极。
②氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，负极的电极反应式。
18．(1) 原电池
(2) 阳极
(3)280
(4) 减小 增大

【分析】由题干图示信息可知，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；乙池为电解池，石墨电极A为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag；丙池为电解池，电极C为阳极，电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，电极D为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。
【详解】（1）①由分析可知，甲池为原电池；
②通入CH3OH 电极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O；
（2）①由分析可知，乙池A(石墨)电极的名称为阳极；
②电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，则乙池中总反应式为：；
（3）由分析可知，当乙池中B极质量增加 5.40g ，即析出5.40g的Ag时，n(Ag)==0.05mol，则电路中转移的电子的物质的量为0.05mol，故甲池中理论上消耗 O2的体积为=0.28L=280mL；
（4）①若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，则溶液的 pH 将减小；
②若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，即用惰性电极电解NaCl溶液，丙中D极即阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极的产物为NaOH、H2，由于生成了NaOH，则溶液的 pH 将增大。