2025备考高三化学一轮复习义三 原电池原理及应用.docx

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2025届高三化学一轮专题复习讲义（09）

专题三基本理论

3-2原电池原理及应用（1课时）

【复习目标】

1．了解原电池及常见化学电源的工作原理。

2．通过生活中实例，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

【重点突破】

1．原电池的工作原理。

2．常见化学电源在实际生产和生活中的应用。

【真题再现】

例题1．（2023·江苏高考）下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是

A．H2具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料

B．氨极易溶于水，液氨可用作制冷剂

C．H2O分子之间形成氢键，H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高

D．N2H4中的N原子与H+形成配位键，N2H4具有还原性

解析：A项，燃料电池负极物质失电子，具有还原性，故A正确；B项，制冷剂是因为氨气易液化，气化时需要吸热，B错误；C项，热稳定性是化学性质范畴，与化学键有关与氢键无关，氢键只是影响物质的物理性质，C错误；D项，N2H4是共价分子，构成微粒是原子，原子间通过形成共用电子对，D错误。

答案：A

例题2．（2022·江苏高考）周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热（890.3kJ·mol-1），是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和SiFeq\o\al(2－,6))；1885年德国化学家将硫化锗（GeS2）与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是

A.SiO2与HF溶液反应：SiO2+6HF===2H++SiFeq\o\al(2－,6)+2H2O

B.高温下H2还原GeS2：GeS2+H2===Ge+2H2S

C.铅蓄电池放电时的正极反应：Pb-2e-+SOeq\o\al(2－,4)===PbSO4

D.甲烷的燃烧：CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)△H=890.3kJ·mol-1

解析：A项，由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸H2SiF6和水，反应的离子方程式为SiO2+6HF===2H++SiFeq\o\al(2－,6)+2H2O，正确；B项，硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为GeS2eq\o(======,\s\up7(H2),\s\do7(高温))Ge+2S，故B错误；C项，铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应PbO2+2e-+SOeq\o\al(2－,4)+4H+===PbSO4+2H2O，错误；D项，由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1，错误。

答案：A。

例题3．（2022·全国高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)eq\o\al(2－,4)存在]。电池放电时，下列叙述错误的是

A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移

B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移

C．MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O

D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH)+Mn2++2H2O

解析：A项，根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，错误；B项，根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，B正确；C项，MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；D项，电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)+Mn2++2H2O，正确。

答案：A

例题4．（2022·全国统考高考真题）Li—O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li—O2电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子(eeq\o\al(－))和空穴(heq\o\al(+))，驱动阴极反应（Li++eeq\o\al(－)===Li）和阳极反应（Li2O2+2heq\o\al(+)===2Li++O2）对电池进行充电。下列叙述错误的是

A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li+O2

B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D．放电时，正极发生反应2Li++O2+2eeq\o\al(－)===Li2O2

解析：A项，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进