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专题05 化学反应与能量
题型一 化学反应的热效应
题型二 原电池
题型三 电解池
题型四 新型电池
题型一 化学反应的热效应
1．（2024 届高考·河南·高三一模）如图1、图2 分别表示
和
分解时的能量变化情况(单位：
kJ)。下列说法错误的是
A．CO 的燃烧热
B．
C．O=O 的键能为
D．无法求得
的反应热
【答案】D
【详解】A．由图2 可知
，A 正确；
B．由图1 可得①
，由图2 可得②
，根据盖斯定律①＋②得，
，B 正
确；
C．由图1 或图2 均可得出O=O 的键能为
，C 正确；
D．
，D 错误；
1
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故选D。
2．（2024 届高考·陕西商洛·高三一模）氢能是清洁能源之一，工业制取氢气涉及的重要反应之一是：
已知：①
②
③
下列叙述正确的是
A．
的燃烧热为
B．
C．12gC(s)不完全燃烧全部生成CO(g)时放出热量为221kJ
D．
平衡常数表达式为
【答案】B
【详解】A．氢气燃烧热指定的产物为液态水，热化学方程式
中生成的为气态水，不能根据此热化学方程式计算
的燃烧热，A 错误；
B．a.
，b.
，c.
，根据盖斯定律，
得
目标反应，
，B 正确；
C．12gC(s)的物质的量为1mol，根据热化学方程式：
，
不完全燃烧生成
时放出的热量为
，C 错误；
D．水蒸气浓度应写入平衡常数表达式，
平衡常数表达式为
，D 错误；
故选B。
3．（2024 届高考·内蒙古赤峰·统考一模）苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。
2
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已知：①断裂化学键所需要的能量(kJ/mol)：
C−H
C−Br
Br−Br(g)
H−Br(g)
413
276
194
366
②
③
下列叙述正确的是
A．该反应为放热反应，ΔH=-55 kJ/mol
B．第一步是该反应的决速步骤
C．该反应的原子利用率约为 88%
D．可用NaOH 溶液除去溴苯中混有的Br2
【答案】D
【详解】A．
(l)+Br2(g)→
(l)+HBr(g)，利用∆H=反应物的总键能-生成物的总键能，则
有∆H=[(413+194)-(276+366)]kJ/mol=-35kJ/mol，Br2(l)=Br2(g) ∆H=+30kJ/mol，两式相加，得出
(l)
+Br2(l)→
(l)+HBr(g) ∆H=-5kJ/mol，该反应为放热反应，故A 错误；
B．正反应活化能越大，反应速率越慢，是决速步骤，根据图像可知，第二步活化能最大，是该反应的决
速步骤，故B 错误；
C．由原子利用率=
，期望产物溴苯的质量为157g，生成物总质量为
157+81=138g，则原子利用率约为
≈66%，故C 错误；
D．溴可与氢氧化钠反应，而溴苯不反应，可用于除杂，故D 正确；
答案为D。
3
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4．（2024 届高考·四川资阳·统考一模）我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术，助力“碳中
和”目标。该催化反应历程如图所示：
已知部分化学键的键能数据如下：
共价键
键能(kJ/mol)
413
497
462
351
348
下列说法不正确的是
A．该催化反应历程中没有非极性键断裂
B．催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变
C．总反应的原子利用率为100%
D．该反应的热化学方程式为：
【答案】B
【详解】A．由图可知，该反应的反应物为二氧化碳和甲烷，生成物为乙酸，则该催化反应历程中存在极
性键的断裂，不存在非极性键断裂，故A 正确；
B．催化剂的使用能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故B 错误；
C．由图可知，总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸，则反应的原子利用率为100%，故
C 正确；
D．由图可知，总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸，反应方程式为
，由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可知，
反应的焓变△H=(497kJ/mol×2+ 413 kJ/mol×4)—(413 kJ/mol×3+ 348 kJ/mol +351 kJ/mol + 462kJ/mol)=—
251kJ/mol，故D 正确；
故选B。
5．（2024 届高考·辽宁沈阳·高三一模）基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基
中，用于催化一氧化碳加
氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“ ”标注，下列说法中错误的是
4
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A．整个反应历程中有极性键的断裂和生成
B．过渡态相对能量：TS55>TS44>TS77
C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程
D．反应决速步的活化能为
【答案】C
【详解】A．由图可知，一氧化碳催化加氢生成甲醇的反应中有极性键的断裂和生成，故A 正确；
B．由图可知，过渡态相对能量的大小顺序为TS55>TS44>TS77，故B 正确；
C．由图可知，吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量，为放热过程，故C 错误；
D．反应的活化能越大，反应速率越慢，反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*+H =H3CO-H 的活
化能最大，反应速率最慢，则反应决速步的活化能为0.35eV—(—0.60eV)=0.95eV，故D 正确；
故选C。
6．（2024 届高考·湖南长沙·高三一模）
分子在FC（氟化石墨烯）表面可能沿下列反应历程进行分
解，即该反应历程为酸根路径：
，其分解的各基元反应能量曲
线如下图所示（TS 表示过渡态），下列说法不正确的是
A．该反应历程的第一步反应为吸热反应
B．该反应历程的控速步骤为
C．
比
稳定
D．随着
分子的不断分解，O 原子在FG 表面的覆盖度升高，对后续的分解反应会产生影响
【答案】B
5
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【详解】A．由于GS1 的能量比GS2 低，第一步反应的△H>0，即该反应是吸热反应，A 正确；
B．该反应历程总共由4 个基元反应构成，其活化能分别为Ea1=1.675 eV，Ea2=2.071 eV，Ea3=1.313 eV，
Ea4=1.369eV，所需活化能越高，其反应速率越低,因此决定总反应速率的步骤为第二步，B 错误；
C．由图可以看出，GS3 的能量比GS2 的能量低，能量越低越稳定，则GS3 更稳定，C 正确；
D．随着HClO4分子的不断分解，O 原子不断积累，使基元反应生成物的量不断增多，平衡向逆反应方向
移动，对后续的分解反应产生影响，D 正确；
故选B。
7．（2024 届高考·辽宁鞍山·统考一模）HA、HB 为两种一元酸，为研究25°C 时反应
的相关性质，查阅此温度下相关数据：△H=+29.1kJ/mol；
△S=+150.0J/(K·mol)，下列说法正确的是
A．由于此过程△H>0，故HB 比HA 内能更低
B．△S 对该反应自发性的影响小于△H
C．相对于B-，A-与质子的结合能力更强
D．体积和物质的量浓度均相同的NaA 和NaB 两溶液中，前者离子总数更多
【答案】C
【详解】A．能量越低越稳定，该反应的焓变大于0，说明反应物总能量小于生成物总能量，但无法判断
HA、HB 能量的相对大小，选项A 错误；
B．该反应中没有气体参加，△S＝0，选项B 错误；
C．强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，由A-(aq)+HB(aq)
HA(aq)+B-(aq)可得，酸性HB＞HA，所以结合质
子能力为B-＜A-，即A-与质子的结合能力更强，选项C 正确；
D．由B 可知，酸性HB＞HA，体积和物质的量浓度均相同的NaA 和NaB 两溶液中分别存在电荷守恒
c(Na+)+c(H+)＝c(OH﹣)+c(A﹣)、c(Na+)+c(H+)＝c(OH﹣)+c(B﹣)，每一种溶液中离子浓度总和是其溶液中所有
阳离子浓度的2 倍，水解程度为A﹣＞B﹣，则两溶液中c(OH﹣)是NaA 溶液大于NaB 溶液，两溶液中c(H+)
是NaA 溶液小于NaB 溶液，两种溶液中c(Na+)相等，两种溶液中[c(Na+)+c(H+)]是NaA 溶液小于NaB 溶液，
所以离子总物质的量是前者小于后者，离子总数是前者小于后者，选项D 错误；
答案选C。
8．（2024 届高考·江苏连云港·统考一模）周期表中ⅡA 族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物性质与
铝相似，
的熔点为
，熔融时
能导电，而
不能导电；
的燃烧热为
，实
验室中常用酸性
测定物品中不溶性
的含量。铍镍合金可用于制造弹簧秤的弹簧，
可
用作隔音材料，
可用作工业废气脱硫剂。下列化学反应表示正确的是
A．
与
溶液反应：
B．镁的燃烧：
C．向
溶液中滴加足量
溶液：
D．用酸性
测定
的含量：
6
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【答案】C
【详解】A．铍的化合物性质与铝相似，
与
溶液反应：
，A 不
符合题意；
B．燃烧热1mol 纯物质燃烧所放出的热量，镁的燃烧：
，
B 不符合题意；
C．向
溶液中滴加足量
溶液：化学方程式为
Mg(HCO3)2+4NaOH=Mg(OH)2↓+2Na2CO3+2H2O，离子反应方程式为：
，C 符合题意；
D．用酸性
测定
的含量，
属于难溶物质不能拆分：
，D 不符合题意；
故选C。
9．（2024 届高考·江苏南通·统考一模）
催化重整可获得合成气
。重整过程中主要反
应的热化学方程式为
反应①
反应②
反应③
反应④
研究发现在密闭容器中
下，
，平衡时各含碳物种的物质的量随温
度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．图中a 表示
B．
的
C．其他条件不变，在
范围，随着温度的升高，平衡时
不断增大
7
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D．当
，其他条件不变时，提高
的值，能减少平衡时积碳量
【答案】D
【详解】A．根据图可知，温度升高，a 的物质的量增大，根据反应①和③可知，温度升高，平衡正向移动，
CH4减小，所以a 一定不是CH4，A 错误；
B．通过反应②＋④得到
，所以
的
ΔH=+131kJ mol
⋅
−1，B 错误；
C．根据
反应为吸热反应，其他条件不变，在500 1000℃
∼
范围，随着温度
的升高，平衡正向移动，n(H2O)不断减小，C 错误；
D．当n 始(CO2)+n 始(CH4)=1mol，其他条件不变时，提高
的值，二氧化碳物质的量增大，甲烷
物质的量减小，平衡③④逆向移动，消耗C，能减少平衡时积碳量，D 正确；
故选D。
10．（2024 届高考·湖南岳阳·高三一模）
催化氧化
制取
的新路径，其反应为：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
一定条件下，向容积为
的容器中通入
和
，若仅考虑上述反应，
平衡转化率和
平衡时
的选择性随温度、压强变化的关系如图所示，
、
代表不同压强下乙烷的平衡转化率。
已知：
的选择性
下列说法不正确的是
A．压强
B．一定温度下，增大
会降低
的平衡转化率
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C．压强为
、温度为T 时，反应达平衡时，混合气体中
D．反应
【答案】C
【分析】根据图像可知，L1和L2是乙烷转化率随温度变化的等压线，结合两个方程式的气体分子数变化可
推断L1和L2的压强大小；根据图像中温度为T 时，L1等压线乙烷转化率为50%，其中乙烯的选择性为
80%，列出两个选择性反应的三段式可进行相关计算。
【详解】A．Ⅰ和Ⅱ反应前后气体分子数都增大，相同温度下，压强增大均有利于Ⅰ和Ⅱ反应的平衡逆移，
乙烷的转化率减小，由图像可知，在任意温度下均为L2对应的乙烷转化率低，因此L2对应的压强更大，故
A 选项正确；
B．一定温度下，
增大 ，可理解为是n(C2H6)在增多，因此C2H6的平衡转化率下降，故B 选项正
确；
C．同一容器内的多平衡体系，相同组分的平衡浓度相同，根据题意和分析，压强为
温度为T 时，Ⅰ和
Ⅱ反应的三段式为：
平衡时混合气体中
，故C 选项错误；
D．总反应
，总方程式=
，
，
故D 选项正确；
故答案选C。
题型二 原电池
1．（2024 届高考·吉林·高三一模）如图，b 为
标准氢电极，可发生还原反应（
）或
氧化反应（
），a、c 分别为
、
电极。实验发现：1 与2 相连a 电极质量减小，
2 与3 相连c 电极质量增大。下列说法正确的是
9
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A．1 与2 相连，盐桥1 中阳离子向b 电极移动
B．2 与3 相连，电池反应为
C．1 与3 相连，a 电极减小的质量等于c 电极增大的质量
D．1 与2、2 与3 相连，b 电极均为
流出极
【答案】B
【分析】1 与2 相连，左侧两池构成原电池，a 电极质量减小，
转化为
，说明a 为正极，b 为负极，
b 极反应为
；2 与3 相连，右侧两池构成原电池，c 电极质量增大，
转化为
，说明c 为
负极，b 为正极，b 极反应为：
，据此分析；
【详解】A．1 与2 相连，a 为正极，b 为负极，盐桥1 中阳离子向a 电极移动，A 错误；
B．2 与3 相连，右侧两池构成原电池，c 电极质量增大，
转化为
，说明c 为负极，b 为正极，生成
氢气，电池反应为
，B 正确；
C．1 与3 相连，由于
更难溶，
转化为
，a 极为正极，
转化为
，a 极质量减小，b 极
为负极，
转化为
，b 极质量增加，a 电极减小的质量小于c 电极增大的质量，C 错误；
D．1 与2 相连，b 为负极，b 电极为
流出极；2 与3 相连，c 为负极，c 电极为
流出极，D 错误；
故选B。
2．（2024 届高考·广东深圳·统考一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所
示。下列说法正确的是
A．硫电极为负极
B．
通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C．硫电极上发生的反应为
D．理论上，每消耗1mol
，同时消耗2 mol
【答案】C
10
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【分析】
该装置为原电池，铜离子得到电子，因此硫电极为正极，电极反应式为
，锂电极为
负极，电极反应式为
，据此作答。
【详解】A．锂在反应中失电子为负极，故A 错误；
B．原电池中阳离子向正极(硫电极)移动，故B 错误；
C．硫电极为正极，电极反应式为
，故C 正确；
D．依据电子守恒可知，每消耗1molS，同时消耗4molLi，故D 错误；
故选：C。
3．（2024 届高考·广东深圳·统考一模）我国科学家研发了一种由废水（含
、
等）提铀并同步产
电的工艺，其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列有关该过程的说法不正确的是
A．电子从
电极经导线流向CCF 电极
B．CCF 电极上发生的反应有：
C．生成（
的反应中，
D．利用电解法再次获得含
溶液，需将附着
、
的电极置于阳极
【答案】C
【分析】由图可知，铁电极为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—
2e—=Fe2+，CCF 电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子、
UO
在正极得到电子发生还原反应生成UO2，电极反应式为
、UO
+2e—
=UO2，放电生成的UO2与过氧化氢反应生成(UO2)O2·H2O，反应的化学方程式为
UO2+2H2O2=(UO2)O2·H2O。
【详解】A．由分析可知，铁电极为原电池的负极，CCF 电极为正极，则电子从Fe 电极经导线流向CCF
电极，故A 正确；
B．由分析可知，CCF 电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧
根离子、UO
在正极得到电子发生还原反应生成UO2，电极反应式为
、UO
+2e—=UO2，故B 正确；
C．由分析可知，生成(UO2)O2·H2O 的化学方程式为UO2+2H2O2=(UO2)O2·H2O，则反应中氧化剂H2O2与还
原剂UO2的物质的量之比为1：1，故C 错误；
11
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D．利用电解法再次获得含
溶液时，与直流电源的正极相连的CCF 电极为阳极，UO2、(UO2)O2·H2O
在阳极失去电子发生氧化反应生成UO
，故D 正确；
故选C。
4．（2024 届高考·山东烟台·统考一模）水系锌锰二次电池放电时存在电极
剥落现象，造成电池容量
衰减。研究发现，加入少量KI 固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图。已知PBS 膜只允许
通过。下列说法错误的是
A．放电时，0.6mol
参加反应，理论上负极减少13g
B．充电时，电路中每通过2mol
，阳极区溶液减少87g
C．放电时的总反应：
D．PBS 膜的优点是能有效抑制电池的自放电
【答案】B
【分析】
Zn 电极为负极，发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，MnO2为正极，发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O，产
生的锰离子和剥落的正极材料发生反应，加入KI 后，发生反应MnO2+3I-+4H+=Mn2++I +2H2O，I +2e-
=3I-，碘离子为催化剂。
【详解】
A．加入KI 后，I-与剥落的MnO2反应生成的I ，发生反应为MnO2+3I-+4H+=Mn2++ I +2H2O、I +2e-=3I-，
如有0.6molI-参加反应，需得到电子0.4mol，理论上负极Zn 减少0.2mol，质量为13g，A 正确；
B．则充电时阳极电极反应式为3I--2e-= I 、Mn2++2H2O-2e-= MnO2+4H+，电路中每通过2mol
，阳极区
溶液减少的质量小于1molMnO2的质量，小于87g，B 错误；
C．Zn 电极为负极，发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，MnO2为正极，发生还原反应MnO2+2e-+4H+ =Mn2+
+2H2O，放电时的总反应为MnO2+Zn+4H+= Zn2++ Mn2++2H2O，C 正确；
D．PBS 膜能够防止脱落的二氧化锰与锌接触构成微电池，减少锌的损耗，能有效抑制电池的自放电，D
正确；
故选B。
5．（2024 届高考·广东佛山·统考一模）按如图装置进行探究实验，关闭K 后，反应开始。下列说法错误
的是
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A．石墨电极A 为正极
B．U 型管中M 代表阳离子交换膜
C．a 中产生白色沉淀，溶液中
减小
D．b 中溶液变为橙黄色，说明非金属性：Cl>Br
【答案】C
【分析】由图可知，U 形管为原电池，A 电极为原电池的正极，酸性条件下高锰酸根离子在正极得到电子
发生还原反应生成锰离子和水，电极B 为负极，氯离子在负极失去电子发生氧化反应生成氯气，氢离子通
过阳离子交换膜M 进入正极区；挥发出的氯化氢使a 处饱和氯化钠溶液氯离子浓度增大，使得氯化钠的溶
解度减小而形成氯化钠固体；氯气与b 处溴化钠溶液反应生成氯化钠和溴，使溶液变为橙黄色；硬质试管
中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氯气，与储存收集氯气安全气球的目的相同，防止污染空气。
【详解】A．由分析可知，A 电极为原电池的正极，故A 正确；
B．由分析可知，氢离子通过阳离子交换膜M 进入正极区，故B 正确；
C．由分析可知，挥发出的氯化氢使a 处饱和氯化钠溶液氯离子浓度增大，使得氯化钠的溶解度减小而形
成氯化钠固体，析出固体所得溶液为氯化钠饱和溶液，溶液中钠离子、氯离子浓度不变，
不
变，故C 错误；
D．b 中溶液变为橙黄色是因为氯气与溴化钠溶液反应生成氯化钠和溴，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可
知，氯气的氧化性强于溴，证明氯元素的非金属性强于溴元素，故D 正确；
故选C。
6．（2024 届高考·河北邯郸·统考一模）储氢合金LaNi5储氢时的化学式为LaNi5H6(设各元素的价态均为
0)。以LaNi5H6(m)和NiO(OH)(n)为电极，KOH 溶液为电解质溶液的二次电池结构如图所示(已知电池工作
之前隔膜两侧电解质溶液的质量相等)。
下列说法正确的是
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A．充电时，n 极发生还原反应
B．充电时，电子流向：n→交换膜→m
C．放电时，m 极的电极反应式为
D．放电时，若转移1 mol
，隔膜左侧电解质溶液的质量减少39 g
【答案】C
【分析】由题干图示信息可知，图中实线代表放电过程，放电时n 极为正极，其反应为6NiOOH+6e-
=6Ni(OH)2+6OH-，m 极为负极，其反应为 LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O，由此可见储氢合金失电子，作
原电池的负极，此电池的总反应为LaNi5H6+6NiOOH=LaNi5+6Ni(OH)2，虚线代表充电过程，充电时阳极即
n 极，其反应为6Ni(OH)2+6OH--6e-=6NiO(OH)+6H2O，阴极即m 极，其反应为LaNi5+6H2O+6e-
=LaNi5H6+6OH-，总反应为LaNi5+6Ni(OH)2=LaNi5H6+6NiO(OH)，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，充电时，n 极为阳极，电极反应为：6Ni(OH)2+6OH--6e-=6NiO(OH)+6H2O，发生
氧化反应，A 错误；
B．电子不能经过电解质溶液，B 错误；
C．由分析可知，放电时，m 极为负极，其电极反应式为LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O，C 正确；
D．由分析可知，放电时左侧为负极室，右侧为正极室，原电池中电解质溶液中的阳离子移向正极，若转
移1 mole-，则有1molK+从左侧移向右侧，即左侧溶液质量减少1mol×39g/mol=39g，但同时根据电极反应
LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O 可知，左侧溶液质量又增加1molH 即增重1g，故隔膜左侧电解质溶液的质
量减少39-1=38 g，D 错误；
故答案为：C。
7．（2024 届高考·广东湛江·统考一模）如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹起、流量侦测与
控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是
A．电子由氧气通入的Pt 电极流出
B．质子(
)通过质子交换膜从负极流向正极
C．每消耗22.4 L
，会产生1 mol 醋酸
D．左侧Pt 电极表面发生的反应：
【答案】B
【分析】
乙醇酸性燃料电池中，乙醇发生失电子的氧化反应生成醋酸，则乙醇所在铂电极为负极，负极反应式为
CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH，O2所在的铂电极为正极、发生得电子的还原反应，电极正极反应式
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为O2+4e-+4H+═2H2O，放电时，电子由负极经过导线流向正极，据此分析解答。
【详解】
A．由图可知，氧气通入的Pt 电极做电池正极，电子流入正极，A 项错误；
B．电池工作时，质子(
)通过质子交换膜从负极流向正极，B 项正确；
C．不是标准状况下，O2的物质的量无法判断，C 项错误；
D．左侧Pt 电极表面发生的反应为
，D 项错误；
故选B。
8．（2024 届高考·甘肃兰州·统考一模）环氧乙烷主要用于生产乙二醇及表面活性剂和乙二醇醚溶剂等，被
广泛应用于日用化学品、医药和农药等领域。电化学合成环氧乙烷的装置示意图如下所示：
已知：
下列说法不正确的是
A．Pt 电极接电源正极
B．Pt 电极区的反应方程式为：
C．制备1mol 环氧乙烷，Ni 电极区产生标准状况下22.4LH2
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
【答案】B
【分析】由题给信息：“
”可知，在Pt 电极，Br-失电子生成
Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt 电极为阳极，Ni 电极为阴极。
【详解】A．由分析可知，Pt 电极为阳极，则Pt 电极接电源正极，A 正确；
B．Pt 电极区，反应方程式为：2Br-- 2e-=Br2，Br2+H2O=HBr+HBrO，CH2=CH2+HBrO
HOCH2-CH2Br，在
碱性溶液中，HOCH2-CH2Br 才转化为
，而阳极区溶液呈酸性，不能发生反应
，B 不正确；
C．Ni 电极为阴极，发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，则制备1mol 环氧乙烷时，中和HBr、将HOCH2-
CH2Br 转化为
，共需2molOH-，所以产生标准状况下22.4LH2，C 正确；
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，让HOCH2-CH2Br、HBr 与OH-发生反应，才可得到环氧乙
烷，D 正确；
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故选B。
9．（2024 届高考·西藏拉萨·统考一模）硅锰电池是一种新型电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的
是
A．Si@C 电极为电池的负极
B．电池工作时，H+向MnO2电极区移动
C．电池放电时，MnO2发生还原反应
D．放电时，当导线上每通过0.2mol 电子，则会生成0.1molSiO2
【答案】D
【分析】由图可知，Si 转化为SiO2，Si 元素化合价升高，失去电子为负极，MnO2转化为Mn2+，Mn 元素化
合价降低，得到电子，为正极，存在质子交换膜，说明是在酸性条件下，则负极反应式为Si-4e-
+2H2O=SiO2+4H+，正极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，以此解题。
【详解】A．根据图示，放电时，Si@C 电极失电子生成SiO2，Si@C 电极是负极，MnO2得电子生成
Mn2+，MnO2是正极，A 项正确；
B．MnO2是正极，电池工作时，阳离子(H+)向正极移动，B 项正确；
C．放电时，正极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，MnO2发生还原反应，C 项正确；
D．放电时负极反应式为Si-4e-+2H2O=SiO2+4H+，导线上每通过0.2mol 电子，则会生成0.05molSiO2，D 项
错误；
故选D。
10．（2024 届高考·四川巴中·统考一模）电化学原理可应用于处理环境污染问题。一种能有效消除氮氧化
物(
)污染物又能充分利用化学能的装置如图。下列说法正确的是
A．电极M 为正极，电极N 上发生氧化反应
B．电子流向：电极M→负载→电极N→溶液→电极M
C．电极N 上的电极反应式为
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D．当生成
(标准状况)
时，反应中转移电子的物质的量为
【答案】C
【分析】根据装置图可知，电极A 通入氨气，氨气被氧化为氮气，则电极M 发生氧化反应，为原电池的负
极，电极方程式为：
，则电极N 为原电池正极，电极反应为：
，电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极；
【详解】A．根据分析可知，M 为电池的负极，发生氧化反应，N 为电池的正极，A 项错误；
B．电子流向为：电极M→负载→电极N，不经过溶液，B 项错误；
C．根据分析可知，电极N 上的电极反应式为：
，C 项正确；
D．当生成15.68L(标准状况)
时，
的物质的量为0.7mol，
中x 未知，则无法确定转移的电子数，
D 项错误；
答案选C。
题型三 电解池
1．（2024 届高考·山西·高三一模）羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，在直流电源的
作用下，利用如图所示装置处理含苯酚废水和含甲醛废水(已知：
在膜a、b 间解离为
和
)。下
列说法错误的是
A．直流电源的电极电势：右端高于左端
B．阳极的电极反应式为：
C．电解质
的作用是可以增强溶液的导电能力
D．每处理9.4g 苯酚，理论上有2.8mol
透过膜b
【答案】D
【分析】
M 电极通入
，发生反应生成自由基
，反应式为：
，M 作阴极，N 为阳极，反
应式为：
，据此作答。
【详解】A．M 作阴极，连接的直流电源左端为负极，N 为阳极，连接的直流电源左端为正极，正极电势
高于负极，即右端高于左端，故A 正确；
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B．根据上述分析可知N 为阳极，反应式为：
，故B 正确；
C．加入电解质
，溶解后自由移动的离子增多，但不影响电极反应，可以增强溶液的导电能力，故
C 正确；
D．苯酚与
反应生成
的反应为
，则每处理9.4g 即0.1mol 苯酚，
苯酚在阴极的装置进行处理，阴离子移向阳极，因此理论上有2.8mol
透过膜a，故D 错误；
故答案选D。
2．（2024 届高考·广东江门·统考一模）高氯酸（
）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（
）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正
确的是
A．b 为电源的正极
B．电极M 处发生氧化反应
C．
从左到右穿过质子交换膜
D．电极N 的电极反应式：
【答案】A
【分析】
图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置，则M 极次氯酸失去电子发生氧化反应得到高氯
酸，M 为阳极、N 为阴极，与之对应的a 为正极、b 为负极；
【详解】
A．由分析可知，b 为电源的负极，A 错误；
B．由分析可知，电极M 处发生氧化反应，B 正确；
C．电解池中阳离子向阴极迁移，故
从左到右穿过质子交换，C 正确；
D．N 为阴极，氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，
，D 正确；
故选A。
3．（2024 届高考·广东江门·统考一模）我国科学家设计了一种
协同转化装置，实现对天然气中
和
的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列
有关说法不正确的是
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A．ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极
B．石墨烯区电极反应：
C．协同转化的总反应式：
D．金属导线上每转移1mol 电子，
和
被去除的总体积约11.2L（标准状况）
【答案】D
【分析】根据示意图可判断该装置为电解池，ZnO＠石墨烯电极为阴极，接光伏电池的负极；石墨烯电极
为阳极，接光伏电池的正极；
【详解】A．由上述分析可知，ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极，故A 正确；
B．根据示意图，石墨烯区电极反应：
，故B 正确；
C．根据图中进入物质、出来物质知，协同转化过程中反应物是H2S、CO2，生成物是S、CO、H2O，电池
反应式为CO2+H2S═CO+H2O+S，故C 正确；
D．根据总反应：
，金属导线上每转移1mol 电子，
和
被去除的总物质的
量为1mol，总体积约22.4L(标准状况)，故D 错误。
答案选D。
4．（2024 届高考·山东泰安·统考一模）利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱。现
以NaCl 溶液模拟海水、采用惰性电极，用如右图所示的装置处理有机废水(以含有机酸
溶液为
例)，在直流电场作用下，双极膜间的水解离成
和
。下列说法正确的是
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A．阳极反应式为：
B．膜a 为阴离子交换膜，膜b 为阳离子交换膜
C．产品室生成的物质为NaOH
D．当阴极产生
气体时，理论上可除去模拟海水中
【答案】A
【分析】
由图知，阳极上
失去电子生成CO2，阴极上氢离子得电子生成氢气，该电解池是利用微生物电
化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱，则氢离子通过双极膜进入产品室，氯离子通过膜b 进入
产品室，则膜b 为阴离子交换膜，产品室生成的物质为盐酸；膜a 为阳离子交换膜，钠离子从此进入阴极，
得到产品氢氧化钠，据此分析作答。
【详解】A．由图知，阳极上
失去电子生成CO2，电极反应式为：
，故A 正确；
B．由分析可知，膜a 为阳离子交换膜，膜b 为阴离子交换膜，故B 错误；
C．氢离子通过双极膜进入产品室，氯离子通过膜b 进入产品室，产品室生成的物质为盐酸，故C 错误；
D．未说明
气体所处的温度和压强，无法计算其物质的量，故D 错误；
故选A。
5．（2024 届高考·山东临沂·统考一模）电解法制备Cu2O 的装置如图所示，已知生成Cu2O 的反应为
Cu2Cl2+2OH—=Cu2O+H2O+2Cl—，下列说法错误的是
A．铂电极连接电源的负极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．铜电极反应为2Cu—2e—+2Cl—=Cu2Cl2
D．制备7.2gCu2O，阴极区溶液质量减少0.1g
【答案】D
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【分析】由题意可知，铜电极为电解池的阳极，氯离子作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成
Cu2Cl2，铂电极为阴极，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，放电生成的氢氧根
离子通过阴离子交换膜进入阳极区。
【详解】A．由分析可知，铂电极为连接电源负极的阴极，故A 正确；
B．由分析可知，电解池工作时，氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，故B 正确；
C．由分析可知，铜电极为电解池的阳极，氯离子作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成Cu2Cl2，
电极反应式为2Cu—2e—+2Cl—=Cu2Cl2，故C 正确；
D．据分析，结合得失电子数目守恒可知，电解制备得到7.2g 氧化亚铜时，阴极区溶液减少水的质量为
×18g/mol=1.8g，故D 错误；
故选D。
6．（2024 届高考·广东佛山·统考一模）如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的
能解
离为
和
，下列说法正确的是
A．石墨也可以用Pb 代替
B．双极膜解离出来的
向石墨电极移动
C．
在Pb 电极表面发生反应：
D．当石墨电极析出1 mol
，Pb 电极附近一定生成2 mol 乙醛酸
【答案】C
【分析】由图可知，铅电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，酸
性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧
化反应生成氧气和氢离子，双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢氧根离子进入阴极区。
【详解】A．若用铅电极代替石墨电极，铅会在阳极失去电子发生氧化反应生成铅离子，所以不能用铅电
极代替石墨电极，故A 错误；
B．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，石墨电极为阳极，双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、
氢氧根离子进入阴极区，故B 错误；
C．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，
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电极反应式为
，故C 正确；
D．由分析可知，铅电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，酸性
条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水，则石墨电极析出1mol 氧气时，无法计算铅电
极附近生成乙醛酸的物质的量，故D 错误；
故选C。
7．（2024 届高考·福建宁德·统考一模）近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(
等)在常温常压下合成
尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和，在电极上
反应生成
，电解原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电极b 连接电源的正极，发生氧化反应
B．电极a 发生的电极反应式为
C．当电极a 区生成3.0g 尿素时，电极b 区质量减少6.4g
D．电极a 区电解质溶液pH 增大
【答案】C
【分析】
从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H+的移动方向可知，H+从b 电极向a 电极移动，
电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a 电极是阴极，b 电极是阳极，所以b 电极连接电源的正极，a 电极
连接电源的负极，据此解答。
【详解】A．从电解池分析中可知，b 电极是阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故A 正确；
B．a 电极是阴极，得电子，从图中可知，a 电极上端通入CO2，H+移动到a 电极参与反应，硝酸根离子转
化为CO(NH2)2，其电极反应式书写正确，故B 正确；
C．3.0g 尿素的物质的量为
=0.05mol，结合a 极反应式，转移电子为0.8mol，b 极的反应式为
，转移0.8mol 电子时，会消耗0.2molH2O，减少的质量为3.6g，故C 错误；
D．H+向a 电极移动，在a 电极参与反应，由其电极反应式
可知，电极反应消耗18molH+，但通过质子交换膜16molH+，所以a 电极附近的H+在减少，其pH 在增大，
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故D 正确。
答案选C。
8．（2024 届高考·广西河池·统考一模）利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、
乙腈(
)的水溶液合成扑热息痛(
)，装置如图所示，其中a、b 的电极材料为
石墨。
下列说法正确的是
A．溶液中的
由甲室向乙室迁移
B．工作一段时间后，甲室溶液pH 下降
C．乙室每产生1mol
，a 电极理论上可产生
33.6L(标准状况下)
D．丙室中反应的总方程式为：
【答案】D
【分析】燃料电池甲通入空气为正极，发生得电子还原反应，乙中铵根离子发生氧化反应生成氮气，为负
极；与燃料电池正极相连的b 极为电解池阳极，与燃料电池负极相连的a 极为电解池阴极；
【详解】A．原电池中阳离子由负极移向正极，即溶液中的
由乙室向甲室迁移，A 错误；
B．甲室为燃料电池正极，电极反应：
，溶液pH 增大，B 错误；
C．乙室每产生1mol
，转移电子6mol 电子，根据得失电子守恒，可生成标准状况下
3mol，对应气
体体积67.2L，C 错误；
D．丙室中反应的总方程式为：
，D 正确；
答案选D。
9．（2024 届高考·甘肃兰州·统考一模）环氧乙烷主要用于生产乙二醇及表面活性剂和乙二醇醚溶剂等，被
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已知：
下列说法不正确的是
A．Pt 电极接电源正极
B．Pt 电极区的反应方程式为：
C．制备1mol 环氧乙烷，Ni 电极区产生标准状况下22.4LH2
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
【答案】B
【分析】由题给信息：“
”可知，在Pt 电极，Br-失电子生成
Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt 电极为阳极，Ni 电极为阴极。
【详解】A．由分析可知，Pt 电极为阳极，则Pt 电极接电源正极，A 正确；
B．Pt 电极区，反应方程式为：2Br-- 2e-=Br2，Br2+H2O=HBr+HBrO，CH2=CH2+HBrO
HOCH2-CH2Br，在
碱性溶液中，HOCH2-CH2Br 才转化为
，而阳极区溶液呈酸性，不能发生反应
，B 不正确；
C．Ni 电极为阴极，发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，则制备1mol 环氧乙烷时，中和HBr、将HOCH2-
CH2Br 转化为
，共需2molOH-，所以产生标准状况下22.4LH2，C 正确；
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，让HOCH2-CH2Br、HBr 与OH-发生反应，才可得到环氧乙
烷，D 正确；
故选B。
10．（2024 届高考·安徽黄山·统考一模）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装的电解池可实现大电流催
化电解氯化铵废水，同时制得盐酸和氨水.工作时，
在双极膜界面处被催化解离成
和
，有利于
电解反应顺利进行，装置如图所示（M、N 均为惰性电极）。下列说法正确的是
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A．a 膜是阳离子交换膜，b 膜是阴离子交换膜
B．Ⅰ室生成氨水，Ⅱ室生成盐酸
C．每生成
，双极膜处共有
解离
D．与平面结构相比，“卯榫”结构双极膜表面积大，更有利于电子通过
【答案】C
【分析】处理氯化铵废水，同时制得盐酸和氨水，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，氯离子透过a
膜进入Ⅰ室，铵根离子透过b 膜进入Ⅱ室，可知在Ⅰ、Ⅱ两室分别得到盐酸和氨水。
【详解】A．阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，氯离子透过a 膜进入Ⅰ室，铵根离子透过b 膜进入
Ⅱ室，a 膜是阴离子交换膜、b 膜是阳离子交换膜，故A 错误；
B．阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，氯离子透过a 膜进入Ⅰ室，铵根离子透过b 膜进入Ⅱ室，可知
在Ⅰ、Ⅱ两室分别得到盐酸和氨水，故B 错误；
C．生成
，Ⅰ室处双极膜有0.1molH2O 解离、Ⅱ室处双极膜有0.1molH2O 解离，所以双极膜处共
有0.2molH2O 解离，故C 正确；
D．与平面结构的双极膜相比，“卯榫”结构增大双极膜面积，可提高产品生成速率，电子不能通过双极
膜，故D 错误；
故选：C。
题型四 新型电池
1．（2024 届高考·辽宁·高三一模）2022 年度化学领域十大新兴技术之一的钠离子电池(Sodium-ion battery)
是一种二次电池，电池总反应为：NaxC6+Na1-xTMO2
6C+NaTMO2，下列说法错误的是
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A．放电时正极反应式：Na1-xTMO2 + xNa+ + xe—=NaTMO2
B．钠离子电池的比能量比锂离子电池高
C．充电时a 电极电势高于b 电极
D．放电时每转移1mol 电子，负极质量减少23 g
【答案】B
【分析】
由图可知，放电时，a 电极为原电池的正极，钠离子作用下Na1-xTMO2在正极得到电子发生还原反应生成
NaTMO2，电极反应式为Na1-xTMO2 + xNa+ + xe—=NaTMO2，b 电极为负极，NaxC6在负极失去电子发生氧
化反应生成钠离子和碳，电极反应式为NaxC6—xe—=xNa++6C；充电时，与直流电源正极相连的a 电极为阳
极，b 电极为阴极。
【详解】
A．由分析可知，放电时，a 电极为原电池的正极，钠离子作用下Na1-xTMO2在正极得到电子发生还原反应
生成NaTMO2，电极反应式为Na1-xTMO2 + xNa+ + xe—=NaTMO2，故A 正确；
B．钠的相对原子质量大于锂，相同质量的金属钠失去电子的数目小于金属锂，所以钠离子电池的比能量
比锂离子电池低，故B 错误；
C．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的a 电极为阳极，b 电极为阴极，则a 电极电势高于b 电极，
故C 正确；
D．由分析可知，放电时，NaxC6在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和碳，电极反应式为NaxC6—xe—
=xNa++6C，则转移1mol 电子时，负极质量减少1mol×23g/mol=23g，故D 正确；
故选B。
2．（2024 届高考·江西南昌·统考一模）科学家发明了一种可充电的
电池，采用纳米管材料可以
有效催化充放电过程中的析氧反应和
的还原反应装置如图所示，其中双极膜在电场作用下能将水解离
成
和
，下列说法错误的是
A．析氧反应发生在充电时的左侧电极
B．充电时
溶液浓度增大
C．放电时，双极膜产生的
向锌电极迁移
D．放电时，正极反应式为
【答案】B
【分析】由图可知，放电时，纳米管材料电极为原电池的正极，碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到
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电子发生还原反应生成甲醇、碳酸根离子和水，锌电极为负极，锌在负极失去电子发生氧化反应，双极膜
中水离解出的氢离子向纳米管材料电极迁移、氢氧根离子向锌电极迁移；充电时，与直流电源正极相连的
纳米管材料电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的
碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，锌电极为阴极。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的纳米管材料电极为电解池的阳极，水在阳极失
去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，所以析氧反应发生在充电时的左侧电极，故A 正确；
B．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的纳米管材料电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发
生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水使碳酸氢根离子浓
度减小，故B 错误；
C．由分析可知，放电时，双极膜中水离解出的氢氧根离子向锌电极迁移，故C 正确；
D．由分析可知，放电时，纳米管材料电极为原电池的正极，碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到电
子发生还原反应生成甲醇、碳酸根离子和水，电极反应式为
，
故D 正确；
故选B。
3．（2024 届高考·辽宁辽阳·统考一模）氢键在电池中的应用广泛，可精细调控电极和电解质的性质，提高
可充电电池的性能。某可充电电池装置如图所示（其他阴离子不参与反应，已略去）。下列叙述错误的是
A．放电时，电极X 为负极
B．放电时，阳离子向电极Y 迁移
C．充电时，电极Y 与电源正极连接
D．充电时，电极X 的电极反应式为
【答案】D
【分析】
根据图示可知，电极X 为阴极，充电时生成氢气，电极Y 为阳极，充电时生成氧气；则放电时，电极X 为
负极，电极Y 为正极，据此分析；
【详解】
A．根据分析，放电时，电极X 为负极，A 正确；
B．放电时，电极Y 为正极，阳离子向电极Y 迁移，B 正确；
C．充电时，电极Y 为阳极，与电源正极连接，C 正确；
D．充电时，电极X 为阴极，发生还原反应，生成氢气，电极反应式为
，D 错误；
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4．（2024 届高考·山东潍坊·统考一模）复旦大学设计了一种可充电的铋-空气电池，有较强稳定性。该电
池使用了三氟甲磺酸铋
非碱性水系电解质溶液，简写为
，
工作原理如图所示，已知：
水解方程式为
，下列说法错误的是
A．充电时，X 为阴极
B．放电时，正极附近pH 升高
C．充电时，阳极电极反应式为
D．放电时，电路中每转移
电子，负极区电解质溶液增重
【答案】D
【分析】由图可知，放电时，X 电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，Y 电
极为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋；充电时，与直流电源负极相
连的X 电极为电解池的阴极，铋离子在阴极得到电子发生还原反应生成铋，Y 电极为阳极，三氧化二铋在
阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的X 电极为电解池的阴极，故A 正确；
B．由分析可知，放电时，Y 电极为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二
铋，溶液中铋离子浓度减小，水解平衡向逆反应方向移动，溶液中氢离子浓度减小，溶液pH 增大，故B
正确；
C．由分析可知，充电时，Y 电极为阳极，三氧化二铋在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子，
电极反应式为
，故C 正确；
D．放电时，X 电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，电极反应式为Bi—3e—
=Bi3+，则电路中转移0.3mol 电子时，负极区溶液中增加铋离子的质量为0.1mol×209g/mol=20.9g，由于阴
离子通过阴离子交换膜由正极区进入负极区，所以负极区电解质溶液增重大于20.9g，故D 错误；
故选D。
5．（2024 届高考·河北·高三一模）某锂离子电池其原理如图所示，下列说法不正确的是
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A．隔膜为阳离子交换膜
B．放电时，A 极发生反应为
C．充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化
D．用此电池电解(惰性电极)足量
溶液，当有1mol 离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为
【答案】C
【分析】由图可知，放电时B 极S→T，S 失去电子，发生氧化反应，则放电时B 极为负极，A 极为正极，
充电时，B 极为阴极，A 极为阳极。
【详解】
A．放电时B 极S→T，S 失去电子，发生氧化反应，释放处的阳离子锂离子移向正极，所以隔膜为阳离子
交换膜，A 正确；
B．放电时，A 极为正极，发生还原反应，电极反应式为：
，B 正确；
C．充放电过程中，C 元素和I 元素的化合价发生变化，O 元素化合价不发生变化，C 错误；
D．用此电池电解(惰性电极)足量
溶液，阳极发生4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极发生4Ag++4e-=4Ag，
当有1mol 离子穿过隔膜时（转移电子1mol），产生氧气0.25mol，分子数目为
，D 正确；
故选C。
6．（2024 届高考·内蒙古赤峰·统考一模）一种高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，
适用于航空航天领域。其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，Li+由a 极移向b 极
B．碳添加剂的作用是增强电极的导电性
C．放电时，1molLi2S8转化为Li2S6得到2mol 电子
D．充电时，阳极总反应：8Li2S-16e-=S8+16Li+
【答案】C
【详解】A．原电池中阳离子由负极移向正极，即Li+由a 极移向b 极，故A 正确；
B．碳具有导电性，碳添加剂是为了增强电极的导电性，故B 正确；
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C．放电时，
，3mol
得到2mol 电子，则1mol
得到
mol 电子，C 错误；
D．根据由图装置，电解过程中阳极反应：8Li2S-16e-=S8+16Li+，D 正确；
答案选C。
7．（2024 届高考·四川乐山·统考一模）光电化学池是在可见光驱动下发生电池反应。我国科学家研制了以
半导体和Pt 为电极，以
的水/乙腈溶液作为电解质溶液构建的光电化学池，成功实现了烯烃环
氧化，同时生成
，装置如图所示。下列说法正确的是
A．
在电池反应中只起电解质作用
B．GEM 膜中
向Pt 电极移动
C．电池工作时，Pt 电极附近pH 减小
D．标况下每生成22.4L
，对应生成
【答案】D
【分析】左侧
电极上溴离子失去电子被氧化：2Br--2e-=Br2，为负极，所得Br2进一步与苯乙烯反应：
+ Br2+2OH-→
+2Br-+H2O，右侧Pt 电解上发生还原反应：
，为正极；
【详解】A．据分析，
循环参与负极区域反应，并不是只起电解质作用，A 错误；
B． 阴离子向负极移动，GEM 膜中
向
电极移动，B 错误；
C． 电池工作时，Pt 电极附近生成氢氧根， pH 增大，C 错误；
D． 标况下每生成22. 4L
即有2mol 电子转移，负极生成1mol Br2，据分析可知：对应生成
，D 正确；
答案选D。
8．（2024 届高考·河南新乡·统考一模）锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电
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池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法错误的是
A．基态锰原子价电子排布式为
B．放电过程中，a 极的电极反应式为
C．放电过程中，转移
时，b 极消耗
D．配离子
中Zn 采用的是
杂化，该配离子为空间四面体结构
【答案】B
【分析】该新型锌电池放电时b 极为负极，Zn 发生失电子的氧化反应生成[Zn(OH)4]2-，a 极为正极，MnO2
发生得电子的还原反应转化成Mn2+；充电时，b 极为阴极，a 极为阳极。
【详解】A．Mn 原子核外有25 个电子，基态Mn 原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排
布式为3d54s2，A 项正确；
B．放电过程中a 极为正极，a 极上MnO2发生得电子的还原反应转化成Mn2+，电极反应式为MnO2+2e-
+4H+=Mn2++2H2O，B 项错误；
C．放电过程中，b 极为负极，b 极电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，转移2mol 电子b 极消耗
0.4molOH-，则转移0.4mole-时b 极消耗0.8molOH-，C 项正确；
D．[Zn(OH)4]2-中中心离子Zn2+的价电子排布式为3d10、处于全充满，不参与成键，1 个Zn2+与4 个OH-形成
4 个配位键，则Zn2+的4s、4p 轨道采取sp3杂化，[Zn(OH)4]2-为空间四面体结构，D 项正确；
答案选B。
9．（2024 届高考·广西·高三一模）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．该装置是原电池，b 极是负极
B．该电池工作时，应选用质子交换膜
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C．该电池工作时，电子从a 经电流表A 流向b，离子从右经交换膜向左迁移
D．电极a 反应：(C6H10O5)n-24e-+7H2O=6CO2↑+24H+
【答案】B
【分析】
由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，即为原电池，
由图b 极通O2，a 极为有机物，则b 极为正极氧气发生还原反应，a 极为负极有机物发生氧化反应生成二氧
化碳和氢离子，负极电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O-24ne﹣=6nCO2↑+24nH+，原电池中阳离子移向正极b 极；
【详解】
A．由分析可知，该装置是原电池，b 极是正极，A 错误；
B．该电池工作时，氢离子在通过交换膜移向正极，故应选用质子交换膜，B 正确；
C．该电池工作时，电子从负极a 经电流表A 流向正极b，离子从左侧经交换膜向右侧迁移，C 错误；
D．负极电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O-24ne﹣=6nCO2↑+24nH+，D 错误；
故选B。
10．（2024 届高考·河南·高三一模）铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储
能装置，一种铝硫电池如图所示，M 极为表面吸附了硫的活性电极，电解质为
，
(
、
)。下列说法错误的是
A．放电时铝电极的电极反应式为
B．电池放电时的反应原理为
C．离子交换膜为阳离子交换膜
D．充电时，M 极为阳极，
被氧化
【答案】D
【分析】图示为铝硫电池，该电池放电时Al 失去电子发生氧化反应，为负极，电极反应式为
，M 为正极，硫得到电子发生还原反应，电极反应式为
；
【详解】A．由分析可知，放电时铝电极的电极反应式为
，A 正确；
B．由分析可知，放电总反应为
， B 正确；
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C．充放电过程中钾离子通过离子交换膜移动，故离子交换膜为阳离子交换膜，C 正确；
D．该电池放电时Al 为负极、M 为正极，则充电时，M 极为阳极，铝极为阴极，阴极的
被还原，D
错误；
故选D。
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