2025年高考化学备考教案（新教材）第六章 第4讲 新型电源

第六章化学反应与能量变化第4讲新型电源目

录Contents01考点新型电源02素养帮迁移应用提升素养03练习帮练透好题精准分层

课标要求核心考点五年考情1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。3.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。4.学生必做实验：制作简单的燃料电池新型电源2023全国乙，T12；2022广东，T16；2022湖南，T8；2022全国甲，T10；2022全国乙，T12；2021河北，T9、T16；2021年6月浙江，T22；2021湖南，T10；2021辽宁，T10；2021福建，T9；2020天津，T11；2020上海，T2；2020全国Ⅰ，T12；2019天津，T6；2019全国Ⅰ，T12核心素养对接证据推理与模型认知：能分析识别复杂的实际电池；能利用电化学原理创造性地解决实际问题

命题分析预测1.近年高考常结合电池科技前沿，如能量密度高的液流电池、安全性能高的石墨烯锂电池、燃料电池(微生物燃料电池、有机物燃料电池等)、金属－空气电池等考查原电池的工作原理及其应用、二次电池的充放电过程及相关计算等。2.2025年高考要关注：(1)新型有机物燃料电池。有机物与电化学结合既体现模块知识的综合性，又考查考生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。(2)航空航天领域、电动车领域的新型电池

考点新型电源

1.

Li、Na、K、Mg、Al、Zn电池名称装置图工作原理锂电

池

负极反应：[1]

⁠①正极反应物为S8，产物为Li2S4、Li2S2，正极反应：[2]

⁠

⁠；②正极反应物为CO2，产物为C＋Li2CO3，正极反应：

[3]

⁠；③正极反应物为O2，产物为Li2O、Li2O2，正极反应：[4]

⁠

⁠

S8＋

O2＋

名称装置图工作原理钠电

池

负极反应：[5]

⁠正极反应物为S

x

，产物为Na2S

x

，正极反应：[6]

⁠

⁠

S

x

＋

名称装置图工作原理钾电池

负极反应：[7]

⁠正极反应物为O2，产物为KO2，正极反应：[8]

⁠

⁠镁电

池

负极反应：[9]

⁠正极反应：[10]

⁠

O2＋e－＋

名称装置图工作原理铝电

池

负极反应：[11]

⁠

⁠离子导体为盐溶液(中性)，正极反应物为S，产物为H2S，

正极反应：[12]

⁠

⁠

2Al(OH)3

名称装置图工作原理锌电

池

负极反应：[13]

⁠正极反应物为CO2，产物为CH3COOH，正极反应：

[14]

⁠

2.

锂离子电池名称装置图工作原理锂离

子电池

负极反应：[15]

⁠

⁠正极反应：[16]

⁠

⁠

⁠

⁠

3.

燃料电池名称装置图工作原理燃料电池

负极反应：[17]

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠正极反应：[18]

⁠

名称装置图工作原理微生物电池

负极反应：[19]

⁠

⁠正极反应：[20]

⁠

注意燃料电池负极反应式书写的难点是有机物化合价的分析，可以用“化合

物中元素化合价代数和为零”法，来分析碳元素的化合价，且只需要分析发生

化合价变化的碳原子。如CH3CH3中碳元素的化合价为－3，CH3OCH3中碳元

素的化合价为－2。

1.

手机、电脑的锂电池是一次电池还是二次电池？二次电池2.

相同质量的物质失去电子数越多，其能量密度越大，则Li、Na、Mg、Al的能量密

度由大到小的顺序为

⁠。Li＞Al＞Mg＞Na

3.

已知锂电池的正极反应物和产物，写出其正极反应。(1)正极反应物为Bi，产物为Li3Bi，则正极反应为

⁠。(2)正极反应物为FeS，产物为Fe、Li2S，则正极反应为

⁠

⁠。

Li2S

4.

O2作为原电池的正极反应物时，其电极反应在不同的介质中有不同的写法。(1)强酸作介质：

⁠。(2)强碱作介质：

⁠。(3)导O2－固体作介质：

⁠。(4)熔融碳酸盐作介质，同时通入O2与CO2：

⁠。(5)熔融硝酸盐作介质，同时通入O2与N2O5：

⁠。

5.

银器皿长期放置表面变黑(Ag2S)，可将其放置于盛有饱和食盐水的铝制盆中，一

段时间后银器变银白色，其负极反应式为

⁠

，正极反应式为

⁠。

命题点1

锂电池的工作原理及应用1.

[2021辽宁]如图，某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bi。下列说法

正确的是(

B

)B.

放电时，Li＋由M电极向N电极移动C.

充电时，M电极的质量减小B1234[解析]结合该电池放电时产生金属间化合物Li3Bi，可知M极为负极，N极为正极。

1234技巧点拨锂电池的放电、充电电极反应及离子移动情况1234命题点2

金属－空气电池2.

[2021河北]K－O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该

电池，下列说法错误的是(

D

)A.

隔膜允许K＋通过，不允许O2通过B.

放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为

阳极C.

产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约

为2.22D.

用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池

消耗0.9g水D1234[解析]

1234命题点3

锂离子电池的工作原理3.

[2021浙江]某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充

电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作

用。下列说法不正确的是(

B

)A.

充电时，集流体A与外接电源的负极相连B.

放电时，外电路通过

a

mol电子时，LiPON薄膜电解质损失

a

molLi＋B1234[解析]由充电时Li＋得电子成为Li嵌入电极A的薄膜材料中可知，充电时电极A为

阴极，则该电池放电时，电极A为负极，电极B为正极，电极反应为电极电极反应负极(电极A)正极(电极B)1234

1234命题点4

原电池与海水淡化4.

[山东高考]微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机

废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用

下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是(

B

)B.

隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C.

当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5gD.

电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比

为2∶1B1234[解析]结合图示可知放电时的电极反应如下：电极名称电极反应负极(a极)正极(b极)根据上述分析可知，A项正确；为实现海水淡化，该电池工作时，Cl－向a极移动，

Na＋向b极移动，即隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，B项错误；电路

中转移1mol电子时，向a极和b极分别移动1molCl－和1molNa＋，则模拟海水理论

上可除盐58.5g，C项正确；电池工作时负极产生CO2，正极产生H2，根据得失电子

守恒可知，一段时间后，正极和负极产生气体的物质的量之比为2∶1，D项正确。1234

素养9科学探究思想——揭秘航天器电源技术命题特点：液流电池、锂离子电池、蓄电池等，情境、装置常考常新。电极名

称→电极反应式(同一电极有多个电极反应)→双极膜、交换膜→总反应式→电

能利用率等。1234

1.

人类航天活动中应用过的电源主要包括一次化学电源、太阳能电池、化学蓄电

池、燃料电池、核能热电系统等，这些电源占世界航天电源应用综合的比例分别为

太阳能电池阵蓄电池组电源系统90％；化学电池5％；燃料电池3％；核能发电则占

2％。

1234

B.

太阳能电池阵经过“太阳能—化学能—电能”为蓄电池充电C.

镍镉蓄电池宜采用阴离子交换膜，电池放电时，阴离子向负极移动D.

飞船进入阴影区，镍镉蓄电池放电，放电时正极附近溶液pH升高B123

123

A.

电池工作过程中，KOH溶液浓度降低B.

电池工作过程中，电解液中OH－向正极迁移C123

1233.

[微生物燃料电池]某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应

用前景，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(

B

)A.

电极电势a＜b，电极b上发生氧化反应C.

若该电池外电路有0.4mol电子通过，则有0.45molH＋迁

移到b极D.

该燃料电池在高温下进行效率更高

B123

1.

[室温钠－硫电池][2023全国乙]室温钠－硫电池被认为是一种成本低、比能量高的

能源存储系统。一种室温钠－硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上

作为一个电极，

表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。

工作时，在

硫电极发生反应：

12A.

充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移B.

放电时外电路电子流动的方向是a→bD.

炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能下列叙述错误的是(

A

)A12[解析]

122.

[新型“可呼吸式”镍锌电池][2023山东潍坊模拟改编]中国科学家试验成功了一种

新型的“可呼吸式”镍锌电池(Ni－ZnAB)，充电时产生氧气，放电时吸收氧气，显

著提高镍锌电池的能量效率和稳定性，电池工作原理如图。下列说法正确的是(

C

)A.

该电池为非水系电解质溶液B.

放电时，正极存在一个电极反应D.

放电时，负极质量减少65g，则正极消耗氧气11.2L(标准状况)C12

12

1.

[新型全固态电池][2021广东]火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新

型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，

放电时(

B

)A.

负极上发生还原反应B.

CO2在正极上得电子C.

阳离子由正极移向负极D.

将电能转化为化学能B12345678910[解析]根据题中信息可知该Na－CO2电池中Na为负极，碳纳米管为正极，负极上

金属钠失去电子发生氧化反应，A项错误；CO2在正极碳纳米管上得电子发生还原反

应生成单质碳，B项正确；原电池工作时，阳离子从负极向正极移动，C项错误；该

电池将化学能转化为电能，D项错误。12345678910

C.

Na和Na2S

x

分别为电池的负极和正极D.

该电池是以Na－β－Al2O3为隔膜的二次电池C12345678910

123456789103.

[光催化钠离子二次电池][2024陕西安康名校联考]天津大学在光催化钠离子二次电

池的应用研究中取得重大进展。该电池工作原理如图所示，光催化电极能在太阳光

下实现对设备进行充电。下列说法错误的是(

A

)A.

充电时，电子从石墨电极流出通过导线流向光催化电极C.

离子交换膜为阳离子交换膜D.

放电时，当外电路转移1mol电子时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少23gA12345678910

12345678910

A.

充电时，Mg电极为阴极B.

放电时，Li＋从Ⅰ室向Ⅱ室迁移C.

放电时，Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大D.

放电时，每消耗1molMg，电极a质量理论上增加14gC12345678910[解析]根据放电时电极a发生还原反应知，电极a为正极，Mg电极为负极。电极电极反应放电(原电池)负极(Mg电极)正极(电极a)充电(电解池)阴极(Mg电极)阳极(电极a)12345678910

123456789105.[海底燃料电池][2024湖北黄石二中测试改编]一种由石墨电极制成的海底燃料电池

的装置如图所示。下列说法正确的是(

C

)A.

向a极迁移的是OH－B.

大块沉积物中的铁元素均显＋2价C12345678910

12345678910

6.

[2024江西九校联考]我国科研人员将单