资源简介

(共93张PPT)
主讲老师：
专题2
电化学原理及其应用热点预测
2024高考化学考题预测专题
考情解码
重温经典
解法点拨
2024
考题预测
试卷（部分） 化学电源 电解应用 总分
题型（题量） 分值 题型（题量） 分值
新课标卷 选择（1） 6 6
全国甲卷 选择（1） 6 6
全国乙卷 选择（1） 6 非选择（1） 4 10
北京 非选择题（2） 7 选择（1） 3 10
山东 选择（1） 4 4
湖南 选择（1） 1.5 非选择题（1） 4 5.5
湖北 选择（1） 0.75 选择（1） 3 3.75
辽宁 选择（2） 3.75 选择（1） 3 6.75
浙江1月 选择（1） 0.75 选择（1） 3 3.75
浙江6月 选择（1） 0.75 选择（1） 3 3.75
天津 非选择（1） 4 非选择（1） 1 5
广东 选择（1） 4 选择（1） 4 8
福建 选择（1） 4 4
重庆 选择（1） 0.75 选择（1） 非选择（1） 6 6.75
考情解码——考题题型题量及分值(部分)
方程式 电极判断 微粒移动方向 微粒浓度变化 隔膜种类 计算 其他
新课标卷 √√ √ √
全国甲卷 √ √ √ 电极反应判断
全国乙卷 √√ √√ 炭化纤维素纸作用，物质添加
北京 √√ √ SO2与酸雨，水解与电离，SO2与NaHCO3反应
山东 √ √ √ 电动势
湖南 √√√ 控制温度原因
湖北 √ √ √ 正极负极反应是否同时发生，水分子能否通过膜
辽宁 √√ √ √ √ 能量转化形式，电势判断，电极质量变化，微粒浓度变化
浙江1月 √ √ √ 电极产物，放电顺序
浙江6月 √ √ √ √ 电极改进
天津 √√ √
广东 √√ √ √ √ √√ “卯榫”结构作用
福建 √ √ 化学键数目，原子数目
重庆 √ √ √ √ 牺牲阳极阴极保护，导电粒子分析
考情解码——考查内容
考情解码——考查特点
1.源于研究文献
考情解码——考查特点
最新的学术研究成果与社会经济发展、科技进步、生活实际等密切相关，是考查学生运用知识、能力和素养解决实际问题能力的良好素材。文献情境素材对所有考生而言都是陌生的，可以确保试题的公平性，另一方面也能引导学生避免对知识的机械式记忆。高质量的期刊文章能体现试题情境的真实性，也保证了试题本身的高质量。
1.源于研究文献
考情解码——考查特点
1.源于研究文献
2022年11月 Nature 期刊原图
2023年湖北高考化学第10题图
考情解码——考查特点
1.源于研究文献
2023年3月 Nature Communications期刊原图
2023年广东高考化学第16题
考情解码——考查特点
1.源于研究文献
2023年5月 Applied Catalysis B: Environmental期刊原图
2023年辽宁高考化学第7题
考情解码——考查特点
2.追求真实情境
——《中国高考评价体系说明》
情境是高考评价体系中的考查载体，所谓的“情境”即“问题情境”，指的是真实的问题背景，是以问题或任务为中心构成的活动场域。高考评价体系中的“四层”考查内容和“四翼”考查要求，是通过情境和情境活动两类载体来实现的，即通过选取适宜的素材，再现学科理论产生的场景或是呈现现实中的问题情境，让学生在真实的背景下发挥核心价值的引领作用，运用必备知识和关键能力去解决实际问题，全面综合展现学科核心素养
考情解码——考查特点
2.追求真实情境
试卷 考题情境 情境分析
情境数目 有无图片 情境难度
2023 湖南 间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙 3 有 难
2023 湖北 海水直接制氢 4 有 难
2023 全国乙卷 室温钠-硫电池 4 有 较难
2023 新课标卷 V2O5、Zn电池 3 有 一般
2023 河北 一种有机材料电池 3 有 较难
学术探索情境类“电化学”试题呈现的情境信息通常有 3-5 条，其情境内容基于学科知识理论，源自科学研究，强调真实性，体现应用价值。
情境的真实性反应了问题本身的复杂性和独特性，因此，真实情境类试题除了呈现“共性”的化学基础知识，还具备“个性”特点。
考情解码——考查特点
2.追求真实情境
（2022浙江）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是
A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)
B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D．pH计工作时，电能转化为化学能
文本情境
图片情境
考情解码——考查特点
2.追求真实情境
方案1：有副产物，利用率低，效果差
方案2：无副产物，利用率高，效果好
×
考情解码——考查特点
2.追求真实情境
人教版选修《化学与技术》
① 在溶液中加入一些氨水，制成铜氨溶液，可使镀层光亮
人教《化学反应原理》教师教学用书(2019)
考情解码——考查特点
3.注重知识融合
高考要求学生能够触类旁通、融会贯通，既包括同一层面、横向的交互融合，也包括不同层面之间、纵向的融会贯通。在命制试题时，要从研究对象或事物的整体性、完整性出发，不仅要从学科内容上进行融合，凸显对复合能力的要求，也要在试题呈现形式上丰富多样，从而实现对学生素质综合全面的考查。
——《中国高考评价体系说明》
考情解码——考查特点
3.注重知识融合
（2022山东）Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是
电化学与晶体结构知识融合
A．每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为x
B．每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞，转移电子数为8
C．每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x
D．当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时，每转移(1-y)mol电子，产生(1-y)molCu原子
考情解码——考查特点
3.注重知识融合
电化学与反应机理融合
（2022河北）甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→_______(用b-j等代号表示)。
考情解码——考查特点
3.注重知识融合
电化学与有机化学融合
考情解码——考查特点
3.注重知识融合
电化学与化工流程融合
考情解码——考查特点
4.核心考点固定
电化学试题虽然以复杂多样的真实情境为测试载体，但其解决问题的工具既化学知识却是相对固定的。其考查的核心内容主要是化学方程式、电极判断、离子移动方向、电子（或电流）移动方向、微粒浓度变化、计算等方面。
考情解码——考查特点
方程式 电极判断 微粒移动方向 微粒浓度变化 隔膜种类 计算 其他
新课标卷 √√ √ √
全国甲卷 √ √ √ 电极反应判断
全国乙卷 √√ √√ 炭化纤维素纸作用，物质添加
北京 √√ √ SO2与酸雨，水解与电离，SO2与NaHCO3反应
山东 √ √ √ 电动势，
湖南 √√√ 控制温度原因
湖北 √ √ √ 正极负极反应是否同时发生，水分子能否通过膜
辽宁 √√ √ √ √ 能量转化形式，电势判断，电极质量变化，微粒浓度变化
浙江1月 √ √ √ 电极产物，放电顺序
浙江6月 √ √ √ √ 电极改进
天津 √√ √
广东 √√ √ √ √ √√ “卯榫”结构作用
福建 √ √ 化学键数目，原子数目
重庆 √ √ √ √ 牺牲阳极阴极保护，导电粒子分析
考情解码
重温经典
解法点拨
2024
考题预测
一
新型化学电源
双膜（多膜）电池
金属-硫电池
有机材料电池
液流电池
锂离子电池
浓差电池
解析
重温经典——新型化学电源
负极：
Zn - 2e－ + 4OH－ = Zn(OH)42－
正极：
MnO2 + 2e－ + 4H＋ = Mn2＋ + 2H2O
总：
Zn + 4OH－ + MnO2 + 4H＋ =
Zn(OH)42－ + Mn2＋ + 2H2O
×
阳离子移向正极
题型一 双膜（多膜）电池
解析
重温经典——新型化学电源
题型一 双膜（多膜）电池
×
氧化反应
×
不能通过阳离子膜
×
Zn(OH)42－+2e－=Zn+4OH－

双极膜原理
重温经典——新型化学电源
锂硫电池工作原理：负极金属锂被氧化释放出锂离子和电子；锂离子和电子分别通过电解液、外部负载移动到正极；单质硫在正极被还原成放电产物硫化锂。
题型二 金属-硫电池
解析
重温经典——新型化学电源
题型二 金属-硫电池
负极：2Na - 2e－ = 2Na+
放电过程
正极(总)：
S8 + 2e－ + Na+ = Na2Sx
总反应：2Na + S8 = Na2Sx

移向阴极（钠电极）
例2.（2017全国卷Ⅲ）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e =3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
Li2S8
Li2S2
Li2S6
Li2S4
放电，S化合价下降
满电状态
耗电完全
充电，S化合价升高
解析
重温经典——新型化学电源
题型二 金属-硫电池

越少
解析
重温经典——新型化学电源
题型二 金属-硫电池
起到结合或释放Al3+的作用
结合
释放
结构

越低
重温经典——新型化学电源
题型三 有机材料电池
作为一种新型的电池技术，有机材料电池利用有机物作为电极材料，相较于传统的无机材料龟池，具有更篙的能量密度、更轻的重量以及更好的柔韧性，为电池技术的发展并辟了新的道路。
有机材料电池的工作原理主要基于有机物在电化学反应中的特性。在有机材料电池中，有机物作为电极材料，通过氧化还原反应产生电流。这种反应过程中，有机物分子中的电子被抽取出来，形成负离子，而正离子则留在原来的位置。通过外部电路，电流得以产生并输送到外部设备。与此同时，正负离子的分离使得电极材料内部产生电位差，从而保持电池的电压。
解析
重温经典——新型化学电源
题型三 有机材料电池
H2SO4
KOH
MnO2
+2nK+
-2ne－
负极
正极

解析
重温经典——新型化学电源
题型三 有机材料电池
+2H2O+2e－
充电（阴极）
-2e－
+3OH－
放电
（负极）
+2H2O
+e－
- e－
+2OH－

重温经典——新型化学电源
题型四 液流电池
作为一种具有发展前景的新型储能电池，“液流电池”近年来在高考电化学试题出现了4次。2019年天津高考化学第6题锌-碘液流电池为背景，2021年湖南高考化学第10题以锌溴液流电池为背景，2022年广东高考第10题和2022年辽宁高考第12题以氯液流电池为背景。
考题 背景
2019年天津卷第6题 锌-碘溴液流电池
2021年湖南卷第10题 锌溴液流储能电池
2022年广东卷第16题 氯液流储能电池
2022年辽宁卷第12题 氯液流储能电池
重温经典——新型化学电源
题型四 液流电池
液流电池的基本装置如图所示，液流电池的正、负极电解液储罐是完全独立分离放置在堆栈外部的，通过两个循环动力泵将正、负极电解液通过管道泵入液流电池堆栈中并持续发生电化学反应，通过将化学能与电能进行相互转换作用来完成电能的储存和释放。由于液流电池的电解液为水溶液，其化学反应基本都发生在水溶液中，所以液流电池不存在任何爆炸或者发生火灾的安全隐患危险，具有相当高的使用安全性；而且其电化学极化反应相对较小，所以可以进行深度的充放电作业，循环次数多使得电池寿命更长。
解析
重温经典——新型化学电源
放电
负极：Na3Ti2(PO4)3 - 2e－ = NaTi2(PO4)3+2Na+
正极：Cl2 + 2e－= 2Cl－
总：Na3Ti2(PO4)3 + Cl2=
NaTi2(PO4)3+2Na+ + 2Cl－
充电
阴极：NaTi2(PO4)3 + 2e－ + 2Na+
= Na3Ti2(PO4)3
阳极：2Cl－ - 2e－= Cl2
总：NaTi2(PO4)3+2Na+ + 2Cl－ = Na3Ti2(PO4)3 + Cl2
题型四 液流电池

重温经典——新型化学电源
题型四 液流电池
氯流电池是一种液流储能电池，工作时，四氯化碳和氯化钠水溶液在泵作用下流过多孔碳电极表面。充电时，氯离子被氧化生成氯气，同时被四氯化碳溶解带走储存；放电时，四氯化碳把氯带到电极上发生还原反应生成氯离子。其充电过程就是储能过程，阳极室储存Cl2，阴极室储存Cl－。
Nature Communications
2022辽宁高考化学
解析
重温经典——新型化学电源
题型四 液流电池
放电溴单质和锌反应生成ZnBr2，浓度增大；
隔膜没有选择性，作用是阻止大分子Br2的络合物（信息缺失）。

增大
重温经典——新型化学电源
题型五 锂离子电池
1.原理：锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化—还原”理念；在两极形成的电压驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或“脱嵌”。锂离子电池为二次电池。
锂离子的嵌入过程(gif动图)
锂离子的脱嵌过程(gif动图)
绿色小球为锂离子，灰色板为电极的层状结构
重温经典——新型化学电源
题型五 锂离子电池
2.电极材料：锂离子电池的负极材料通常为活性石墨，它具有层状结构，锂离子可以嵌入到碳层微孔中。正极材料一般为含Li＋和变价过渡金属元素的的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4、Li3NiCoMnO6等。
石墨锂插层化合物
LixC6
磷酸铁锂
LiFePO4
重温经典——新型化学电源
题型五 锂离子电池
3.电极反应方程式书写：以钴酸锂（LiCoO2）电池为例，其电池总反应为:
Li1－xCoO2+LixCy
LiCoO2+Cy
放电
充电
负极：LixCy - xe－= xLi+ + Cy
正极：Li1－xCoO2 + xe－+ xLi+ = LiCoO2
负极
正极
电解液
放电
充电
阴极：xLi+ + Cy + xe－= LixCy
阳极： LiCoO2- xe－=Li1－xCoO2 + xLi+
解析
重温经典——新型化学电源
题型五 锂离子电池
放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li+通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li+
例1.（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
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amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amolLi+
C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2
D．电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2 Si+LiCoO2
放电
充电
一些信息在选项中，D选项电池反应为：
LixSi+Li1-xCoO2 = Si + LiCoO2
LiPON薄膜电解质
电极A
电极B
Li+
Li+
充电
放电

不变
解析
重温经典——新型化学电源
题型五 锂离子电池
与锂离子电池原理相似，钠离子电池工作时，Na+也是在两个电极之间往返嵌入和脱出：放电时，Na+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极极；充电则相反。

钠离子从硬碳中脱出，嵌入Na1-xMnO2中
重温经典——新型化学电源
题型六 浓差电池
浓差电池，顾名思义，是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。
电解质浓度差
气体浓度差
金属汞齐浓度差
重温经典——新型化学电源
题型六 浓差电池
以电解质浓差电池为例
电解质浓差电池由两个材料相同的金属或金属微溶盐，插入浓度不同的相同电解质溶液中构成。
如：
Ag∣AgNO3 (a1)‖AgNO3(a2)∣Ag
NO3－由高浓度(右)向低浓度（左）扩散
负极（A）：Ag-e－=Ag+
正极（B）：Ag++e－=Ag
反应的结果是浓溶液变稀，稀溶液浓度升高，最终趋于平衡。
重温经典——新型化学电源
题型六 浓差电池
浓差电池，顾名思义，是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。
电解质浓差电池由两个材料相同的金属或金属微溶盐，插入浓度不同的相同电解质溶液中构成。
Ag∣AgNO3 (a1)‖AgNO3(a2)∣Ag
NO3－由高浓度(右)向低浓度（左）扩散
负极（A）：Ag-e－=Ag+
正极（B）：Ag++e－=Ag
反应的结果是浓溶液变稀，稀溶液浓度升高，最终趋于平衡。
解析
重温经典——新型化学电源
题型六 浓差电池
Cu2++4NH3·H2O=== [Cu(NH3)4]2++4H2O
甲室,加氨水
Cu2+浓度减小，形成浓差
Cu-2e－=== Cu2+
负极（甲）
Cu2++2e－=== Cu
正极（乙）

负极

阴离子膜


解析
重温经典——新型化学电源
题型六 浓差电池
左侧通入氢气为负极，右侧生成氢气为正极
负极：H2 - 2e－ +2OH－= 2H2O
正极：2H+ + 2e－ = H2↑
总反应为高浓度H2生成低浓度H2
例2.（2019浙江）最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．右边吸附层中发生了还原反应
B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=2H2O
C．电池的总反应是2H2＋O2=2H2O
D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO4－向左移动

二
电解应用
物质制备
资源回收
█学术情境电化学高考试题特点及启示
实验探究
多步反应
解析
重温经典——电解应用
题型一 物质制备
阳极：
阴极：
2
+2H+
+2e－

6mol半胱氨酸~1mol烟酸
解析
重温经典——电解应用
题型一 物质制备

析氢，还原，在阴极

不能通过质子交换膜
阳极反应：
2H2O - 4e— = O2↑ + 4H+

1mole ~ 0.25mol O2
解析
重温经典——电解应用
题型一 物质制备
素材来源：2022中国十大科技进展
——全新原理实现海水直接电解制氢

xmol/h
2H2O = 2H2↑+O2↑
通电
解析
重温经典——电解应用
题型一 物质制备
阳极：
阴极：
2H2O - 4e— = O2↑ + 4H+

Cu失电子，变成Cu2+
解析
重温经典——电解应用
题型二 资源回收
装置a：
SO2 +2NaHCO3 = Na2SO3+H2O+2CO2↑
阴极：
CO2 +2e－+ 2H+= HCOOH
阳极：
SO32－ - 2e－+ H2O = SO42－+2H+

只吸收SO2
解析
重温经典——电解应用
题型二 资源回收
阳极：
Mn2+ －2e－ + 2H2O=MnO2+4H+
阴极：
LiMn2O4 + 3e－ + 8H+ = Li+ + 2Mn2+ + 4H2O
总反应：
2LiMn2O4 + 4H+ = 2Li+ + Mn2+ + 3MnO2+ 2H2O

升高
Mn2+ + 2OH－ = Mn(OH)2↓
2Li+ + CO32－ = Li2CO3↓
重温经典——电解应用
题型三 实验探究
方案1：有副产物，利用率低，效果差
方案2：无副产物，利用率高，效果好

解析
重温经典——电解应用
题型三 实验探究
2NaCl+2H2O === 2NaOH+H2↑+Cl2↑
通电
阴极
阳极
K1关闭，K2打开，电解
K1打开，K2关闭，原电池
H2+Cl2 === 2HCl

Cl2和H2

起漂白作用的是HClO

I－>Cl－

解析
重温经典——电解应用
题型三 实验探究
实验原理
阴极
2H2O+2e－=== H2↑+2OH－
CH3COOH+OH－=== CH3COO－+ H2O
酚酞作指示剂


溶液变红
O2 ~ 4e－ ~ 4OH－ ~ 4CH3COOH

状况，0.2mol/L

导线不能传递离子
解析
重温经典——电解应用
题型四 多步反应
电极反应（阳极）
2Br－ - 2e－=== Br2
非电极反应
① Br2+H2O === HBrO + H+ + Br－
② HBrO + 葡萄糖 → 葡萄糖酸 + Br－
③ 2葡萄糖酸 + 碳酸钙→ 葡萄糖酸钙
计量数关系
—CHO ~ —COOH ~ 2e－

4mol
解析
重温经典——电解应用
题型四 多步反应
电解原料
2Me3SiCN + LiOH = O(SiMe3)2 + LiCN + HCN
电解反应
阳：P4 + 8CN－- 4e－ = 4［P(CN)2］
阴：4HCN + 4e－ = 4CN－ + 2H2↑
总：P4 + 4HCN + 4CN－ = 4［P(CN)2］+ 2H2↑
－
－
氢元素全部
来自LiOH
1mol
阳极
石墨

非电极反应
电 极 反 应
解析
重温经典——电解应用
题型四 多步反应
电极反应
阳极：2Br－ - 2e－=== Br2
阴极：O2 + 2e－+2H+ === H2O2
非电极反应
H2O2+WO42－ === H2O+WO52－
二丁基-N-羟基胺+WO52－ ===
硝酮+WO42－ +H2O
二丁基-N-羟基胺+Br2 = 硝酮+2HBr

2mol
考情解码
重温经典
解法点拨
2024
考题预测
解法点拨——离子交换膜的判断
根据平衡电荷的需要，巧借离子迁移方向的判断，从而确定离子交换膜的类型。
1.离子从“生成区”移向“消耗区”
以电解CO2制HCOOH为例，其原理如图所示。
阴
CO2 + 2e－+ 2H＋= HCOOH
阳
2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+
生成H+
消耗H+
质子交换膜
解法点拨——离子交换膜的判断
2.离子从“原料区”移向“产物区”
以电渗析法制备H3PO2为例，其原理如图所示。
H2PO2－
Na+
阴离子膜
阳离子膜
H++H2PO2－= H3PO2
2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+
总：2H2O - 4e－+4H2PO2－=4H3PO2
2H2O＋2e－= H2↑＋2OH－
3.溶液“浓→稀”，离子移出；溶液“稀→浓”，离子移入
正
负
一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示。
Cl－
Na+
阴离子膜
阳离子膜
解法点拨——离子交换膜的判断
解法点拨——模型建构
装置
维度
原理
维度
负极
材料
正极
材料
离子
导体
电极反应物
反应过程
电极产物
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
失电子
得电子
电子移动方向
阳离子
阴离子
化学电源认知模型——二维
模型认知作为化学教学中的有效方法，可以提高学生对化学知识的认知，以此来促进学生将化学知识在头脑中进行转化，并且可以在头脑中将非本质性的信息进行过滤，使重要的知识信息形成清晰的模型框架，培养学生化学综合能力，将学习过程中的烦琐知识点梳理，建立学习体系，促进学生找到化学与生活中的契合点，进而找到掌握化学知识的有效方法。
解法点拨——模型建构
分析
本质特征
构成要素
相互关系
认知
模型
解释现象
揭示规律
运用
化学电源认知模型——三维
解法点拨——模型建构
二次电池知识模型
解法点拨——模型建构
电解原理模型
解法点拨——模型建构
惰性电极电解电解质四种类型
解法点拨——模型建构
Li1－xCoO2+LixC6
LiCoO2+C6
放电
充电
锂离子电池原理模型
锂离子电池是通过锂离子在两极之间的迁移来实现充放电的。
放电时，Li+由负极石墨层中“脱嵌”移向正极，嵌入正极材料，充电则刚好相反。
解法点拨——模型建构
钠离子电池原理模型
与锂离子电池原理相似，钠离子电池工作时，Na+也是在两个电极之间往返嵌入和脱出：放电时，Na+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极极；充电则相反。
解法点拨——模型建构
钠离子电池原理模型
与锂离子电池原理相似，钠离子电池工作时，Na+也是在两个电极之间往返嵌入和脱出：放电时，Na+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极极；充电则相反。
解法点拨——电化学考题中的新概念
概念一 法拉第效率
法拉第效率(Faraday efficiency)是电化学中的一个重要概念，它指的是实际生成物与理论生成物的百分比。
这个指标用于评估电化学反应中的能量转化效率，在实际应用中，由于存在各种电阻损耗和副反应，法拉第效率通常低于100%。
NF : 实际消耗电荷量
NT：流过外电路总电荷量
m：相关产物的摩尔数
n：反应转移的电子数
F：法拉第常数 96485C/mol
I:平均电流密度
t：反应时间
2021北京 2023江苏
解法点拨——电化学考题中的新概念
概念一 法拉第效率
解法点拨——电化学考题中的新概念
概念一 法拉第效率
解法点拨——电化学考题中的新概念
概念二 电子空穴
2022全国乙卷
解法点拨——电化学考题中的新概念
光催化二氧化碳机理
概念二 电子空穴
2022全国乙卷
解法点拨——电化学考题中的新概念
解析
例1.（2022全国乙卷）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(e－)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e－=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=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+2e－=Li2O2
充电
光催化电极 → e－ + h+
阴极：2Li+ + 2e－ = 2Li
阳极：Li2O2 + 2h+ = O2 + 2Li+
( Li2O2 - 2e－= O2 + 2Li+ )
总：Li2O2 = 2Li + O2
放电时，Li+移向正极，C错误

概念二 电子空穴
解法点拨——电化学考题中的新概念
解析
Rh/SrTiO3 e－ + h+
hv
Rh表面
CO2 + 2e－ = CO + O2－
SrTio3表面
CH4 + O2－ + 2h+ = 2H2 + CO 或
CH4 + O2－ - 2e－ = 2H2 + CO
总
CO2 + CH4 = 2H2 + 2CO
成键数目发生变化

概念二 电子空穴
解法点拨——电化学考题中的新概念
概念三 参比电极
参比电极，reference electrode，测量各种电极电势时作为参照比较的电极。将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。
2021重庆 2022浙江
解法点拨——电化学考题中的新概念
负极，失电子
pH计的玻璃膜球泡需要对H+有特殊敏感才能有测量pH的作用
利用玻璃膜内外氢离子浓度的差异引起电动势的变化达到测量溶液的pH目的
原电池原理，化学能转化为电能

概念三 参比电极
解法点拨——电化学考题中的新概念
概念三 参比电极
考情解码
重温经典
解法点拨
2024
考题预测
电化学考题的方向
1.电解质从无机到有机
2.电极反应从简单到复杂
3.装置图从模型化到具体化
4.考查题型从单一到融合
5.代表电化学的最新研究方向
考题预测
电化学考题的发展方向
1.电解液从无机到有机
2019全国新课标Ⅱ
2021全国甲卷
2022福建
考题预测
电化学考题的发展方向
1.电解液从无机到有机
2023湖南
2023河北
考题预测
电化学考题的发展方向
2.电极反应从单一到复杂
2022全国乙卷光催化耦合
2019全国Ⅰ卷生物酶耦合
考题预测
电化学考题的发展方向
2.电极反应从单一到复杂
2023全国新课标
2023北京
考题预测
电化学考题的发展方向
3.装置图从模型化到具体化
2022浙江
2021浙江
考题预测
2023全国乙卷
考题预测
电化学考题的发展方向
4.考查题型从单一到融合
2022湖南 热化学、化学平衡、电化学融合
考题预测
电化学考题的发展方向
4.考查题型从单一到融合
2021重庆 化学平衡 电化学融合
考题预测
电化学考题的发展方向
4.考查题型从单一到融合
2021河北 电化学反应历程
考题预测
电化学考题的发展方向
4.考查题型从单一到融合
2022山东 电化学与物质结构

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