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第1章 化学反应与能量转化
2025年高考化学一轮复习
选择性必修第一册鲁科版
微项目 设计载人航天器用化学电池与氧气再生方法
1.（2023江苏宿迁二中期末）如图是一种航天器
能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
( )
C
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置 中负极的电极反应式为
C.装置 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D.装置、 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
【解析】 A（×）根据题图知，装
置为电解池，装置 为原电池，该系统有太阳
能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转
化为电能、电能转化为机械能等多种能量转化
形式。
B（×）装置为原电池，负极 失电子发生氧化反应。
C（√）装置 为电解池，其作用是将水转化为燃料（氢气）和氧化剂（氧气）。
D（×）化学能与电能间不可能完全转化。
2.（2024江苏海安实验中学联考）为循环利用空间
站航天员呼出的二氧化碳并为航天员提供氧气，
我国科学家设计了一种装置（如图所示），实现
了“太阳能电能 化学能”的转化，总反应为
。下列说法正确的是( )
C
A. 电极连接的是太阳能电池的正极
B.离子是 ，离子交换膜为阳离子交换膜
C.电极上的电极反应式为
D.电路中每转移个电子，可向空间站供氧
【解析】
A（×） 电极连接的是太阳能电池的负极。
B（×） 若离子是 ，则离子交换膜为阴离子交换膜，自相矛盾。
离子移向阳极，则离子为阴离子，结合总反应 ，及阴极的反
应式可知，离子应为 ，离子交换膜为阴离子交换
膜。
C（√）为阳极，从阴极区迁移到阳极区的失电子生成 ，电极反应式为
。
D（×） 未指明气体所处的状态。
总反应为，电路中每转移个电子，可生成 ，其标准
状况下体积是 。
3.镍氢电池可应用于各种卫星设备，其正极材料为，负极材料为储氢合金 ，
电解液为溶液。电池反应为 。下列说法正确的是
( )
A
A.放电时，负极反应为
B.放电时，从负极向正极迁移，则电路中转移 电子
C.充电过程中，电解质溶液中 逐渐减小
D.充电时，电解质溶液中 向阳极移动
【解析】 画出简易装置分析图，
如下：
A（√）放电时，为负极，失电子生成 ，电
极反应为 。
B（×）放电时， （阴离子）从正极移向负
极。
C（×）由电池总反应可知， 的浓度在放电
和充电过程中均不变。
D（×）充电时，电解质溶液中 （阳离子）向
阴极移动。
4.（2024广东深圳罗湖高级中学阶段考试）载人
航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意
义，其发展水平是衡量一个国家综合国力的重要
指标。中国正在逐步建立自己的载人空间站“天
宫”，神舟十三号载人飞船在北京时间2021年10
月16日0时23分点火发射，又一次踏上飞向浩渺
星辰的征途。
（1） 氢氧燃料电池（构造示意图如图）单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为
航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。
【解析】
① 判断电极为电池的____极，发生______反应，向___（填“”或“ ”）电极移动。
负
氧化
【解析】 电极为负极，失电子，发生氧化反应， （阴离子）移向电池负极，
即 电极。
② 电极的电极反应式为_________________________。
【解析】 电极为正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为
。
（2） “神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是
太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。紧急
状况下，应急电池会自动启动，工作原理为
，其负极的
电极反应式为____________________________。
当负极消耗时，正极产生 的物质的
量为___ 。该电池在使用过程中，电解质溶
液中 的物质的量浓度______（填“增大”“减
小”或“不变”）。
2
增大
【解析】 画出简易装置分析图，如下：
电极为负极，电极反应式为（链接大招10）， 电
极为正极，电极反应式为 （链接大招10），消耗
时，转移电子，正极产生。根据电池总反应知， 没
有被消耗也没有生成，但反应过程中消耗 ，故该电池在使用过程中，电解质溶液中
的物质的量浓度增大。
【解析】

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