2020年诺贝尔化学奖锂(离子)电池历年高考试题汇编

2020届高考化学二轮题型对题必练———锂电池（提升练）2020届届届届届届届届届届届届届———届届届届届届届届届届届届届1.近期使用的一种可控电池——锂水电池的工作原理如下图。

下列说法中不正确的是（）A. 锂电池相比其他电池能量密度更高B. 放电一段时间后,水中的电解质为LiOHC. 固体电解质传递的是H+D. 理论上消耗14g锂,转移的电子数为2N A2.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍，装置原理如图所示，其中固体薄膜只允许Li+通过。

锂离子电池反应为xLi+ Li1-x Mn2O4=LiMn2O4。

下列有关说法错误的是（）A. 该电池的缺点是存在副反应：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑B. 放电时,正极反应为Li1−x Mn2O4+xLi++xe−=LiMn2O4C. 充电时,b极为阳极,发生氧化反应D. 放电时,Li+穿过固体薄膜进入到水溶液电解质中3.我国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂—空气电池，工作原理如图所示。

下列有关说法正确的是（）A. 放电时,纸张中的纤维素作为锂电池的正极材料B. 放电时,正极的电极反应式为：2Li++O2+2e−=Li2O2C. 充电时,有机电解质溶液中Li+移向金属锂电极发生氧化反应D. 充电时,金属锂电极增重14 g,空气电极放出22.4LO24.据最近媒体报道，化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池，这种电池的电解质溶液为KOH溶液，储电量是锂电池的五倍，而且更安全、更环保，未来或许可以取代锂电池，用在智能手机等电子设备中，其反应原理为2Zn+O2+4KOH+2H2O2K2Zn(OH)4。

下列说法正确的是（）A. 放电时,负极反应式为Zn+2e−4OH−=Zn(OH)↓B. 放电时,电路中通过4mol电子,消耗22.4L氧气C. 充电时,电解质溶液中OH−浓度逐渐增大D. 充电时,电解质溶液中K+向正极移动,且发生氧化反应1/ 165.中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作空气电极（图1），设计并组装出一种轻型、能折叠的可充电锂空气电池，其工作原理如图2所示。

（2016四川.9）5．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。

放电时电池的总反应为：Li1-x CoO2+Li x C6=LiCoO2+ C6(x<1)。

下列关于该电池的说法不正确的是A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为Li x C6-xe-= xLi++ C6C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xgD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-x CoO2+Li+【答案】C考点：原电池和电解池的工作原理（2017全国III.11.6分）11．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+x S8=8Li2S x（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-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC．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，电池中的Li2S2量越多【参考答案】A【参考解析】A.原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，电极反应为xS8+2e-+2Li+=Li2S8，故A错误；B.原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C.石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D.电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li越多，则生成Li2S2的量越多，故D正确；答案为A。

(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。

(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。

锂离子电池诺贝尔化学奖贡献
锂离子电池的诺贝尔化学奖贡献可以从多个角度来看。

首先，1991年，诺贝尔化学奖授予了日本化学家川口能纯和美国化学家斯
坦利·惠廷汉姆，以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。

川口能纯
在发现锂离子电池的正极材料方面做出了重大贡献，他发现了可用
于锂离子电池的高能量正极材料，这一发现对锂电池的商业化应用
产生了深远影响。

而斯坦利·惠廷汉姆则在锂离子电池的发展和改
进方面做出了杰出贡献，他提出了一种新型的锂离子电池设计，大
大提高了锂电池的性能和安全性。

此外，锂离子电池的诺贝尔化学奖贡献也可以从锂离子电池本
身的革命性意义来看。

锂离子电池作为一种高效、轻量、可充电的
电池，已经成为移动电子设备、电动汽车等领域的主流能源存储技术。

它不仅推动了移动电子设备的发展，也为减少化石燃料的使用，推动清洁能源技术的发展做出了重要贡献。

因此，诺贝尔化学奖也
是在肯定锂离子电池作为一种革命性能源技术的重要性。

总的来说，锂离子电池的诺贝尔化学奖贡献体现在对锂离子电
池技术本身的重大突破和对清洁能源技术发展的推动上。

这些贡献
不仅在科学技术领域产生了深远影响，也对人类社会的可持续发展产生了积极影响。

（2016四川.9）5．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。

放电时电池的总反应为：Li1-x CoO2+Li x C6=LiCoO2+ C6(x<1)。

下列关于该电池的说法不正确的是A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为Li x C6-xe-= xLi++ C6C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xgD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-x CoO2+Li+【答案】C考点：原电池和电解池的工作原理（2017全国III.11.6分）11．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+x S8=8Li2S x（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-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC．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，电池中的Li2S2量越多【参考答案】A【参考解析】A.原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，电极反应为xS8+2e-+2Li+=Li2S8，故A错误；B.原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C.石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D.电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li越多，则生成Li2S2的量越多，故D正确；答案为A。

(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。

(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。

近10年来的诺贝尔化学奖与高考试题集锦随着知识经济的兴起，2l世纪综合国力竞争的焦点是高科技领域。

诺贝尔奖是世界最高水平、最具权威性、影响最大的科学成就奖。

它标志了一个国家科技发展的水平，正因为如此，高考命题常取材诺贝尔奖，目的在于引导中学教学关注科技进展的最新成果，了解这些成果体现的新知识，新理念和新方法，并运用化学知识理解这些成果的意义。

笔者整理了近10年来化学科学领域的获奖者及成就以及以此为背景的高考化学试题，以飨读者。

一、1994～2003年诺贝尔化学奖获得者及其成就简介1994年乔治·奥拉(George A．Olah，美国)，因对有机化学的贡献而获奖。

他发现了用超强酸使阳离子保持稳定的方法，对发现新的有机化学反应和推动有机化学工业发展起到了重要作用。

1995年保罗·克鲁森(Paul Crutzn，荷兰)、马里奥·莫利纳(Mario Molina，墨西哥)和弗兰克·舍伍德·罗兰(Frank Sherwood Rowland，美国)三人由于在大气化学领域，尤其是在有关臭氧层形成和损耗方面的研究工作而共同获奖。

1996年小罗伯特·柯尔(Robea F．Curl，美国)、哈罗德·克罗托(Harlod w．Kroto，英国)和理查德·斯莫斯(Richard E．Smalley，美国)等三人由于发现球状碳分子即富勒烯C60而共同获奖。

1997年一半奖金由保罗·博伊尔(Paul D．Boyer，美国)和约翰·约克(John E．Walker，英国)分享，是因其阐明了三磷酸腺苷在体内形成的生物催化原理；另一半由丹麦的延斯·斯科(Jens C．Skou，)获得，他发现了钠、钾离子三磷酸腺苷酶。

1998年量子化学领域的科学家瓦尔特·柯恩(Walter Kohn，美国)和约翰·波普尔(John A Pople，美国)各自率先创新了量子化学计算方法，对分子的性质及其参与的化学过程进行有效的理论分析。

2020届高考化学二轮题型对题必练——铝电池2020届届届届届届届届届届届届届——届届届一、单选题（本大题共29小题）1.斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，内部用AlCl4−和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（）A. 放电时铝为负极,反应为：Al−3e−+7AlCl4−=4Al2Cl7−B. 放电时,有机阳离子向石墨电极方向移动C. 充电时的阳极反应为：C n+AlCl4−−e−=C n AlCl4D. 放电时电路中每转移3mol电子,最多有1molC n AlCl4被还原2.我国科学家成功研制出新型铝-石墨烯(C n)可充电电池，电解质为阳离子(EMIM+)与阴离子(AlCl4−)组成的离子液体，该电池放电过程如图所示。

下列说法错误的是A. 放电时铝为负极,发生氧化反应B. 放电时正极的反应为C. 充电时石墨烯与电源的正极相连D. 充电时的总反应为3.如图是铝—空气电池的示意图。

该电池工作时，下列说法正确的是A. 铝片作正极B. 电子由石墨沿导线流向铝片C. 铝片质量不断减少D. 工作时将电能转化为化学能4.2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，内部用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（）A. 放电时,铝为负极,石墨为正极B. 放电时的负极反应为：Al−3e−+7AlCl4−=4Al2Cl7−C. 充电时的阳极反应为：Cx+AlCl4−−e−=CxAlCl4D. 放电时,有机阳离子向铝电极方向移动5.中国科学院成功开发出一种新型铝—石墨双离子电池（如图），大幅提升了电池的能量密度。

该电池充电时的总反应为Al＋xC＋Li＋＋PF6－＝AlLi＋C x PF6，下列有关该电池的说法正确的是1/ 19A. 放电时,电子由铝沿导线流向石墨B. 充电时,PF 6−向铝电极移动 C. 充电时,铝电极质量减小D. 放电时,正极反应式为Al +Li ++e −=AlLi6. 浙江大学高分子科学与工程学系研制出新型铝锂一石墨烯电池，1.1s 便可充电完成，并展现出耐热、抗冻等优异特性，具有广泛的应用前景。

微专题：锂离子电池——以2019年诺贝尔化学奖为背景的热点题材试题【考情背景】最高龄诺贝尔奖得主诞生！97岁“锂电池之父”传奇人生再添荣耀。

众望所归！北京时间2019年10 月9 日，诺贝尔化学学奖评选结果揭晓——诺贝尔委员会宣布，将本年度此奖项颁发给约翰·B·古迪纳夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·威廷汉和吉野彰，以表彰他们在电池领域的重要创新。

“锂电池之父”John B. Goodenough是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发现人，锂离子电池的奠基人之一。

【温馨提示】高考备考刷题固然重要，但是刷什么题也很重要。

最近命题专家们命制了很多与锂离子电池有关的题目，今天我给高三考生们选出其中的一些题，就当作高考猜题吧。

猜题不太好，学习还是应该踏踏实实的，但是备考还是应该有方向的，有时候方向比努力更重要哦。

猜错是正常的，但认真做了这些题，相信是会有所领悟的，是有收获的，希望能助高三学子们一臂之力。

【解题策略】1.模型认知，避繁就简。

2. 找出“题眼”，判断电极。

注意Li x C6等电极材料的特点。

3.运用关于电化学的各种口诀辅助快速答题。

Ready go!（一）钴酸锂电池1．（2020·广东高三）2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。

一种锂离子电池的反应式为Li x C6+Li1-x CoO2C6+LiCoO2(x＜1)。

其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（）A．放电时，Li+由b极向a极迁移B．放电时，若转移0.02mol电子，石墨电极将减重0.14gC．充电时，a极接外电源的正极D．该废旧电池进行“充电处理”有利于锂在LiCoO2极回收2．（2020·云南师大附中高三月考）1980年，古迪的夫发明了钴酸锂材料，这种材料的结构可以使锂离子在其中快速移动。

以LiCoO2作电极材料的锂离子电池在充、放电时的微观粒子变化如图所示，下列说法正确的是A．LiCoO2是电池的负极材料B．充电时，LiCoO2电板的电势低于石墨电极C．充电时，阳极发生的反应是LiCoO2+xe-=Li1-x CoO2+xLi+D．放电时，当1mol电子转移，则石墨电极质量减少7g3．（2019·广东执信中学高三月考）荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如左下图所示。

2020届届届届届届届届届届届届届———届届届届届届届届1.电动汽车在我国正迅猛发展,磷酸铁锂（LiFePO4）电池是电动汽车常用的一种电池,其工作原理如下图所示。

中间是聚合物的隔膜把正极与负极隔开,锂离子可以通过而电子不能通过。

该电充电Li1-x FePO4+ Li x C6。

下列说法池的总反应式是：LiFePO4+C6⇌放电不．正．确．的是A. 放电时电子从A极通过导线流向B极B. 充电时Li+从A极区移向B极区C. 充电时B极电极反应式为：C6+xLi++xe−=Li x C6D. 放电时A极电极反应式为：Li1−x FePO4+xLi++xe−=LiFePO42.某课题组以纳米Fe2O3 作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。

以下说法正确的是A. 放电时,正极的电极反应式为Fe2O3+6li++6e−=2Fe+3Li2OB. 该电池可以用水溶液做电解质溶液C. 放电时,Fe作电池的负极,Fe2O3作电池的正极D. 充电时,电池被磁铁吸引3.日本一家公司目前宣布,他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极,两个电极都是碳材料的双碳性电池（放电原理如图所示,A－表示阴离子）,充电速度比普通的锂离子电池快20倍。

放电时,正极反应Cn(PF6)+e−=PF6−+nC,负极反应：LiCn－e－＝Li＋＋nC。

下列有关说法中正确的是（）A. a 极为电池的负极B. A −为OH −C. 电池充电时的阴极反应为LiCn +e −=Li ++nCD. 充电时,溶液中A −从b 极向a 极迁移4. LiOH 常用于制备锂离子电池正极材料．工业上常利用如图装置电解制备LiOH ,两电极区电解液分别为LiOH 和LiCl 溶液．下列说法正确的是（ ）A. a 是电源的负极B. B 极区电解液为LiOH 溶液C. A 电极的电极反应式为4OH −−4e −=2H 2O +O 2↑D. 外电路中每通过0.1 mol 电子,生成1.12 L 氢气5. 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池．放电时电池的总反应为：Li 1-x CoO 2+Li x C 6=LiCoO 2+C 6（x ＜1）．下列关于该电池的说法不正确的是（ ）A. 放电时,Li +在电解质中由负极向正极迁移B. 放电时,负极的电极反应式为Li x C 6−xe −=xLi ++C 6C. 充电时,若转移1mole −,石墨C 6电极将增重7xgD. 放电时,正极上锂元素的化合价没有改变6. 我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍,装置原理如下图所示,其中固体薄膜只允许Li +通过。

高频考点06：陌生化学反应方程式书写提分精准突破1.基于核心素养的“陌生”反应方程式书写陌生化学反应方程式书写核心素养体现在“变化观念与平衡思想证据推理与模型认知”。

核心素养生成——（离子）反应方程式书写试题，一般源于生产实际和科研成果等，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合的观点。

陌生情境方程式书写注重综合考查学生的各种能力，充分体现了化学教育的目的，增强了高考命题中对学生化学核心素养的正确评价，同时促进传统的“应试教育”向“核心素养”的转化。

预测在2020高考中，以化工生产流程、电化学应用和热化学反应等结合题给新信息书写陌生离子方程式（化学方程式），主要以陌生氧化还原反应方程式书写为主。

2. 陌生反应方程式书写两大高频考点精准突破☆化工流程型陌生化学方程式的书写化工流程中的陌生化学（离子）方程式的书写。

信息“新”、内容别致、陌生度高的信息型化学方程式的书写。

首先通过准确、有效接受、吸收试题中的流程、图表等新信息，并将信息与课本知识有机地结合起来，达到以旧带新、触类旁通的作用，进而产生新思路，发现新规律，创造性地解决问题（包括氧化还原反应型和非氧化还原反应型方程式的书写）。

【例析】铈是一种重要的稀土金属元素，以下是其重要化合物Ce(OH)4的一种制备流工艺程图：(注：高铈是指溶液中Ce为＋4价)①写出加入氨水时发生反应的离子方程式___________________________________。

②“氧化”过程若用NaClO代替O2，写出该反应的离子方程式_________________________________。

(2)将NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2，试写出该反应的离子方程式为_____________________________________________________________。