《直通名校》特色题型专项练三、巧用物质微循环破解电解合成有机物（教师版）-高考化学大二轮专题复习
文档属性
| 名称 | 《直通名校》特色题型专项练三、巧用物质微循环破解电解合成有机物（教师版）-高考化学大二轮专题复习 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 444.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-19 17:42:33 | ||
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文档简介
三、巧用物质微循环破解电解合成有机物
1.环氧乙烷（）可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷（）的装置如图所示：
已知：CH2CH2HOCH2CH2Br。
下列说法正确的是（ ）
A.Pt电极接电源负极
B.制备1 mol环氧乙烷，Ni电极区产生2 mol H2
C.Pt电极区的反应方程式为CH2CH2－2e－＋2OH－＋H2O
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
解析：D 由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，Br－在Pt电极发生氧化反应生成Br2，通入的乙烯与Br2、H2O反应生成HOCH2CH2Br，Pt电极为阳极，镍电极为阴极，水分子在阴极发生还原反应生成H2和OH－，K＋通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。铂电极为电解池的阳极，与直流电源的正极相连，A错误；生成1 mol环氧乙烷需要消耗1 mol Br2，则由得失电子守恒可知，阴极上生成H2的物质的量为1 mol，B错误；阳极区发生的反应为CH2CH2＋Br2＋H2OHOCH2CH2Br＋HBr，C错误；电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，D正确。
2.工业上丙烯腈电合成己二腈的电解原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.甲室为阴极室，碳棒上的电极反应式为
2CH2CHCN＋2H＋＋2e－NC（CH2）4CN
B.在电解工作时乙室需要补充水，气体c是氧气
C.离子交换膜为阳离子交换膜，H＋从左室流向右室
D.异丙醇作用：维持电解液pH稳定和助溶剂
解析：C 碳棒上发生CH2CHCNNC（CH2）4CN反应，Pt电极上产生O2，碳棒为阴极，Pt电极为阳极。阴极的电极反应式为2CH2CHCN＋2H＋＋2e－NC（CH2）4CN，阳极的电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋。碳棒电极为阴极，甲室为阴极室，碳棒上的电极反应式正确，A正确；在电解工作时乙室消耗水，故需要补充H2O，气体c是O2，B正确；离子交换膜为阳离子交换膜，H＋从右室流向左室，C错误；异丙醇是有机物，可以维持电解液pH稳定，并有利于丙烯腈的溶解，D正确。
3.利用电催化将温室气体转化为高附加值化学品是实现“碳中和”的重要途径。一种集成式电化学耦合系统如图所示，总反应为CO2＋CH4HCOOCH3。下列说法正确的是（ ）
A.a接直流电源负极
B.产物中可能有CH3OH
C.M为阳离子交换膜
D.右室的电极反应式为H＋＋CO2＋2e－HCOO－
解析：B 左边电极发生氧化反应，为阳极，接电源正极，电极反应式为CH4＋Cl－＋OH－－2e－CH3Cl＋H2O，右边电极发生还原反应，为阴极，接电源的负极，电极反应式为H2O＋CO2＋2e－HCOO－＋OH－，阴极区的HCOO－透过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3Cl反应生成HCOOCH3和氯离子，因此M为阴离子交换膜。a接直流电源正极，A错误；氢氧根离子与CH3Cl反应可生成CH3OH，B正确；阴极区的HCOO－透过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3Cl反应生成HCOOCH3和氯离子，因此M为阴离子交换膜，C错误；右室的电极反应式为H2O＋CO2＋2e－HCOO－＋OH－，D错误。
4.如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为H＋和OH－，下列说法正确的是（ ）
A.石墨电极也可以用Pb代替
B.双极膜解离出来的H＋向石墨电极移动
C.H2C2O4在Pb电极表面发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋HOOC—CHO＋H2O
D.当石墨电极析出1 mol O2，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸
解析：C 由两极物质变化知，Pb电极作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－、H2C2O4＋2e－＋2H＋HOOCCHO＋H2O，石墨电极作阳极，电极反应式为4OH－－4e－2H2O＋O2↑，石墨电极上析出O2，为阳极，若用Pb代替，则发生反应：Pb－2e－Pb2＋，因此石墨电极不能用Pb代替，A项错误；根据石墨电极上的电极反应式知，双极膜解离出来的OH－向石墨电极移动，B项错误；Pb电极上H2C2O4转化为HOOC—CHO，发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋HOOC—CHO＋H2O，C项正确；当石墨电极上析出1 mol O2，转移4 mol电子，Pb电极上发生反应：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－、HOOC—COOH＋2e－＋2H＋HOOC—CHO＋H2O，则Pb电极附近不一定生成2 mol乙醛酸，D项错误。
5.利用电解原理可以实现环氧化合物的选择性电氢化。下列说法正确的是（ ）
A.a极与电源负极连接
B.4.48 L H2参与反应时有0.4 mol H＋向b极迁移
C.一段时间后，a极区电解质溶液的pH升高
D.b极反应式为R＋2e－＋2H＋
解析：D a极上H2失去电子变为H＋，a极为阳极，电极反应式为H2－2e－2H＋，b极为阴极，电极反应式为R＋2e－＋2H＋。a极为阳极，与电源正极连接，A错误；没有指明是否处于标准状况，不能计算H2的物质的量，B错误；a极反应式为H2－2e－2H＋，生成的H＋通过质子交换膜转移至b极区，a极区电解质溶液的pH不变，C错误；b极为阴极，电极反应式为R＋2e－＋2H＋，D正确。
6.环己酮（）在工业上主要用作有机合成原料和溶剂。以Ni作催化电极，1 mol·L－1的NaOH溶液为电解质溶液，可将环己醇（）转化为环己酮，装置如图。下列说法错误的是（ ）
A.Cu电极应接电源的负极
B.Ni电极发生的电极反应为Ni＋3OH－－3e－NiOOH＋H2O
C.若有98 g环己酮生成，理论上右池溶液减少的质量为18 g
D.电解一段时间后，右池溶液pH将变大
解析：C 由Ni生成NiOOH可知，Ni电极为阳极，Cu电极为阴极，与电源负极相连，A正确；Ni电极发生的电极反应为Ni＋3OH－－3e－NiOOH＋H2O，B正确；环己醇生成环己酮的化学方程式为2NiOOH＋3C6H11OH2Ni＋3C6H10O＋4H2O，每生成1 mol环己酮转移2 mol电子，98 g环己酮的物质的量为1 mol，若有98 g环己酮生成，电路中转移2 mol电子，阴极生成1 mol H2，且有2 mol OH－移向阳极，理论上右池溶液减少的质量为36 g，C错误；电解过程中，右池消耗H2O，NaOH浓度变大，pH变大，D正确。
7.苯甲醇电催化氧化制备苯甲醛的电解原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.b端电势高于a端电势
B.电极A的电极反应式：Mn2＋＋2H2O－2e－MnO2＋4H＋
C.电解过程中，电极室A和电极室B的pH均减小
D.理论上，1 mol苯甲醇被氧化成苯甲醛时，电极B上有22.4 L H2放出
解析：B 根据电解原理示意图分析，电极A Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，电极A为阳极、电极B为阴极，则a为正极、b为负极。a为正极、b为负极，b端电势低于a端电势，A错误；电极A电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－MnO2＋4H＋，B正确；电极A Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，MnO2氧化苯甲醇为苯甲醛同时生成Mn2＋，总反应为C6H5CH2OH－2e－C6H5CHO＋2H＋，电极B的电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，H＋从电极室A迁移到电极室B，结合得失电子守恒可知，电极室A、B的pH不变，C错误；没有指明是否处于标准状况，不能确定生成H2的体积，D错误。
8.科学家在电催化加氢方面取得新进展，以二氯甲烷作为溶剂电催化有机物加氢，制备4-乙基苯胺的电解原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.A电极连电源的正极
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.B电极总反应为＋4HCHO＋8OH－－4e－＋4HCOO－＋4H2O
D.若电路中转移0.4 mol电子，则理论上生成M的质量为12.1 g
解析：C 该池为电解池，A电极H2O得电子转化为H原子，发生还原反应，作阴极；B电极，HCHO 失电子转化为HCOO－，发生氧化反应，作阳极。A电极为阴极，连电源的负极，A错误；由题图可知，离子交换膜允许OH－通过，为阴离子交换膜，B错误；B电极总反应为＋4HCHO＋8OH－－4e－＋4HCOO－＋4H2O，C正确；A电极反应式为H2O＋e－OH－＋H、＋4H，M的摩尔质量为121 g·mol－1，若电路中转移0.4 mol电子，则理论上两极共生成0.2 mol M，质量为24.2 g，D错误。
9.如图是电化学合成甲酸盐和环氧乙烷的装置示意图。
下列说法错误的是（ ）
A.阴极电极反应为CO2＋2e－＋H2OHCOO－＋OH－
B.阳极电极反应为CH2CH2－2e－＋2OH－＋H2O
C.理论上，阳极区无须补充Br－
D.标准状况下，理论上每消耗11.2 L CO2，可生成0.5 mol
解析：B 由该工作原理图可知，左侧是由CO2转化为HCOO－，C元素的化合价由＋4价降低为＋2价，被还原，左侧的电极反应为CO2＋2e－＋H2OHCOO－＋OH－，故左侧为阴极；右侧电极反应为2Br－－2e－Br2，右侧为阳极，右侧发生的反应还有Br2＋H2OHBr＋HBrO、H—O—Br＋CH2CH2HOCH2CH2Br、HOCH2CH2Br＋NaOH＋NaBr＋H2O。阴极的电极反应为CO2＋2e－＋H2OHCOO－＋OH－，A正确；阳极的电极反应为2Br－－2e－Br2，B错误；根据分析可知Br－总量未发生变化，理论上不需要补充，C正确；理论上每消耗标准状况下11.2 L CO2，可生成0.5 mol ，D正确。
10.我国科学家设计了一种电有机合成装置，实现了1，2-二氯乙烷脱氯并利用氯离子与苯环作用生成氯苯，该装置工作原理如图所示。下列关于该装置工作时的说法错误的是（ ）
A.电极a为电源的正极
B.通电后，H＋向电极N移动
C.阳极的电极反应式为＋Cl－－e－＋H＋
D.当外电路转移0.1 mol e－时，理论上在标准状况下，阴极析出H2的体积为1.12 L
解析：C 由题图可知，该装置为电解池，N极失去Cl－，Cl－向电极M移动，故电极M是阳极，电源的电极a为正极，电极N为阴极，则电源的电极b为负极。电极a为电源的正极，A正确；电解池中阳离子由阳极区移向阴极区，故通电后H＋向电极N移动，B正确；根据题图可知，电极M上失电子和Cl－反应生成和H＋，故阳极的电极反应式为＋Cl－－2e－＋H＋，C错误；当外电路转移0.1 mol e－时，根据电极反应式：＋H＋＋2e－＋Cl－＋H2↑，理论上阴极析出0.05 mol H2，即标准状况下1.12 L H2，D正确。
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1.环氧乙烷（）可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷（）的装置如图所示：
已知：CH2CH2HOCH2CH2Br。
下列说法正确的是（ ）
A.Pt电极接电源负极
B.制备1 mol环氧乙烷，Ni电极区产生2 mol H2
C.Pt电极区的反应方程式为CH2CH2－2e－＋2OH－＋H2O
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
解析：D 由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，Br－在Pt电极发生氧化反应生成Br2，通入的乙烯与Br2、H2O反应生成HOCH2CH2Br，Pt电极为阳极，镍电极为阴极，水分子在阴极发生还原反应生成H2和OH－，K＋通过阳离子交换膜进入阴极区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。铂电极为电解池的阳极，与直流电源的正极相连，A错误；生成1 mol环氧乙烷需要消耗1 mol Br2，则由得失电子守恒可知，阴极上生成H2的物质的量为1 mol，B错误；阳极区发生的反应为CH2CH2＋Br2＋H2OHOCH2CH2Br＋HBr，C错误；电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，D正确。
2.工业上丙烯腈电合成己二腈的电解原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.甲室为阴极室，碳棒上的电极反应式为
2CH2CHCN＋2H＋＋2e－NC（CH2）4CN
B.在电解工作时乙室需要补充水，气体c是氧气
C.离子交换膜为阳离子交换膜，H＋从左室流向右室
D.异丙醇作用：维持电解液pH稳定和助溶剂
解析：C 碳棒上发生CH2CHCNNC（CH2）4CN反应，Pt电极上产生O2，碳棒为阴极，Pt电极为阳极。阴极的电极反应式为2CH2CHCN＋2H＋＋2e－NC（CH2）4CN，阳极的电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋。碳棒电极为阴极，甲室为阴极室，碳棒上的电极反应式正确，A正确；在电解工作时乙室消耗水，故需要补充H2O，气体c是O2，B正确；离子交换膜为阳离子交换膜，H＋从右室流向左室，C错误；异丙醇是有机物，可以维持电解液pH稳定，并有利于丙烯腈的溶解，D正确。
3.利用电催化将温室气体转化为高附加值化学品是实现“碳中和”的重要途径。一种集成式电化学耦合系统如图所示，总反应为CO2＋CH4HCOOCH3。下列说法正确的是（ ）
A.a接直流电源负极
B.产物中可能有CH3OH
C.M为阳离子交换膜
D.右室的电极反应式为H＋＋CO2＋2e－HCOO－
解析：B 左边电极发生氧化反应，为阳极，接电源正极，电极反应式为CH4＋Cl－＋OH－－2e－CH3Cl＋H2O，右边电极发生还原反应，为阴极，接电源的负极，电极反应式为H2O＋CO2＋2e－HCOO－＋OH－，阴极区的HCOO－透过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3Cl反应生成HCOOCH3和氯离子，因此M为阴离子交换膜。a接直流电源正极，A错误；氢氧根离子与CH3Cl反应可生成CH3OH，B正确；阴极区的HCOO－透过阴离子交换膜进入阳极区，与CH3Cl反应生成HCOOCH3和氯离子，因此M为阴离子交换膜，C错误；右室的电极反应式为H2O＋CO2＋2e－HCOO－＋OH－，D错误。
4.如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的H2O能解离为H＋和OH－，下列说法正确的是（ ）
A.石墨电极也可以用Pb代替
B.双极膜解离出来的H＋向石墨电极移动
C.H2C2O4在Pb电极表面发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋HOOC—CHO＋H2O
D.当石墨电极析出1 mol O2，Pb电极附近一定生成2 mol乙醛酸
解析：C 由两极物质变化知，Pb电极作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－、H2C2O4＋2e－＋2H＋HOOCCHO＋H2O，石墨电极作阳极，电极反应式为4OH－－4e－2H2O＋O2↑，石墨电极上析出O2，为阳极，若用Pb代替，则发生反应：Pb－2e－Pb2＋，因此石墨电极不能用Pb代替，A项错误；根据石墨电极上的电极反应式知，双极膜解离出来的OH－向石墨电极移动，B项错误；Pb电极上H2C2O4转化为HOOC—CHO，发生反应：HOOC—COOH＋2e－＋2H＋HOOC—CHO＋H2O，C项正确；当石墨电极上析出1 mol O2，转移4 mol电子，Pb电极上发生反应：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－、HOOC—COOH＋2e－＋2H＋HOOC—CHO＋H2O，则Pb电极附近不一定生成2 mol乙醛酸，D项错误。
5.利用电解原理可以实现环氧化合物的选择性电氢化。下列说法正确的是（ ）
A.a极与电源负极连接
B.4.48 L H2参与反应时有0.4 mol H＋向b极迁移
C.一段时间后，a极区电解质溶液的pH升高
D.b极反应式为R＋2e－＋2H＋
解析：D a极上H2失去电子变为H＋，a极为阳极，电极反应式为H2－2e－2H＋，b极为阴极，电极反应式为R＋2e－＋2H＋。a极为阳极，与电源正极连接，A错误；没有指明是否处于标准状况，不能计算H2的物质的量，B错误；a极反应式为H2－2e－2H＋，生成的H＋通过质子交换膜转移至b极区，a极区电解质溶液的pH不变，C错误；b极为阴极，电极反应式为R＋2e－＋2H＋，D正确。
6.环己酮（）在工业上主要用作有机合成原料和溶剂。以Ni作催化电极，1 mol·L－1的NaOH溶液为电解质溶液，可将环己醇（）转化为环己酮，装置如图。下列说法错误的是（ ）
A.Cu电极应接电源的负极
B.Ni电极发生的电极反应为Ni＋3OH－－3e－NiOOH＋H2O
C.若有98 g环己酮生成，理论上右池溶液减少的质量为18 g
D.电解一段时间后，右池溶液pH将变大
解析：C 由Ni生成NiOOH可知，Ni电极为阳极，Cu电极为阴极，与电源负极相连，A正确；Ni电极发生的电极反应为Ni＋3OH－－3e－NiOOH＋H2O，B正确；环己醇生成环己酮的化学方程式为2NiOOH＋3C6H11OH2Ni＋3C6H10O＋4H2O，每生成1 mol环己酮转移2 mol电子，98 g环己酮的物质的量为1 mol，若有98 g环己酮生成，电路中转移2 mol电子，阴极生成1 mol H2，且有2 mol OH－移向阳极，理论上右池溶液减少的质量为36 g，C错误；电解过程中，右池消耗H2O，NaOH浓度变大，pH变大，D正确。
7.苯甲醇电催化氧化制备苯甲醛的电解原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.b端电势高于a端电势
B.电极A的电极反应式：Mn2＋＋2H2O－2e－MnO2＋4H＋
C.电解过程中，电极室A和电极室B的pH均减小
D.理论上，1 mol苯甲醇被氧化成苯甲醛时，电极B上有22.4 L H2放出
解析：B 根据电解原理示意图分析，电极A Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，电极A为阳极、电极B为阴极，则a为正极、b为负极。a为正极、b为负极，b端电势低于a端电势，A错误；电极A电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－MnO2＋4H＋，B正确；电极A Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，MnO2氧化苯甲醇为苯甲醛同时生成Mn2＋，总反应为C6H5CH2OH－2e－C6H5CHO＋2H＋，电极B的电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，H＋从电极室A迁移到电极室B，结合得失电子守恒可知，电极室A、B的pH不变，C错误；没有指明是否处于标准状况，不能确定生成H2的体积，D错误。
8.科学家在电催化加氢方面取得新进展，以二氯甲烷作为溶剂电催化有机物加氢，制备4-乙基苯胺的电解原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.A电极连电源的正极
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.B电极总反应为＋4HCHO＋8OH－－4e－＋4HCOO－＋4H2O
D.若电路中转移0.4 mol电子，则理论上生成M的质量为12.1 g
解析：C 该池为电解池，A电极H2O得电子转化为H原子，发生还原反应，作阴极；B电极，HCHO 失电子转化为HCOO－，发生氧化反应，作阳极。A电极为阴极，连电源的负极，A错误；由题图可知，离子交换膜允许OH－通过，为阴离子交换膜，B错误；B电极总反应为＋4HCHO＋8OH－－4e－＋4HCOO－＋4H2O，C正确；A电极反应式为H2O＋e－OH－＋H、＋4H，M的摩尔质量为121 g·mol－1，若电路中转移0.4 mol电子，则理论上两极共生成0.2 mol M，质量为24.2 g，D错误。
9.如图是电化学合成甲酸盐和环氧乙烷的装置示意图。
下列说法错误的是（ ）
A.阴极电极反应为CO2＋2e－＋H2OHCOO－＋OH－
B.阳极电极反应为CH2CH2－2e－＋2OH－＋H2O
C.理论上，阳极区无须补充Br－
D.标准状况下，理论上每消耗11.2 L CO2，可生成0.5 mol
解析：B 由该工作原理图可知，左侧是由CO2转化为HCOO－，C元素的化合价由＋4价降低为＋2价，被还原，左侧的电极反应为CO2＋2e－＋H2OHCOO－＋OH－，故左侧为阴极；右侧电极反应为2Br－－2e－Br2，右侧为阳极，右侧发生的反应还有Br2＋H2OHBr＋HBrO、H—O—Br＋CH2CH2HOCH2CH2Br、HOCH2CH2Br＋NaOH＋NaBr＋H2O。阴极的电极反应为CO2＋2e－＋H2OHCOO－＋OH－，A正确；阳极的电极反应为2Br－－2e－Br2，B错误；根据分析可知Br－总量未发生变化，理论上不需要补充，C正确；理论上每消耗标准状况下11.2 L CO2，可生成0.5 mol ，D正确。
10.我国科学家设计了一种电有机合成装置，实现了1，2-二氯乙烷脱氯并利用氯离子与苯环作用生成氯苯，该装置工作原理如图所示。下列关于该装置工作时的说法错误的是（ ）
A.电极a为电源的正极
B.通电后，H＋向电极N移动
C.阳极的电极反应式为＋Cl－－e－＋H＋
D.当外电路转移0.1 mol e－时，理论上在标准状况下，阴极析出H2的体积为1.12 L
解析：C 由题图可知，该装置为电解池，N极失去Cl－，Cl－向电极M移动，故电极M是阳极，电源的电极a为正极，电极N为阴极，则电源的电极b为负极。电极a为电源的正极，A正确；电解池中阳离子由阳极区移向阴极区，故通电后H＋向电极N移动，B正确；根据题图可知，电极M上失电子和Cl－反应生成和H＋，故阳极的电极反应式为＋Cl－－2e－＋H＋，C错误；当外电路转移0.1 mol e－时，根据电极反应式：＋H＋＋2e－＋Cl－＋H2↑，理论上阴极析出0.05 mol H2，即标准状况下1.12 L H2，D正确。
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