12 例谈有机电化学高考题的解析步骤-《中学生数理化》高考理化2025年10月刊

中学生表理化业经琴酸方萨 例谈有机电化学高考题的解析步骤 S⊙ ■广东横琴粤澳深度合作区华发容闳高级中学 孟凡盛（特级教师，正高级教师） 在新高考电化学命题中，有机电化学是近 OH 年来的热点内容。这类题目常结合实际工业生 构简式为 ,TQ(百里醒)的结构简 产或科研成果，在新情境中通过电极名称判断、 电极反应式书写、离子迁移方向分析、电子转移 守恒计算等核心考点，综合考查考生对电解原 理的掌握程度和知识迁移能力。下面通过两道 式为 有机物转化中，“去氢”或 高考试题，梳理此类题目的解析步骤。 例1我国科研人员采用图1所示的 “加氧”或“去氢加氧”为氧化反应（失电子）， 电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。 对应电解池阳极；“加氢”或“去氧”或“加氢 电极b表面的主要反应历程如图2所示（灰 去氧”为还原反应（得电子），对应电解池阴 球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的 极。本题中，电极b表面TY(百里酚 是( )。 OH 转化为TQ(百里醌 电源 HSO. H2SO. CH.CN CH.CN H.O H,O ),发生“去氢加氧”的氧化反应， 电极a 质子交换膜 电极b 图1 图2 故电极b为阳极，则电极a为阴极。 A电解时，H+从右室向左室移动 (2)书写电极反应式。 B.电解总反应：TY十H0电解TQ十2H◆ 左侧阴极区溶液中的氢离子在阴极a表 面得到电子被还原为H2:2H+十2e OH C.以 为原料，也可得到TQ H,个；右侧阳极区溶液中的 (百里 OH D.用8O标记电解液中的水，可得到 酚)在阳极b表面“去氢加氧”失去电子被氧 1C 化为 (百里醌)，去掉“2H”失去 【解析步骤】 电子为“2e”,加上“10”失去电子为“2e”, (1)判断电极名称。 共失去电子为“4e”,电极反应式为 依据反应历程图可知，TY(百里酚)的结 40 解华部典概及酸方青中学生款理化 转化为轻基乙酸盐，实现变废为宝 -4e+H,0 +4H。 CH,OH N 00 (3)分析选项正误。 CH.OH 根据电解时电解质溶液中离子的迁移一 CH.OH 般遵循“阴阳相吸”可知，电解时阳离子(H) 图3 向阴极移动（即H从右室穿过离子交换膜 电解时，下列说法错误的是( 向左室移动)，A项正确。 A.阳极区pH下降 将上述阴极反应式乘以2，与阳极反应 B.OH从阴极区向阳极区迁移 OH C.阴极发生反应NO,+7H,O+8e 式相加，得到总反应方程式为 NH·H2O+9OH D.阴极转化1 mol NO,阳极将生成 4 mol HOCH,COO HO电解 +2H,个，也就是TY十 【解析步骤】 (1)判断电极名称。 由图可知，电解池左侧电极连接直流电 H2 O 电解 TQ十2H2个，B项正确。 源负极，为阴极；电解池右侧电极连接直流电 OH 源正极，为阳极。 将TY( )换成 为 也可以根据电极反应中化合价升降判 OH 断：左侧电极表面发生氨元素化合价降低得 原料，其反应历程就是将图中异丙基与甲基 到电子的还原反应，为电解池的阴极，右侧电 极表面发生有机物“去氢加氧”的氧化反应， 调换一下位置，产物是 ,还是TQ 为电解池的阳极。 (2)书写电极反应式。 左侧阴极，N元素由NO中的十5价降 低到NH:·H2O中的一3价，得到电子为 ,C项正确。 “8e”,电极反应式先写为“NO十8e NH·HO”,再根据电解前后阴极区溶液由中 读反应历程图可知，百里酚中酚羟基的 性（硝酸盐）转化为碱性（生成NH·HO),结 氧原子并未脱离苯环，甲基邻位的羰基氧原 合电荷守恒在右边补充“9OH”写为NO十 子则来自于电解液中水分子里面的氧原子， 8e—NH3·H2O十9OH,最后根据质量 如果用O标记电解液中的水，得到的O位 守恒在左边补充“7HO”,写出阴极反应式为 于甲基邻位的羰基氧原子上，即 NO+7H2O+8e-NH3·H2O+9OH。 右侧阳极，HOCH2CHOH氧化为 O HOCH2 COOH去掉了“2H”加上了“1O”,去 ,D项错误。 掉“2H”失去电子为“2e”,加上“1O”失去电 48O 子也为“2e”,共失去电子为“4e”,由于阳极 答案：D 区水溶液呈碱性，因此HOCH,COOH中的 例2某研究小组设计如图3所示电 羧基转化为羧酸根(HOCH,COO),电极反 解池，既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨， 应式先写为HOCH,CHOH-4e 又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇 HOCH2 COO,再根据电荷守恒在左边补充 41 中学生表理化经翠破方声 “5OH”,根据质量守恒在右边补充“4H2O”,2 mol HOCH,COO,D项错误。 写出阳极反应式为HOCH,CH2OH-4e+ 答案：D 5OH-HOCH2COO+4H2O。 点睛：有机电化学题解析的三个步骤。 (3)分析选项正误。 第一步，判断电极名称。有机物“去氢” 根据上述阳极反应式可知，阳极区消耗 或“加氧”或“去氢加氧”发生氧化反应的电极 了OH,c(OH)减小导致c(H)增大，pH 为电解池阳极，有机物“加氢”或“去氧”或“加 下降，A项正确。 氢去氧”发生还原反应的电极为电解池阴极； 由上述阴极反应式知，阴极区生成了 也可以通过与直流电源连接方式判断电极 OH,阳极区消耗了OH,按照电解时电解 名称。 质溶液中离子的迁移一般遵循“阴阳相吸”可 第二步，书写电极反应式。结合元素化 知，阴离子移向阳极(OH从阴极区通过阴离 合价变化（无机物）或官能团转化（有机物）确 子交换膜向阳极区迁移)，B项正确。 定电子转移数目，再通过守恒（电子、电荷、质 阴极发生还原反应，电极反应式为 量)配平电极反应。 NO:+7H,O+8e-NH.H,O+9OH-, 第三步，分析选项正误。利用离子迁移 规律（阳离子移向阴极，阴离子移向阳极）、电 C项正确。 子守恒计算、反应历程细节分析选项正误。 由上述电极反应可知，阳极生成1mol 抓住以上三步，可快速突破有机电化学 HOCH,COO转移4mole,当阴极转化 的新情境难题，提升解题准确性。 1mo1NO转移8mole时，阳极将生成 (责任编辑谢启刚) 42