高考新动向类试题—电有机合成 专项训练-2027届高三化学一轮复习

**基本信息** 聚焦高考新动向，以电有机合成为主线，融合电化学原理与有机合成，构建“原理分析-装置应用-定量计算”的系统化训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电化学装置分析|4选择|电极判断（化合价升降）、离子膜类型（电荷守恒）|电解原理→离子移动→物质转化| |有机合成与电解|2大题（5、6题）|逆推法推断结构、电解效率计算（电子守恒）|有机反应规律→电解氧化还原→产物生成| |反应原理综合|6题Ⅱ、Ⅲ|焓变计算（键能法）、平衡状态判断（压强/速率）|能量变化→平衡移动→工业应用|

高考新动向类试题—电有机合成 [分值：50分] (1~4题，每小题4分) 1.(2025·辽宁抚顺二模)利用有机电化学合成1，2⁃二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为x mol·h-1，下列说法错误的是(　　) A.电源中电势：b>a B.离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 C.合成室内发生的反应为CH2==CH2+2CuCl2CH2ClCH2Cl+2CuCl D.中间室补充NaCl的速率为2x mol·h-1 2.(2025·厦门二模)以废塑料PBS(聚丁二酸丁二酯)和生物质源马来酸()为原料无膜共电解生产琥珀酸()的工作原理如图。下列有关说法正确的是(　　) A.PBS的水解反应为+(n-1)H2On B.阳极电极反应式为 C.理论上电解过程转移8x mol e-，最终至少可获得6x mol琥珀酸 D.若略去碳酸化步骤，可简化分离提纯过程并提高经济效益 3.(2025·河南豫西北教研联盟二模)(CH3O)2CO(碳酸二甲酯)是一种低毒、环保、性能优异的化工原料，其电解合成的原理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A.Pt/C为催化剂 B.电极b为阳极 C.电极a的电极反应式为CO2+2CH3OH+2e-===CO+2CH3O-+H2O D.外电路转移1 mol电子时，理论上可生成(CH3O)2CO的物质的量为2 mol 4. 一种电催化羧酸与芳香酮化合物生成酯的装置（以碘化钾为电解质和催化剂，二甲基亚砜作 溶剂）如下图所示。下列说法正确的是 A．b为电源正极 B．工作时，K+移向碳棒 C．工作时，总反应： D．工作时，碳棒的电极反应式：I－+ e－===I· 5.(16分)(2025·北京朝阳一模)化合物K有抗高血压活性，其合成路线如下。 已知： (1)A为芳香族化合物，A的名称是　　　　　　。  (2)B→D的化学方程式是　　　　　　　。  (3)G的结构简式是　　　　　。  (4)E属于酯，E的结构简式是　　　　　　。  (5)K中能与NaOH溶液反应的官能团有　　　(填字母)。 a.碳碳双键　　b.酯基　　c.酰胺基 (6)D也可由间硝基甲苯通过电解法制得，主要物质转化关系如下。 已知：电解效率η的定义：η(P)=×100%。 ①Ⅱ中，生成Q的离子方程式是　　　　　　　。  ②若电解产生的Ce(OH)3+使间硝基甲苯通过两步氧化完全转化为D，当电极通过1 mol e-，生成a mol D时，η(D)=　　　　　　。  (7)以D、F和CO为原料，“一锅法”合成G的转化过程如下。 M的结构简式是　　　　　，M→N的反应类型是　　　　　　。  6.(18分)(2025·江西模拟预测)丙烯腈(CH2==CHCN)是一种无色有刺激性气味的有机液体，作为一种重要的化工原料，在合成纤维领域中有着广泛的应用。回答下列问题： Ⅰ.以3⁃羟基丙酸乙酯()为原料合成丙烯腈的主要反应如下： 反应1：　ΔH1 反应2：(g)+NH3(g)CH2==CHCN(g)+H2O(g)+CH3CH2OH(g)　ΔH2 (1)根据下表数据计算ΔH1=　　　。  化学键 C—O C—C C==C C—H O—H C==O 键能/(kJ·mol-1) 351 348 615 413 463 745 Ⅱ.工业上还可用“丙烯氨氧化法”制备丙烯腈，以丙烯、氨气和氧气为原料，在催化剂作用下制备丙烯腈的主要反应如下： 反应1：C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2==CHCN(g)+3H2O(g)　ΔH1=-515 kJ·mol-1 反应2：C3H6(g)+O2(g)CH2==CHCHO(g)+H2O(g)　ΔH2=-353 kJ·mol-1 (2)首先需合成原料氨气，在反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0中，v正=k正c(N2)·c3(H2)，v逆=k逆c2(NH3)，k正、k逆为速率常数。正反应和逆反应的平衡常数与温度的关系如图1所示。表示逆反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为　　　　　(填“L1”或“L2”)，T0 ℃时=　　　　　　　。  (3)反应1在　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行；恒温恒容条件下，若容器内只发生反应1，下列能表明反应已经达到平衡状态的是　　　(填字母)。  A.容器内混合气体的密度不再变化 B.断裂1 mol N—H的同时断裂3 mol O—H C.容器内压强不再变化 D.3v正(NH3)=2v逆(O2) (4)在温度为T1 ℃和压强为28 MPa条件下，向恒压密闭容器中充入1 mol CH2==CHCH3、1 mol NH3和4.8 mol O2发生上述两个反应，容器内H2O(g)、CH2==CHCN(g)、CH2==CHCH3(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图2所示。图中表示CH2==CHCN(g)的曲线是　　　　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。反应2的压强平衡常数Kp=　　　(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。  Ⅲ.利用电解法由丙烯腈制备己二腈的装置示意图如图3所示。 　 (5)通电过程中，石墨电极2上的电极反应式为　　　　　　　。  (6)CH2==CHCN转化为NCCN过程中，C原子的杂化轨道类型是否发生变化：　　　(填“是”或“否”)。  第3练　电有机合成参考答案 [分值：50分] (1~4题，每小题4分) 1.答案　B 解析　由图可知，右侧电极上Cu的化合价由+1价升高为+2价，发生氧化反应，则电极N为阳极，电极b为正极，所以电极M为阴极，电极a为负极。根据原子守恒可知，合成室内发生的反应为CH2==CH2+ 2CuCl2CH2ClCH2Cl+2CuCl，C正确；电解时阴极生成气体的速率为x mol·h-1，根据阴极反应2H2O+ 2e-===H2↑+2OH-、电荷守恒可知，中间室移动过来的Na+的速率为2x mol·h-1，故中间室补充NaCl的速率为2x mol·h-1，D正确。 2.答案　C 解析　由图可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水，电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O，放电生成的碱式氧化镍在碱性条件下与丁二醇反应生成氢氧化镍和丁二酸根离子，离子方程式为+8NiOOH+2OH-+8Ni(OH)2；右侧电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e-===H2↑，放电生成的氢气与发生反应：，反应得到的溶液经碳酸化、盐酸沉淀得到琥珀酸。 由题意可知，聚丁二酸丁二酯水解生成1 mol丁二醇时，生成1 mol丁二酸，由分析可知，电解过程转移8x mol电子时，阳极消耗x mol丁二醇、生成x mol，阴极生成4x mol，聚丁二酸丁二酯水解生成x mol琥珀酸，所以理论上生成琥珀酸的物质的量为6x mol，故C正确；由图可知，向溶液中通入二氧化碳碳酸化时，二氧化碳转化为碳酸氢钠，说明电解所得溶液呈碱性，若略去碳酸化步骤，会使盐酸沉淀步骤消耗盐酸的量增大，导致经济效益降低，故D错误。 3.答案　D 解析　由图知，电极b上Br-转化为Br2，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为2Br--2e-===Br2，电极a为阴极，CO2和CH3OH得到电子生成CO、CH3O-和H2O，电极反应式为CO2+2CH3OH+2e-===CO+2CH3O-+H2O，Br2与Pt(0)反应生成Br-和Pt(Ⅱ)，Pt(Ⅱ)与CO、CH3O-和H2O反应生成(CH3O)2CO，据此回答。从图中可知，Pt/C参与反应过程，先由Pt(0)转化为Pt(Ⅱ)，之后Pt(Ⅱ)又变回Pt(0)，在反应前后质量和化学性质不变，符合催化剂的特点，A正确；由图可知生成1 mol(CH3O)2CO时，Pt(Ⅱ)转化为Pt(0)，Pt元素化合价降低2价，转移2 mol电子，所以外电路转移1 mol电子时，理论上生成(CH3O)2CO的物质的量为0.5 mol，D错误。 4.答案：C 由图片信息分析该装置为电解池，铂片上发生还原反应，判断为电解池的阴极，，故电源b极为负极，A错误，工作时，阳离子K+移向阴极铂片，B错误，碳棒上I-离子失电子转化为碘原子，D错误。 5. 答案　(1)甲苯　(2)+HNO3+H2O　(3)　(4)CH3COOCH2CH3　(5)bc　(6)①+2Ce(OH)3++2Ce3++H2O ②4a×100%　(7)　加成反应 解析　A氧化为B，B发生硝化反应生成D，由D逆推，A是，B是；D和F、尿素反应生成G，G和ClCOOCH3发生取代反应生成K，由K逆推，G是，根据题目信息，可知F是，E的结构简式为CH3COOCH2CH3。(6)①由题干转化关系图可知，Ⅱ中被Ce(OH)3+氧化为，根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式。②若电解产生的Ce(OH)3+使间硝基甲苯通过两步氧化完全转化为D，则由转化为D，每生成1 mol D需失去4 mol电子，故当生成a mol D时，失去电子4a mol，电极通过1 mol e-，η(D)=×100%=4a×100%。(7)F的结构简式为，G的结构简式为，N到G发生消去反应，故N的结构简式为，则M转化为N是氨基与酮羰基发生加成反应形成环，故M的结构简式为，由F的结构简式和L到M的转化条件可知，L的结构简式为，可知D和尿素发生加成反应生成L。 6.(18分) 答案　(1)+34 kJ·mol-1　(2)L2　1　(3)任意温度　CD　(4)Ⅰ　　(5)2CH2==CHCN+2e-+2H+=== NC(CH2)4CN　(6)是 解析　(1)焓变=反应物总键能-生成物总键能，ΔH1=(463+413×9+351×3+348×3+745)kJ·mol-1-(413×8+615+745+351×2+348×2+463×2)kJ·mol-1=+34 kJ·mol-1。(2)该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应平衡常数增大，则L2表示逆反应的平衡常数与温度变化关系，T0 ℃时，正、逆平衡常数相等，即K正=K逆=1，平衡时：v正=v逆，即k正·c(N2)·c3(H2)=k逆·c2(NH3)==K正=1。(3)反应1的ΔH<0，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS始终小于0，则在任意温度下都能自发进行；容器恒容，密度始终不变，容器内混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，故A不选；断裂1 mol N—H的同时断裂3 mol O—H，正、逆反应速率不等，没有达到平衡状态，故B不选；该反应是气体分子数变大的反应，如果没有达到平衡，向右进行时则压强增大，现压强不变可以说明反应达到平衡状态，故C选；3v正(NH3)=2v逆(O2)，速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态，故D选。(4)根据两个反应方程式可知，两个反应均正向进行，H2O增加的量最大，即曲线Ⅲ表示H2O，曲线Ⅱ表示C3H6，曲线Ⅰ表示CH2==CHCN(g)，假设平衡时反应1消耗C3H6 x mol，反应2消耗C3H6 y mol，则有： 　　　　　　NH3(g)+C3H6(g)+O2(g)CH2==CHCN(g)+3H2O(g) 变化/mol　　　　x　　x　　x　　　　　x　　　　　　3x 　　　　　　　C3H6(g)+O2(g)CH2==CHCHO(g)+H2O(g) 变化/mol　　　　y　　　y　　　　　　y　　　　　y 根据题意有3x+y=1.4，1-x-y=x，解得x=0.4，y=0.2，平衡时n(C3H6)=0.4 mol，n(NH3)=0.6 mol，n(O2)=(4.8-0.6-0.2)mol=4 mol，n(CH2==CHCN)=0.4 mol，n(H2O)=1.4 mol，n(CH2==CHCHO)=0.2 mol，n总=7.0 mol，反应2的压强平衡常数Kp===。(5)根据图示，石墨电极2上CH2== CHCN发生还原反应生成NC(CH2)4CN，石墨电极2上电极反应式为2CH2==CHCN+2e-+2H+=== NC(CH2)4CN。(6)CH2==CHCN中C原子的杂化类型为sp和sp2，NCCN中C原子的杂化类型为sp和sp3，杂化方式发生了变化。 1 学科网（北京）股份有限公司 $