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第二部分
本部分共5题，共58分。
15.(9分)双极膜是一种新型离子交换复合膜。在直流电场作用下，0在中间催化层可
解离为HO*和OH,为电化学反应提供理想的酸碱环境。
阳离子
交换层
中间
(1)水解离需要破坏的作用力类型是
0
催化层
(2)一种双极膜的结构示意图如右图所示。
s0
RR
①将S的基态原子最外层轨道表示式补充完整：
口口
OH
3s 3p
H,O
R
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是
RR
H.O
③C-N-C键角：-N(CH)3>-NCH)2,原因是
④中间催化层中弱碱性基团一NH一催化H20解离的过程如下。
i.
(补全反应)
i.一NH2-+H20=一NH-+H0
(3)中间催化层还可选择金属化合物作催化剂，如TO2或含铁化合物。
①TiO2的晶胞如右图，形状为长方体，边长分别为anm、
am和bnm,TiO2的摩尔质量为80gmo1,阿伏加德罗
o Ti
常数为NA。该晶体的密度是
_gcm3。(1nm=107cm)
②FC做催化剂，催化效率高，但FeCl3因易溶于水而流失。可利用聚乙烯亚胺
(PEI)与FC3制备如下图所示的复合结构的高效催化剂。
人NH
NNYY
NH
NH
NH
NH
Fe
NH
入NNH
H2N、
该催化剂具有高亲水性且F 3+不易流失，从结构的角度解释原因：
(4)推测双极膜中间催化层中促进H20解离的基团或粒子可能具有的性质是
西城区高三统一测试试卷化学2026.4第6页（共10页）
16.(11分)研究H202去除废水中的有机污染物。
I.酸性条件下H2O2与Fe2+反应产生强氧化性的OH,涉及如下反应：
i.Ht+H202+Fe2+=Fe3++.0H+H20
ii.H202+Fe3+=Fe2++.00H+H
有机污染物如烃、烃的含氧衍生物被OH降解为CO2和H2O。
(1)0H的电子式是
(2)OH氧化乙苯(CH10)的化学方程式是
(3)H202氧化含苯胺的废水，其他条件不变时，起始分别投入少量且含相同物质
的量的Fe2+、Fe3+的盐，苯胺的降解率如下图。
100
80
造
60
Fe3+
器
40
20
04
20406080100120
时间/分钟
用Fe3+时，0~40分钟，苯胺的降解率低，结合反应i、ⅱ解释原因：
(4)在电解槽中加入含有机污染物的酸性废水和少量亚铁盐，向阴极通入空气进行
电解，用电化学法实现H202的制备和F 2+的再生，解决H2O2的贮运风险和提
高有机物的降解效率。阴极反应有
、02+4e+4Ht=2H20。
Ⅱ.中国科学家研究金属有机框架(MOFs)材料作催化剂，利用02高效电合成H202:
部分反应过程的能量变化如下图。
过渡态1
,‘过渡态2、
00H
、H202
*0
*OH
H2O
反应过程
已知：*代表吸附位点，MOFs对OOH具有适宜的吸附作用，利于生成H2O2。
(5)结合图中信息，较低温度有利于制备H202,原因是
(6)下列措施能增大产物中H2O2与H20物质的量之比的是
(填序号)。
a.延长反应时间
b.采用适宜的电压
c.将MOFs材料改为对OOH、H2O2具有强吸附作用的催化剂
西城区高三统一测试试卷化学2026.4第7页（共10页)

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