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有机电合成:契合时代命题
　　近几年高考试卷中常出现结合有机物的转化或合成的电化学试题。目标有机物可以在电极上直接生成,也可以在协同转化反应中生成。借助有机物的载体考查电化学相关知识,体现跨模块的综合融通命题理念,契合当下科技创新、新材料研发的时代命题,旨在培养学生应用与创新的思维品质。
|真|题|习|悟|(看高考如何关联命题)
1.(2025·福建卷)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图。下列说法正确的是 (　　)
A.电源a极为负极
B.反应中Br-的物质的量不断减少
C.总反应为C2H4+CO2+H2O==C3H4O3+H2
D.“反应Ⅱ”为CO2+BrCH2CH2OH==C3H4O3+H++Br-
2.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂,用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中,甲醛转化为HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-==HCOO-+H·。下列说法错误的是 (　　)
A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B.理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-==2HCOO-+H2↑+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e-==CHOCOOH+H2O
3.(2024·黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为
+H2下列说法错误的是 (　　)
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:2H2O+2e-==2OH-+H2↑
C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO-2e-+4OH-==2HCOO-+2H2O+H2↑
解题关键点拨 (1)有机物中“氢”为+1价,“氧”为-2价,依据化合物中各元素化合价代数和为零的规则确定有机物中碳元素的化合价,然后根据反应前后碳元素化合价的变化及碳原子数目确定电极反应式中得失电子的数目。 (2)写电极反应式时,注意电解池中各室电解装置所处环境条件,即酸性条件下不出现OH-,碱性条件下不出现H+。 (3)电解池装置中,各电极上转移的电子数是相等的
热点素材解读 (1)有机电催化与金属催化协同 将电化学与过渡金属催化(Ni、Cu、Co、Pd等)结合,利用电还原产生的低价金属物种实现催化循环。代表反应有Ni催化与电还原结合的交叉亲电偶联反应。 (2)小分子活化与资源转化 利用电能将CO2、N2、CH4等稳定小分子转化为高附加值的有机燃料和化学品(如甲酸、乙烯、氨)。 (3)生物质平台分子的电催化升级 将生物质平台分子(如糠醛、5 羟甲基糠醛)通过电催化转化为更有价值的化学品
|预|测|训|练|(由训练盘活知识)
1.有机物电解池电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛(),电极材料均为石墨。
下列说法错误的是 (　　)
A.电极d为阴极
B.装置工作时,乙室中溶液pH增大
C.电极c的电极反应式为+CH3CN+H2O-2e-==+2H+
D.合成1 mol扑热息痛时,理论上甲室中溶液质量增加96 g
2.(2026·湖南长沙模拟)在新型有机合成中,有一种电化学“穿梭”成对电解反应,原理如图所示,该反应有助于得到有价值的气态烯烃化合物和实现对某些污染物的高效降解。下列说法错误的是 (　　)
A.M极上BrCH2CH2Br发生还原反应
B.基态Br-的核外电子的空间运动状态有18种
C.每生成1 mol乙烯,理论上电路中转移4 mol电子
D.通过该电解原理,理论上可实现萃取剂1,2 二氯乙烯转化为乙炔,从而得到有效降解
3.我国某科研团队研究了一种电催化合成苯胺,同时获得乙醇的方法,其装置如图,工作时双极膜将H2O解离为H+和OH-并分别向两侧移动(F=96 500 C·mol-1)。下列说法错误的是 (　　)
A.催化电极N为阳极,H+通过双极膜向左侧移动
B.催化电极M上的反应为+6e-+6H+==+2H2O
C.单位时间内生成苯胺与乙醇的物质的量之比为3∶2
D.以10 A的电流(电流效率为96.5%)电解40 min,可获得2.76 g乙醇
4.(2026·甘肃兰州模拟)一种电解法制取NaBrO3和丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)的装置如图所示,图中双极膜是一种能将中间层中水解离产生的H+和OH-分离的离子交换膜。下列说法错误的是 (　　)
A.a极应与直流电源的负极相连
B.b极的电极反应式为Br-+6OH--6e-==Br+3H2O
C.外电路中每通过1 mol e-,双极膜中有0.5 mol H2O解离
D.电解一段时间后,若溶液中Br-不足,则b极处可能有O2产生
5.烟酸是B族维生素,可以预防和治疗多种疾病。利用碳封装过渡金属电极可电催化将3 甲基吡啶氧化为烟酸,工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成,在电场作用下,双极膜中离子向两极迁移。下列说法正确的是 (　　)
A.a极的电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑
B.碳封装过渡金属电极能催化提高b电极上还原反应的速率
C.该装置工作时,OH-向a极移动
D.制备0.1 mol烟酸时双极膜中质量减少3.6 g
6.某科研团队构建了一种钌基染料敏化光阳极,以LiBr为电子传输中介,以水为氧源,实现了对烯烃的高效高选择性光电催化环氧化,其工作原理如图所示:
下列说法正确的是(　　)
A.LiBr仅起增强导电性的作用
B.该过程的副产物可能有
C.阴极区反应为
D.若R为CH3—,理论上每生成29 g,同时生成2 g H2
跨“界”融通7　有机电合成:契合时代命题
真题习悟
1.选C　根据图中信息可知,电合成装置左边电极发生氧化反应2Br--2e-==Br2,右边电极发生还原反应2H2O+2e-==H2(g)+2OH-,即可判断电源a极为正极、电源b极为负极,据此解答。由分析可知,电源a极为正极,A错误;从整个反应过程来看,Br-在左边电极转化为Br2后,又经反应Ⅰ、Ⅱ等量产生(反应Ⅰ为C2H4+Br2+OH-==BrCH2CH2OH+Br-),故Br-的物质的量未发生变化,B错误;以整个电解池为研究对象,反应物为C2H4、CO2和H2O,生成物为C3H4O3和H2,总反应为C2H4+CO2+H2O==C3H4O3+H2,C正确;“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH,生成物为C3H4O3和Br-,由图中阴极产生OH-可知,“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行,故“反应Ⅱ”应为CO2+BrCH2CH2OH+OH-==C3H4O3+H2O+Br-,D错误。
2.选B　左侧PbCu电极的Pb表面转化为,发生脱氧的还原反应,Cu表面转化为,发生脱氧、加氢的还原反应,因此PbCu电极为阴极;根据题干信息,右侧Cu电极上发生失电子的氧化反应,因此Cu电极为阳极。根据题干信息可知,Cu电极所在的阳极区先后发生反应:HCHO+OH- HOCH2O-、HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O、[OCH2O]2--e-==HCOO-+H·,H·可转化为H2,则阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-==2HCOO-+H2↑+2H2O,C正确。根据阳极总反应可知,每消耗4个OH-,电路中通过2e-,根据电荷守恒,双极膜中有2个OH-向阳极迁移,即阳极区c(OH-)减小,A正确。由题给信息知,阴极总反应物为H2C2O4、NH2OH,总产物为H3N+CH2COOH,电极反应式为H2C2O4+NH2OH+6e-+7H+==H3N+CH2COOH+3H2O,每生成1 mol H3N+CH2COOH,电路中通过6 mol e-,双极膜中需有6 mol H2O解离出6 mol H+向阴极迁移,B错误。双极膜中H2O解离出的H+向阴极移动,因此H2C2O4在阴极Pb电极上转化为OHCCOOH的反应为H2C2O4+2H++2e-==OHCCOOH+H2O,D正确。
3.选A　传统电解水过程中每转移4 mol e-可制得2 mol H2,耦合HCHO高效制H2过程中每转移4 mol e-,阴、阳极均可产生2 mol氢气,则相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍,A错误;由装置图知,b为阳极,a为阴极,在阴极区H2O电离的H+放电,则阴极的电极反应为2H2O+2e-==2OH-+H2↑,B正确;综合装置图中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离子向阳极移动知,OH-通过阴离子交换膜向b极区移动,C正确;由反应机理知,D正确。
预测训练
1.选D　
由上述分析可知,电极a为负极,故电极a的电极反应式为H2O2-2e-+2OH-==2H2O+O2↑,合成1 mol扑热息痛时,电路中转移2 mol电子,理论上有1 mol S由乙室转入甲室,同时甲室生成1 mol O2逸出,则理论上甲室中溶液质量增加1 mol×96 g·mol-1-1 mol×32 g·mol-1=64 g,D错误。
2.选C　M极上BrCH2CH2Br转化为乙烯,C元素化合价从-1价降至-2价(乙烯中碳元素的化合价为-2价),化合价降低,发生还原反应,故A正确;基态溴离子核外有36个电子,溴离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6,空间运动状态数等于轨道数,各能级轨道数之和为1+1+3+1+3+5+1+3=18,故B正确;BrCH2CH2Br生成1 mol乙烯时,反应为BrCH2CH2Br+2e-==CH2CH2+2Br-(C元素得电子,共转移2 mol电子),理论上电路中转移2 mol电子,故C错误;CHClCHCl可通过类似1,2 二溴乙烷的消去反应,在电解条件下消去Cl-生成乙炔(CH≡CH),实现降解,故D正确。
3.选C　催化电极N上H4转化为H5OH,发生氧化反应,故N为阳极,双极膜解离出的氢离子向阴极移动,故A正确;催化电极M上硝基苯转化为苯胺,反应式为+6e-+6H+==+2H2O,故B正确;阳极N生成1 mol乙醇转移4 mol e-,阴极M生成1 mol苯胺转移6 mol e-,则n(苯胺)∶n(乙醇)=2∶3,故C错误;电流效率为96.5%时,实际电量Q=10 A×40×60 s×96.5%=23 160 C,转移电子n(e-)==0.24 mol,生成1 mol乙醇需4 mol e-,故n(乙醇)==0.06 mol,质量=0.06 mol×46 g·mol-1=2.76 g,故D正确。
4.选C　a极发生HOOCCHCHCOOH转化为HOOCCH2CH2COOH的反应,双键加氢为还原反应,故a极为阴极,应与直流电源负极相连,故A正确;b极为阳极,Br-被氧化为Br,溴元素化合价从-1价升至+5价,失去6e-,结合双极膜提供的氢氧根离子,电极反应式为Br-+6OH--6e-==Br+3H2O,故B正确;双极膜解离水生成氢离子和氢氧根离子,氢离子移向阴极(a极),OH-移向阳极(b极),a极每消耗2 mol氢离子(对应2 mol e-)需2 mol水解离;b极每消耗6 mol OH-(对应6 mol e-)需6 mol 水解离,外电路通过6 mol e-时,双极膜解离6 mol H2O,即每通过1 mol e-解离1 mol H2O,故C错误;若Br-不足,阳极b极可能发生OH-放电:4OH--4e-==O2↑+2H2O,产生氧气,故D正确。
5.选A　a极的电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑,故A正确;b电极为阳极,阳极上发生氧化反应,碳封装过渡金属电极能防止阳极电极自身放电,提高b电极3 甲基吡啶转化为烟酸的氧化反应的速率,故B错误;a为电解池阴极,b为电解池阳极,故该装置工作时,氢氧根离子向b极移动,故C错误;制备烟酸的电极反应为-6e-+6OH-==+4H2O,制备0.1 mol烟酸时转移电子为0.6 mol,根据电子守恒可知,双极膜中有0.6 mol 氢氧根离子移向阳极,0.6 mol 氢离子移向阴极,即质量减少0.6 mol×18 g·mol-1=10.8 g,故D错误。
6.选B　在该光电催化环氧化体系中,溴化锂不仅起增强导电性的作用,还能作为电子传输中介参与反应过程,所以溴化锂的作用不只是增强导电性,故A错误;阳极区的烯烃可能和溴发生加成反应生成副产物,故B正确;阴极区发生还原反应2H++2e-==H2↑,故C错误;阳极区发生反应,若R为CH3—,理论上每生成29 g 即0.5 mol,转移电子1 mol,故生成0.5 mol H2,即1 g,故D错误。(共23张PPT)
习题课
有机电合成:契合时代命题
跨“界”融通
感悟高考考法
7
近几年高考试卷中常出现结合有机物的转化或合成的电化学试题。目标有机物可以在电极上直接生成，也可以在协同转化反应中生成。借助有机物的载体考查电化学相关知识，体现跨模块的综合融通命题理念，契合当下科技创新、新材料研发的时代命题，旨在培养学生应用与创新的思维品质。
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|真|题|习|悟|(看高考如何关联命题)
1.(2025·福建卷)一种无膜电合成碳酸乙烯酯(C3H4O3)的工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A.电源a极为负极
B.反应中Br-的物质的量不断减少
C.总反应为C2H4+CO2+H2O==C3H4O3+H2
D.“反应Ⅱ”为CO2+BrCH2CH2OH==C3H4O3+H++Br-
解析:根据图中信息可知，电合成装置左边电极发生氧化反应2Br--2e-==Br2，右边电极发生还原反应2H2O+2e-==H2(g)+2OH-，即可判断电源a极为正极、电源b极为负极，据此解答。由分析可知，电源a极为正极，A错误；从整个反应过程来看，Br-在左边电极转化为Br2后，又经反应Ⅰ、Ⅱ等量产生(反应Ⅰ为C2H4+Br2+OH-==BrCH2CH2OH+Br-)，故Br-的物质的量未发生变化，B错误；以整个电解池为研究对象，反应物为C2H4、CO2和H2O，生成物为C3H4O3和H2，总反应为C2H4+CO2+H2O==C3H4O3+H2，C正确；“反应Ⅱ”反应物为CO2和BrCH2CH2OH，生成物为C3H4O3和Br-，由图中阴极产生OH-可知，“反应Ⅱ”是在碱性介质中进行，故“反应Ⅱ”应为CO2+BrCH2CH2OH+OH-==C3H4O3+H2O+Br-，D错误。
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2.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-==HCOO-+H·。下列说法错误的是 (　　)
A.电解一段时间后阳极区c(OH-)减小
B.理论上生成1 mol H3N+CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-==2HCOO-+H2↑+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4+2H++2e-==CHOCOOH+H2O
解析:左侧PbCu电极的Pb表面 转化为 ，发生脱氧的还原反应，Cu表面 转化为 ，发生脱氧、加氢的还原反应，因此PbCu电极为阴极；根据题干信息，右侧Cu电极上发生失电子的氧化
反应，因此Cu电极为阳极。根据题干信息可知，Cu电极所在的阳极区先后发生反应:HCHO+OH- HOCH2O-、HOCH2O-+OH- [OCH2O]2-+H2O、[OCH2O]2--e-==HCOO-+H·，H·可转化为H2，则阳极总反应式为2HCHO+4OH--2e-==2HCOO-+H2↑+2H2O，C正确。根据阳极总反应可知，每消耗4个OH-，电路中通过2e-，根据电荷守恒，双极膜中有2个OH-向阳极迁移，即阳极区c(OH-)减小，A正确。
由题给信息知，阴极总反应物为H2C2O4、NH2OH，总产物为H3N+CH2COOH，
电极反应式为H2C2O4+NH2OH+6e-+7H+==H3N+CH2COOH+3H2O，每生成1 mol H3N+CH2COOH，电路中通过6 mol e-，双极膜中需有6 mol H2O解离出6 mol H+向阴极迁移，B错误。双极膜中H2O解离出的H+向阴极移动，因此H2C2O4在阴极Pb电极上转化为OHCCOOH的反应为H2C2O4+2H++2e-==OHCCOOH+H2O，D正确。
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3.(2024·黑吉辽卷)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，
装置如图所示。部分反应机理为 H2。
下列说法错误的是(　　)
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:2H2O+2e-==2OH-+H2↑
C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO-2e-+4OH-==2HCOO-+2H2O+H2↑
解析:传统电解水过程中每转移4 mol e-可制得2 mol H2，耦合HCHO高效制H2过程中每转移4 mol e-，阴、阳极均可产生2 mol氢气，则相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；由装置图知，b为阳极，a为阴极，在阴极区H2O电离的H+放电，则阴极的电极反应为2H2O+2e-==2OH-+H2↑，B正确；综合装置图中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离子向阳极移动知，OH-通过阴离子交换膜向b极区移动，C正确；由反应机理知，D正确。
解题关键点拨 (1)有机物中“氢”为+1价，“氧”为-2价，依据化合物中各元素化合价代数和为零的规则确定有机物中碳元素的化合价，然后根据反应前后碳元素化合价的变化及碳原子数目确定电极反应式中得失电子的数目。
(2)写电极反应式时，注意电解池中各室电解装置所处环境条件，即酸性条件下不出现OH-，碱性条件下不出现H+。
(3)电解池装置中，各电极上转移的电子数是相等的
热点素材解读 (1)有机电催化与金属催化协同
将电化学与过渡金属催化(Ni、Cu、Co、Pd等)结合，利用电还原产生的低价金属物种实现催化循环。代表反应有Ni催化与电还原结合的交叉亲电偶联反应。
(2)小分子活化与资源转化
利用电能将CO2、N2、CH4等稳定小分子转化为高附加值的有机燃料和化学品(如甲酸、乙烯、氨)。
(3)生物质平台分子的电催化升级
将生物质平台分子(如糠醛、5 羟甲基糠醛)通过电催化转化为更有价值的化学品
续表
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|预|测|训|练|(由训练盘活知识)
1.有机物电解池电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛( )，电极材料均为石墨。下列说法错误的是(　　)
A.电极d为阴极
B.装置工作时，乙室中溶液pH增大
C.电极c的电极反应式为 +CH3CN+H2O-2e-== +2H+
D.合成1 mol扑热息痛时，理论上甲室中溶液质量增加96 g
解析:
由上述分析可知，电极a为负极，故电极a的电极反应式为H2O2-2e-+2OH-==2H2O+O2↑，合成1 mol扑热息痛时，电路中转移2 mol电子，理论上有1 mol S由乙室转入甲室，同时甲室生成1 mol O2逸出，则理论上甲室中溶液质量增加1 mol×96 g·mol-1-
1 mol×32 g·mol-1=64 g，D错误。
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2.(2026·湖南长沙模拟)在新型有机合成中，有一种电化学“穿梭”成对电解反应，原理如图所示，该反应有助于得到有价值的气态烯烃化合物和实现对某些污染物的高效降解。下列说法错误的是 (　　)
A.M极上BrCH2CH2Br发生还原反应
B.基态Br-的核外电子的空间运动状态有18种
C.每生成1 mol乙烯，理论上电路中转移4 mol电子
D.通过该电解原理，理论上可实现萃取剂1，2 二氯乙烯转化为乙炔，从而得到有效降解
解析:M极上BrCH2CH2Br转化为乙烯，C元素化合价从-1价降至-2价(乙烯中碳元素的化合价为-2价)，化合价降低，发生还原反应，故A正确；基态溴离子核外有36个电子，溴离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，空间运动状态数等于轨道数，各能级轨道数之和为1+1+3+1+3+5+1+3=18，故B正确；BrCH2CH2Br生成1 mol乙烯时，反应为BrCH2CH2Br+2e-==CH2==CH2+2Br-(C元素得电子，共转移2 mol电子)，理论上电路中转移2 mol电子，故C错误；CHCl==CHCl可通过类似1，2 二溴乙烷的消去反应，在电解条件下消去Cl-生成乙炔(CH≡CH)，实现降解，故D正确。
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3.我国某科研团队研究了一种电催化合成苯胺，同时获得乙醇的方法，其装置如图，工作时双极膜将H2O解离为H+和OH-并分别向两侧移动(F=96 500 C·mol-1)。下列说法错误的是 (　　)
A.催化电极N为阳极，H+通过双极膜向左侧移动
B.催化电极M上的反应为 +6e-+6H+== +2H2O
C.单位时间内生成苯胺与乙醇的物质的量之比为3∶2
D.以10 A的电流(电流效率为96.5%)电解40 min，可获得2.76 g乙醇
解析:催化电极N上H4转化为H5OH，发生氧化反应，故N为阳极，双极膜解离出的氢离子向阴极移动，故A正确；催化电极M上硝基苯转化为苯胺，反应式为 +6e-+6H+== +2H2O，故B正确；阳极N生成
1 mol乙醇转移4 mol e-，阴极M生成1 mol苯胺转移6 mol e-，则n(苯胺)∶n(乙醇)
=2∶3，故C错误；电流效率为96.5%时，实际电量Q=10 A×40×60 s×96.5%=23 160 C，转移电子n(e-)==0.24 mol，生成1 mol乙醇需4 mol e-，
故n(乙醇)==0.06 mol，质量=0.06 mol×46 g·mol-1=2.76 g，故D正确。
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4.(2026·甘肃兰州模拟)一种电解法制取NaBrO3和丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)的装置如图所示，图中双极膜是一种能将中间层中水解离产生的H+和OH-分离的离子交换膜。下列说法错误的是 (　　)
A.a极应与直流电源的负极相连
B.b极的电极反应式为Br-+6OH--6e-==Br+3H2O
C.外电路中每通过1 mol e-，双极膜中有0.5 mol H2O解离
D.电解一段时间后，若溶液中Br-不足，则b极处可能有O2产生
解析:a极发生HOOCCH==CHCOOH转化为HOOCCH2CH2COOH的反应，双键加氢为还原反应，故a极为阴极，应与直流电源负极相连，故A正确；b极为阳极，Br-被氧化为Br，溴元素化合价从-1价升至+5价，失去6e-，结合双极膜提供的氢氧根离子，电极反应式为Br-+6OH--6e-==Br+3H2O，故B正确；双极膜解离水生成氢离子和氢氧根离子，氢离子移向阴极(a极)，OH-移向阳极
(b极)，a极每消耗2 mol氢离子(对应2 mol e-)需2 mol水解离；b极每消耗6 mol OH-(对应6 mol e-)需6 mol 水解离，外电路通过6 mol e-时，双极膜解离6 mol H2O，即每通过1 mol e-解离1 mol H2O，故C错误；若Br-不足，阳极b极可能发生OH-放电:4OH--4e-==O2↑+2H2O，产生氧气，故D正确。
√
5.烟酸是B族维生素，可以预防和治疗多种疾病。利用碳封装过渡金属电极可电催化将3 甲基吡啶氧化为烟酸，工作原理如图所示。双极膜由阴、阳离子交换膜组成，在电场作用下，双极膜中离子向两极迁移。下列说法正确的是 (　　)
A.a极的电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑
B.碳封装过渡金属电极能催化提高b电极上还原反应的速率
C.该装置工作时，OH-向a极移动
D.制备0.1 mol烟酸时双极膜中质量减少3.6 g
解析:a极的电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑，故A正确；b电极为阳极，阳极上发生氧化反应，碳封装过渡金属电极能防止阳极电极自身放电，提高b电极3 甲基吡啶转化为烟酸的氧化反应的速率，故B错误；a为电解池阴极，b为电解池阳极，故该装置工作时，氢氧根离子向b极移动，故C错误；制备烟酸的电极
反应为 -6e-+6OH-== +4H2O，制备0.1 mol烟酸时转移电子为0.6 mol，根据电子守恒可知，双极膜中有0.6 mol 氢氧根离子移向阳极，0.6 mol 氢离子移向阴极，即质量减少0.6 mol×18 g·mol-1=10.8 g，故D错误。
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6.某科研团队构建了一种钌基染料敏化光阳极，以LiBr为电子传输中介，以水为氧源，实现了对烯烃的高效高选择性光电催化环氧化，其工作原理如图所示:
下列说法正确的是(　　)
A.LiBr仅起增强导电性的作用
B.该过程的副产物可能有
C.阴极区反应为
D.若R为CH3—，理论上每生成29 g ，同时生成2 g H2
解析:在该光电催化环氧化体系中，溴化锂不仅起增强导电性的作用，还能作为电子传输中介参与反应过程，所以溴化锂的作用不只是增强导电性，故A错误；阳极区的烯烃可能和溴发生加成反应生成副产物 ，故B正确；阴极区发生还原反应2H++2e-==H2↑，故C错误；阳极区发生反应
，若R为CH3—，理论上每生成29 g 即0.5 mol，转移电子1 mol，故生成0.5 mol H2，即1 g，故D错误。

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