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专题05 化学反应原理综合题 有机推断综合题
题型一 化学反应原理综合题
1．（2024·河南·九省联考卷）二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的
低碳过程。该过程存在如下化学反应：
①
②
③
④
回答下列问题：
（1）
，反应① 正向自发进行(填标号)。
A．低温下能 B．高温下能 C．任何温度下都能 D．任何温度下都不能
（2）反应体系总压强分别为
和
时，
平衡转化率随反应温度变化如图所示，
则代表反应体系总压强为
的曲线是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，判断依据是 。
（3）当反应体系总压强为
时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度
的升高，
的物质的量先增加后减少，主要原因是 。
1
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（4）恒温恒压条件下，向容器中通入
和
，达到平衡时
的转化率为
的转化
率为
，碳单质的物质的量为
的物质的量为
，反应①用摩尔分数表示的平衡常数
(结果保留两位小数)。
上述平衡时
，向体系通入
气，重新达到平衡时，
，则a b(填“>”“<”
或“=”)。(已知反应
的
，物质的摩尔分数
)
2．（2024·江西·九省联考卷）江西稀土资源丰富。硫酸铵作为一种重要的化工原料，可用于稀土的提取。
初始投料比
的混合物，其热分解过程如图所示：
已知该过程主要分为三个阶段，其中：
阶段Ⅱ反应：
阶段Ⅲ反应：
回答下列问题：
（1）
中，
的空间结构为 ，
中心原子的杂化类型为 。
（2）阶段Ⅰ不发生氧化还原反应，对应的化学方程式为 ；图中阶段Ⅰ多次重复实验的实际失重
均比理论值偏大，此误差属于 (填“偶然误差”或“系统误差”)。
（3）阶段Ⅱ和Ⅲ都是吸热过程，且Ⅱ反应速率更快，下列示意图中能体现上述两反应能量变化的是
(填标号)，判断的理由是 。
A．
B．
C．
D．
（4）该热分解过程中，
的作用为 。
2
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（5）一定温度下，在真空刚性容器中，
的分解过程会发生下列反应：
主反应
副反应
两个反应的平衡常数比值
随反应温度升高而 (填“增大”，“减小”或“不变”)；若平衡时总
压为
的体积分数为0.4，主反应的平衡常数
。
（6）
在高温下可以自发分解，原因是 。
3．（2024·甘肃·九省联考卷）铜锈中含有
和
。有人提出腐蚀途径如下：
（1）上图所示晶体结构表示铜锈中 物质(填写化学式)。
（2）过程①是典型的电化学腐蚀，其负极反应为
（3）过程③、④涉及的反应方程式包括：
则
的
。
（4）环境越潮湿、氧气含量越 、气温越 ，铜的腐蚀越严重。
（5）铜锈还含有
，其分解方程式为：
。
该反应的
随温度的变化关系如图所示，
分解的最低温度为 K，当温度
从
升高到
时，平衡向 移动，判定理由是 。
3
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（6）某温度下，
在恒容密闭容器中的分解达平衡时，容器内压强为
，则反应平衡常
数
。
（7）
分解过程中总压强随时间的变化关系如图所示，则在
内，
的平均生
成速率
。
4．（2024·安徽·九省联考卷）丙烷价格低廉且产量大，而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值，因此丙
烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①直接脱氢：
②
计算
氧化丙烷脱氢反应③
的
。
（2）已知下列键能数据，结合反应①数据，计算
的键能是
。
化学键
键能
347.7
413.4
436.0
（3）一定条件下，反应①中丙烷平衡转化率
与平衡常数
的关系可表示为：
，式中
为系
统总压。
分别为
和
时，丙烷平衡转化率与温度的关系如图所示，其中表示
下
的关系曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
时，
(保留2 位有效数字)。
4
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（4）研究人员利用
作催化剂，对反应③的机理开展研究。以
和
为原料，初期产物中没有检
测到
；以含有
的
和
为原料，反应过程中没有检测到
。下列推断合理的
是 (填标号)。
A．
先吸附氧气，吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应
B．
直接氧化吸附的丙烷，吸附的氧气补充
中反应掉的氧
C．
催化丙烷脱氢过程中，碳氢键的断裂是可逆的
（5）研究人员尝试利用
氧化丙烷脱氢制丙烯，与
氧化丙烷脱氢制丙烯相比，使用
的优点有
(写出两点即可)。
（6）一种基于
的锌基催化剂，可高效催化丙烷转化为丙烯。立方
的晶胞如图，晶胞参数为
与
间的最小距离为
，晶体密度为
(列出计算式，阿伏加德罗常数的
值为
)。
5．（2024·吉林、黑龙江·九省联考卷）天然气、石油钻探过程会释放出CO2、H2S 等气体。某种将CO2和
H2S 共活化的工艺涉及反应如下：
①
②
5
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③
④
恒压密闭容器中，反应物的平衡转化率、部分生成物的选择性与温度关系如图所示。
已知：i．CO2和H2S 的初始物质的量相等：
ii．产率=转化率×选择性：
iii．COS 的选择性
，H2O 的选择性
。
回答下列问题：
（1）COS 分子的空间结构为 形。
（2）
。
（3）以下温度，COS 的产率最高的是__________。
A．
B．
C．
D．
（4）温度高于500℃时，H2S 的转化率大于CO2，原因是 。
（5）可提高S2平衡产率的方法为__________。
A．升高温度
B．增大压强
C．降低温度
D．充入氩气
（6）700℃时反应①的平衡常数K= （精确到0.01）。
（7）催化剂CeO2-MgO 对反应②具有高选择性，通过理论计算得到反应的主要路径如下图所示。表示状
态2 的为 。
6
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A．
B．
C．
6．（2024·广西·九省联考卷）工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。回答下列问题：
（1）已知相关反应的热力学数据如下。
反应
①
脱硝反应
的
。
时，为了提高该反应中NO 的平衡转化率，理论上可采取的措施是 。
A．恒容时增大
的压强 B．减小反应容器的容积
C．移去部分
D．选择合适的催化剂
②
另一脱硝反应
的
。
（2）模拟工业尾气脱硝：一定条件下，将
的气体与Ar 混合，匀速通过催
化脱硝反应器，测得NO 去除率和
转化率随反应温度的变化如图。
7
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当温度低于
时，NO 的去除率随温度升高而升高，可能原因是 ；高于
时，NO 的去
除率随温度升高而降低，结合（1）的信息分析其可能原因是 。
（3）中国科学家利用Cu 催化剂实现电化学脱硝。通过理论计算推测电解池阴极上NO 可能的转化机理及
转化步骤的活化能分别如下(*表示催化剂表面吸附位，如
表示吸附于催化剂表面的NOH)。
I．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
V．
上述反应机理中，Ⅱ～V 中速率最慢的步骤是 。若电路中有
电子流过，其中生成
的选择性为95%，电解池阴极生成的
的物质的量为 mmol。
7．（2024·贵州·九省联考卷）苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直
接脱氢法和氧化脱氢法。在
时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接脱氢：
(ⅱ)氧化脱氢：
回答下列问题：
（1）①反应
的
，平衡常数
(用
表
示)。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢，其原因是 。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有 、 。
（2）已知
，忽略
随温度的变化。当
时，反应能自发进行。在
下，
直接脱氢反应的
和
随温度变化的理论计算结果如图所示。
8
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①直接脱氢反应在常温下 (选填“能”或“不能”)自发。
②
随温度的变化曲线为 (选填“a”或“b”)，判断的理由是 。
③在某温度、
下，向密闭容器中通入
气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙
苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数
(保留小数点后一位；分压
总压物质的量分
数)。
（3）乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应，生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下，为了
提高反应速率和苯乙烯选择性，应当 。
题型二 有机推断综合题
8．（2024·江西·九省联考卷）盐酸芬戈莫德(H)是一种治疗多发性硬化症的新型免疫抑制剂，以下是其中
一种合成路线(部分反应条件已简化)。
已知：i)
+R′CH2NO2
ii)
+R′OH
回答下列问题：
（1）化合物A 中碳的2p 轨道形成 中心 电子的大π 键。
9
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（2）由B 生成C 的反应类型为 。
（3）试剂X 的化学名称为 。
（4）由D 生成E 的反应目的是 。
（5）写出由E 生成F 的化学反应方程式 。
（6）在C 的同分异构体中，同时满足下列条件的可能结构共有 种(不含立体异构)
a)含有苯环和硝基；
b)核磁共振氢谱显示有四组峰，峰面积之比为6：2：2：1。
上述同分异构体中，硝基和苯环直接相连的结构简式为 。
（7）参照上：述反应路线，以
和
为原料，设计合成
的路线
(无机试剂任选)。
9．（2024·甘肃·九省联考卷）有机太阳能电池利用有机半导体将光能转换为电能。科学家设计了一种新型
有机太阳能电池材料，其部分合成路线如下：
（1）化合物A 的含氧官能团有 (填官能团名称)。
（2）化合物B 的一种同分异构体能溶解于
水溶液，遇
不显色。核磁共振氢谱检测到三组峰
(峰面积比为1：2：2)，其结构简式为 。
（3）化合物C 的名称是 ，分子式是 。
（4）由B 到D 的转化过程中涉及的反应类型有 、 和
（5）化合物E 可通过频哪醇(
)和联硼酸(
)的脱水反应制备。频哪醇的结构简式是
。
（6）某同学分析以上合成路线，发现制备化合物F 和H 的反应类型都属于 反应。进而提出了
化合物H 的另外一种制备方法：首先在
的催化下，化合物G 与E 反应合成新的化合物Ⅰ，
其结构简式为 。化合物Ⅰ在
的催化下与化合物 (写结构简式)反应即可生
成化合物H。
10．（2024·安徽·九省联考卷）非天然氨基酸AHPA 是一种重要的药物中间体，其合成路线之一如下：
10
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（1）A 可由
氧化得到，
的化学名称是 。
（2）C 的结构简式为 。
（3）D 中手性碳原子数目为 。
（4）E 转化为AHPA 的反应类型为 。
（5）AHPA 中酸性官能团名称为 ，碱性官能团名称为 。
（6）写出同时满足下列条件的AHPA 的同分异构体的结构简式 。
①含苯环且苯环只有一个取代基；
②红外光谱显示含氧官能团只有
和
；
③核磁共振氢谱显示有6 组峰，峰面积比为4 2 2 2 2 1
∶∶∶∶∶。
（7）参照上述合成路线，设计以苄基氯(
)为主要原料制备
的合成路线
(其他原料、试剂任选)。
11．（2024·吉林、黑龙江·九省联考卷）抗疟疾药物阿莫地喹的合成路线如下图。
11
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回答下列问题：
（1）A 中含氧官能团的名称为 和 。
（2）由A 生成C 的反应类型为 。
（3）D 的结构简式为 。
（4）多聚甲醛可以用甲醛代替，则H、I 和甲醛反应生成J 的方程式为 。
（5）H 的同分异构体中，含羧基、苯环，不含氨基（
）的有 种（不考虑立体异构）。
（6）抗癌药物乐伐替尼中间体的合成路线如下图（部分反应条件已略去），其中M 和N 的结构简式分别
为 和 。
12．（2024·广西·九省联考卷）英菲替尼(化合物L)是治疗胆管癌的新型药物，其合成路线如下。
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回答下列问题：
（1）A 的化学名称是 。
（2）由A 生成C 的反应类型是 。
（3）E 的结构简式为 。
（4）由G→J 的转化过程可知，G 转化为H 的目的是
（5）符合下列条件的B 的同分异构体共有 种，其中一种的结构简式为 。
①分子中含环状结构 ②核磁共振氢谱显示2 组峰
（6）L 中氮原子的杂化方式为 。
（7）1，3-二苯基脲(
)是某些药物分子的重要结构单元。参照上述合成路线，写出
以苯为原料制备1，3-二苯基脲的合成路线(无机试剂任选)。
13．（2024·贵州·九省联考卷）化合物J 具有多种生物药理活性。某研究小组以植物中提取的对-茴香醛A
和香草醛F 为原料合成J，一种合成路线如下(部分反应条件和过程已简化)：
已知：
＋
( 为
或烷基)
回答下列问题：
（1）A 中的官能团名称是 。
（2）
的结构简式是 。
（3）由
生成
经过①②两步反应，写出第①步反应的化学方程式 。
（4）根据Ⅰ的结构，发生加成反应时，Ⅰ的碳碳双键断裂的是 键(选填“
”或“
”)。
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（5）根据合成路线，指出
这步反应在合成中的作用是 。
（6）根据化合物的结构，不能发生的反应是 (选填“酯化反应”“水解反应”或“消去反应”)。
（7）化合物
有多种同分异构体，满足下列条件的有 种(不考虑立体异构)。
①加入
溶液发生显色反应；②与
溶液反应有气体放出。
其中，核磁共振氢谱理论上有5 组峰，且峰面积之比为
的同分异构体结构简式是 。
14．（2024·河南·九省联考卷）多丁纳德(化合物K)是一种治疗痛风的药物，以下为其合成路线之一(部分
反应条件已简化)。
已知：
回答下列问题：
（1）B 的化学名称是 。
（2）D 中官能团的名称为 、 。
（3）由F 和H 反应生成I 的化学方程式为 ，反应类型为 。
（4）由I 转变为J 可选用的试剂是_______(填标号)。
A．
B．
C．稀
D．
溶液
（5）设计反应1 和反应2 的目的是 。
（6）在D 的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种；
①含有苯环；②遇
溶液显紫色；③与
溶液反应放出
。
其中，核磁共振氢谱显示为五组峰，且峰面积比为
的同分异构体的结构简式为 。
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