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专题09 化学反应原理综合 有机合成综合
考点概览
题型一 化学反应原理综合
题型二 有机合成综合
化学反应原理综合
1．(25-26 高三上·湖南常德·一模)氢能产业链包含制氢、储氢等环节。
制氢：利用太阳能光催化分解水可制备氢气，过程如图，可见光在催化剂表面可产生电子
和带正电荷
的空穴
。
(1)该制氢过程中，能量转化的形式为___________。
(2)相关键能如下表：
化学键
键
键
键
键
键能(
)
462.8
497.3
436.0
142
请写出水蒸气光催化反应的热化学方程式___________。
储氢：钛锰系储氢合金常温下能快速吸放氢气，是最具前景的储氢合金之一、某钛锰系合金储氢过程如下：
。不同温度下向体积相同的刚性密闭容器中分别加入一定量的
及足量的
，起始压强均为
，反应5 分钟时测得
的转化率与温度的关系如图所示。
(3)
下反应5 分钟时，该反应是否达到平衡状态___________(填“是”或“否”)，用
的压强变化表
示该温度下前5 分钟的反应速率为___________
。
(4)
时，达到平衡时氢气转化率为3%，反应的压强平衡常数
___________
(以平衡分压代替
物质的量浓度计算，保留两位小数)。在该温度下，若将容器体积缩小为原来的一半，重新平衡后体系内氢
气的压强___________(填“增大”或“不变”或“减小”)。
题型一
(5)相比钛锰系储氢合金，镁基储氢材料
储氢量更大，但该材料放氢开始较快，一段时间后变得缓
慢。
请你结合
与
反应放氢的化学方程式分析产生上述现象的原因___________，为提升
的制备效
率，可加入下列物质中的___________(填字母)避免上述现象的发生。
A．
B．
【答案】(1)光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能)
(2)
或
(3) 否 0.015 或
(4) 0.04 不变
(5) 因为
，
覆盖在
表面阻碍反应进行 B
【详解】（1）该制氢过程利用太阳光光催化分解水，将太阳能转化为化学能，因此能量转化形式为光能
转化为化学能（或太阳能转化为化学能）；
（2）水蒸气光催化反应的化学方程式为 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，根据键能计算反应焓变：ΔH = 4 × 462.8
kJ·mol−1 − (2 × 436.0 kJ·mol−1 + 497.3 kJ·mol−1) = +481.9 kJ·mol−1，也可写为
；
（3）28℃时反应5 分钟，氢气转化率随温度升高而增大，说明此时反应仍在正向进行，未达到平衡状态，
故填“否”；起始压强为5.0 MPa，氢气转化率为1.5%，压强变化为 5.0 MPa × 1.5% = 0.075 MPa，反应速
率为 0.075 MPa ÷ 5 min = 0.015 MPa/min（或 1.5×10−2 MPa/min）；
（4）60℃时氢气转化率为3%，起始压强5.0 MPa，平衡时p(H2) = 5.0 MPa × (1 − 3%) = 4.85 MPa，反应
TiMn2(s) + 2H2(g)
TiMn
⇌
2H4(s) 的平衡常数 Kp =
=
0.04 MPa−2；该反应中只有氢气是气
体，平衡常数Kp仅与温度有关，温度不变时Kp不变，因此容器体积缩小后，氢气分压保持不变；
（5）MgH2与H2O 反应的化学方程式为
，生成的 Mg(OH)2 覆盖在MgH2
表面，阻碍反应物接触，导致反应后期速率缓慢；NH4Cl 溶于水呈酸性，可溶解Mg(OH)2覆盖层，避免反
应受阻，故选B。
2．(25-26 高三上·湖南株洲·一模)甲醇常用于溶剂、燃料和化工原料，具有许多重要的应用。
Ⅰ．装置Ⅰ为甲醇燃料电池。装置Ⅱ是一种以Ni-CuO 为电催化剂，并将其与金属铝组装成的可充电电池，
用于还原碱性污水中的
为
，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢
原子再将吸附在电催化剂表面的
逐步还原为
。
回答下列问题：
(1)充电时，Ni-CuO 电极上有
生成，则此时装置Ⅱ总反应为_______，其中Ni-CuO 电极应连接装置Ⅰ中
的电极_______(填“A”或“B”)。
(2)放电时，装置Ⅱ的负极区pH 将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ．
稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果，发生如下反应：
反应i：
反应ii：
反应iii：
(3)反应ii 能自发进行，符合该反应特点的图像是_______。
A．
B．
C．
D．
(4)不同压强下，
和
的起始物质的量比为
，图甲和图乙表示
的平衡转化率随温度升高的变化
关系，或表示
的平衡产率随温度升高的变化关系，如下图所示：
已知：
的平衡转化率
，
的平衡产率
。
①图中纵坐标表示
平衡转化率的是图_______(填“甲”或“乙”)，压强
_______
(填“
”或“
”)。
②图乙中
温度时，两条曲线几乎交于一点，分析原因_______。
(5)某温度下，将
和
充入容积不变的2 L 密闭容器中，若只发生反应iii，初总压为8
MPa，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：
时间/h
1
2
3
4
5
0.9
2
0.8
5
0.7
9
0.7
5
0.7
5
①用
表示前2 h 的平均反应速率
_______
。
②该条件下的分压平衡常数
_______
(结果用分数表示，用平衡分压代替平衡浓度计算
，分
压
总压物质的量分数)。
【答案】(1)
B
(2)减小
(3)A
(4) 乙
时，体系中以反应i 为主，反应i 前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响
(5) 0.075
【详解】（1）充电时，Ni-CuO 电极上有
生成，Ni-CuO 电极做阳极发生的反应为
，阴极反应为
，此时装置Ⅱ总反应为
。Ni-CuO 电极做阳极应连接装置Ⅰ中的正极，装置Ⅰ阳离子
由A 电极移向B 电极，故B 电极为正极，因此Ni-CuO 电极做阳极应连接装置Ⅰ中的B 极。
（2）电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面
的
逐步还原为
，放电时正极区发生的反应为
，负极反应为：
，负极区负电荷增多，正极区负电荷减少，氢氧根离子由负极区通过氢氧根离子
交换膜移向正极区，
浓减小，导致负极区pH 减小。
（3）反应ii 是一个气体分子数减少的反应（3 mol → 1 mol），因此熵变
。根据盖斯定律，由反应i
和iii 可得：
，即反应ii 是放热且熵减的反应。自发
进行的条件是
，由于反应ii
且
，在低温下，
，反应自发；高温下，
，反应非自发，故符合的图像为A。
（4）①反应i 是吸热反应，反应ii 和反应iii 是放热反应，压强一定时，升高温度，反应i 的平衡正向移动，
反应ii 和反应iii 逆向移动，即升高温度，
的平衡产率降低，所以图甲表示
平衡转化率随温
度的变化关系，图乙表示
平衡转化率随温度的变化关系，故答案为：乙；
反应i 是气体体积不变的反应，反应ii 和反应iii 都是气体体积减小的反应，温度一定时压强越大，
的
平衡转化率或
的平衡产率越大，图中压强
时
的平衡转化率或
的平衡产率大于
时
平衡转化率或
的平衡产率，所以
；
②由于反应i 是气体体积不变的吸热反应，压强改变对平衡没有影响，反应ii 和反应iii 为放热反应，
温
度后，体系中主要发生反应i，则两条曲线几乎交于一点。
（5）①列三段式：
在反应2h 后，总气体物质的量为
，由表可知2h 后
，根据公式
可知，
，所以
，这2h 内
共反应了0.3 mol，
。
②由表可知平衡时
，
，
，
平衡时
，
。
3．(25-26 高三·湖南邵阳·一模)氢能获取与利用一直备受关注。
I．甘油
水蒸气重整获得
过程中的主要反应如下：
反应i
反应ii
反应iii
在
条件下，
和
发生上述反应达到平衡状态时，体系中
、
、
和
的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
(1)反应
的
______ (
、
表示)。
(2)表示CO 物质的量随温度变化的曲线是______(填标号)。
(3)550℃时，反应ii 的压强平衡常数
______(结果保留2 位小数)。
II．硼氢化钠
水解制氢：
常温下，
水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。
在某催化剂表面制氢的微观过程
如图所示。
(4)根据上图写出
水解制氢的离子方程式______。
(5)下列说法正确的是______(填字母)。
A．总反应每消耗
，转移
B．
中
采取
杂化方式
C．若用
代替
，则反应后生成的气体全部为
D．
水解制氢涉及非极性键的断裂和生成
III．海水制氢：
我国科研工作者设计了
海水电池驱动海水
电解系统如图所示。在电池和电解池中同时产生
氢气。
(6)右池中阳离子向______(填“3”或“4”)电极移动。
(7)理论上，电路中每通过
电子，可产生标准状况下______
。
【答案】(1)
(2)③
(3)3.82
(4)
(5)AB
(6)4
(7)2.24
【详解】（1）已知：反应ⅱ：
，反应ⅲ：
，根据盖斯定律，将反应ⅱ和反应ⅲ直接相加，即可得到
目标反应：
，因此该反应的焓变
。
（2）
时，曲线
物质的量是
，根据原子守恒，
，则其不可能是含碳微粒，故曲线
①表示
，升高温度，反应i 平衡正移，反应ii 平衡逆向移动，
物质的量增大，则曲线③代表
，
温度升高，反应iii 逆向移动，
物质的量降低，则曲线②代表
。
（3）
时，
，
，
，根据
原子守恒，可得
，根据
原子守恒，可得
，则反应
Ⅱ的平衡常数
。
（4）根据微观过程图，
与
反应生成
和
，配平后离子方程式为：
。
（5）A．在
中，H 为-1 价，B 为+3 价；在
中，O 为-2 价，H 为+1 价，B 为+3 价；该反应中B
元素的化合价未发生改变，反应的实质是
中-1 价的H 与
中+1 价的H 发生归中反应生成0 价的
，
根据方程式
，每消耗1 mol
，有4 mol -1 价的H 失去4 mol 电子，同时
有4 mol +1 价的H 得到4 mol 电子，故总反应转移4 mol 电子，A 正确；
B．
中B 的价层电子对数为4，采取
杂化，B 正确；
C．若用
代替
，反应生成的气体有
、
、
，并非全部为
，C 错误；
D．
水解过程中，断裂的是
、
极性键，生成的是
非极性键，不涉及非极性
键的断裂，D 错误；
故选AB。
（6）左池为原电池，Mg 电极（1 电极）为负极，2 电极为正极；右池为电解池，3 电极为阳极，4 电极为
阴极，电解池中阳离子向阴极（4 电极）移动。
（7）原电池正极（2 电极）的反应为
，每通过
电子生成
，电路中每
通过0.1mol 电子，两处共生成
，标准状况下体积为
。
4．(25-26 高三上·湖南长沙·一模)乙二胺(
)是一种重要的化工原料，广泛用于医药、化工等多领
域，有多种合成方法。
Ⅰ．乙二醇法
主反应：
(g)+2NH3(g)
(g) +2H2O(g)
已知：
为物质标准熵。化学反应(
)的标准摩尔熵变
。
时，相关物质的标准熵数据如下表。
物质
303.8
192.8
320.1
188.8
(1)298 K 时，主反应的
___________
，___________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)某固体催化剂对乙二醇法合成乙二胺具有良好的催化活性，催化时可能发生副反应。一定条件下，催化
剂的用量不同时，分别反应4 h，乙二醇的转化率和乙二胺的选择性随催化剂的用量增加的变化如图所示。
当催化剂的用量为___________%时，乙二胺的产率最大。当催化剂的用量较小时，乙二醇的转化率随催化
剂的用量增加而增大的原因可能是___________。
注：催化剂的用量：催化剂的质量占反应物总质量的百分数
乙二胺的选择性
Ⅱ．乙醇胺法
主反应：
(g)+NH3(g)
(g) +H2O(g)
副反应：
(g)+
(g)
(g) +H2O(g)
(3)利用键能估算主反应的
，最少需要___________(填数字)个共价键键能数据。
(4)恒温条件下，向恒容密闭容器(初始压强为1.8 MPa)中充入1 mol
和
。反应体系
达到平衡时，乙醇胺的转化率为80%，乙二胺的选择性为50%(乙二胺的选择性
)，则主反应的
___________(用平衡分压代替平衡浓度计
算，分压
总压物质的量分数。结果保留两位有效数字)。实际生产中，压强不宜进一步提高的原因是
___________(任答两点)。
Ⅲ．最新研究尝试采用电化学方法直接合成乙二胺。在碱性条件下，NO 可在阴极与乙烯反应生成乙二胺。
(5)NO 与乙烯在阴极生成乙二胺的电极反应式为___________。
【答案】(1) 8.3 能
(2) 3 催化剂用量增大，反应物与催化剂的接触面积增大，反应速率增大，相同时间内，乙二醇
的转化率增大
(3)4
(4) 0.36 增大压强，对主、副反应平衡均没有影响；且对设备耐压性能要求更高，能耗更大，经
济成本更高；另外反应体系中各物质均能形成氢键，加压可能导致其液化
(5)2NO+CH2=CH2+8e−+6H2O=
+8OH−
【详解】（1）根据公式
，代入题目数据：反应物：
，生成物：
，计算：
；
自发性判断：
，
（负）
（正），298 K 时：
<0，故能自发进行；
（2）产率最大时的催化剂用量：产率=转化率×选择性，需结合图像中“转化率”和“选择性”的乘积最
大值，根据图像，在催化剂用量为3%时，两者乘积最大；
转化率随催化剂用量增大的原因：催化剂用量增大，反应物与催化剂的接触面积增大，反应速率增大，相
同时间内，乙二醇的转化率增大；
（3）
对于主反应
(g)+NH3(g)
(g)+H2O(g)，根据
，反应中有
(C-N)、(N-H)、(O-H)、(C-O)四种共价键的断裂和形成，所以最少需要4 个共价键键能数据；
（4）
开始充入1 mol
和
，乙醇胺的转化率为80%，则反应的乙醇胺的物质的量为
，乙二胺的选择性为50%，则生成乙二胺的物质的量为
，根据主
反应
(g)+NH3(g)
(g)+H2O(g)，和副反应：
(g)+
(g)
(g)+H2O(g)，设主反应消耗的乙醇胺和生成乙二胺为xmol，副反应消耗的乙醇胺和消耗
的乙二胺为ymol，则有
，解得
，则有消耗
的物质的
量为0.6mol，生成
的物质的量为0.8mol，剩余
的物质的量为5mol-0.6mol = 4.4mol，剩余乙醇胺
的物质的量为1mol-0.8mol = 0.2mol，反应后总的物质的量为6mol，
；实际生产中，压强不宜进一步提高的原因是：主反应是气
体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动；但副反应是气体分子数增大的反应，增大压强会抑制副反应，
有利于提高选择性。然而，从生产实际考虑，增大压强对设备要求更高，能耗更大，会增加经济成本，故
不宜进一步提高；
（5）
在碱性条件下，NO 可在阴极与乙烯反应生成乙二胺，NO 中N 元素化合价从+2 价降低到-2 价，得到4 个
电子，乙烯转化为乙二胺，根据电荷守恒和原子守恒，电极反应式为
+
。
5．(25-26 高三下·湖南怀化·一模)乙二醇(
)是重要的化工原料，主要用于生产聚酯纤维和防
冻剂，其工业化制备与新型合成路线是研究热点。
Ⅰ、合成气直接合成法
(1)已知
、
、
的燃烧热分别为283 kJ/mol、286 kJ/mol、1180.26 kJ/mol，则
上述合成反应的
______kJ/mol。
(2)按化学计量比进料，固定平衡转化率
，探究温度与压强的关系。
分别为0.4、0.5 和0.6 时，温度与
压强的关系如图所示。
①代表
的曲线为______。
②若在温度为T K，压强恒定为200 kPa 条件下，按化学计量比进料，测得
的平衡转化率为75%，则该
反应的标准平衡常数
______[结果精确到小数点后两位，已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对
于反应：
，
；其中
，
、
、
、
为各组分的平衡分压]。
③若保持温度和压强不变，平衡后再向容器中充入2 mol He，再次达到平衡后，乙二醇的产率将______(填
“增大”“减小”或“不变”)，理由是______。
Ⅱ、电化学还原法
(3)在电解质溶液中，以
为原料，在铜基催化剂上可电催化还原生成乙二醇。
①写出在酸性介质中生成乙二醇的电极反应式：______。
②电解时控制电流为20.10 A，通电时间为2.00 h。实验测得生成乙二醇的电流效率为80.00%(即只有
80.00%的电量用于生成乙二醇，其余电量用于副反应)，则生成乙二醇的物质的量为______mol(保留两位小
数)。(已知：
、
，法拉第常数
)
【答案】(1)
(2)
7.11 减小 恒温恒压下充入不参与反应的惰性气体He，容器体积增大，各反应
物和生成物的分压减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，再次达到平衡后，乙二醇的产率减小
(3)
0.12
【详解】（1）燃烧热是在101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。则：
①
②
③
2×
+3×
-
①
②③式可得反应：
，则该反应的
；
（2）①该反应[
]为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，
平衡正向移动，平衡转化率增大，因为
，故
、
、
对应的
分别为0.6、0.5、
0.4；
②根据题中信息，该反应按化学计量比进料，设起始加入2 mol CO 和
，
的平衡转化率为
75%，即
的转化量为2.25 mol，列三段式：
平衡时，
，
，
，则标准平衡常数
；
③若保持温度和压强不变，平衡后再向容器中充入2 mol He，该反应为气体分子数减小的反应，即恒温恒
压下充入不参与反应的惰性气体He，容器体积增大，各反应物和生成物的分压减小，平衡向气体分子数增
大的方向移动，再次达到平衡后，乙二醇的产率减小；
（3）①在酸性介质中二氧化碳被还原生成乙二醇，其电极反应式为：
；
②
，生成乙二醇转移电子的物质的量为
，
由①可知，每生成1 mol 乙二醇转移10 mol 电子，则转移1.2 mol 电子时生成乙二醇的物质的量为0.12
mol。
6．(25-26 高三上·湖南岳阳·一模)2025 年政府工作报告提出：积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”。从空
气中捕集
并将其转化为燃料或高附加值的化学品，对实现“碳中和”可持续发展具有重要意义。
(1)
催化加氢制甲醇是一种
的转化方法，其过程中发生的反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
①计算反应
的
_______
。该反应_______(填标
号)
A．高温自发 B．低温自发 C．高温低温均自发 D．高温低温均不自发
②在催化剂的作用下，由
加氢制甲醇的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)
该反应过程中决定反应速率步骤的活化能为_______eV，该过程中得到相对较多的副产物是_______(填
“CO”或“
”)
③某工厂使用
与
来合成甲醇，发生如下反应：
主反应：
副反应：
在一密闭恒容容器中，
和
的分压分别为
、
、加入催化剂并在一定温度下发生以上反应，
达到平衡后测得体系压强是起始时的0.8 倍，且甲醚的选择性是甲醇选择性的4 倍(甲醇选择性
)。则主反应的压强平衡常数
_______(只列式不
计算)。
(2)
与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物。转化过程如图所示。X 的分子式是
，是一
种五元环状化合物。X 的结构简式为_______；N 原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷上的碳原子a，
而不是碳原子b，原因是_______。
(3)利用电化学法将
转化为有机物，如图所示，利用电解装置将
转化为
，电解反应前后
浓度基本保持不变。
阴极生成
的电极反应式为_______。
【答案】(1)
B 1.36 CO
(2)
甲基是推电子基团，“CH”中碳带正电荷较少，因此孤电子对更容易进攻“CH2”
中的碳原子a
(3)
【分析】（3）该电解装置中，通入
的
电极为阴极，
在此被还原为
，电极反应为：
，左侧石墨电极为阳极，水被氧化为
，反应为：
，生成的
与通过阴离子交换膜迁移来的
反应：
，
使
浓度基本保持不变，据此分析。
【详解】（1）①根据盖斯定律，目标反应
可由
反应ⅱ
反应ⅰ
反应ⅲ得到，故
。该反应
，
，根据
，低温下
，反应自发，高温下
，反应不自发，B 符合题意；
②反应速率由活化能最大的步骤决定，由能垒图可知，从过渡态到产物的能垒差最大为
，故决速步活化能为
；生成
的能垒低于生成
的能垒，
故相对较多的副产物是
；
③起始时
分压为
，
分压为
，设平衡时生成甲醇消耗
的分压为
，生成甲
醚消耗
的分压为
。根据压强关系，平衡总压为
，有三段式：
；
，根据甲醚的选择性是甲醇选择
性的4 倍，有
，
，平衡时总压有；
，
解得
。平衡时各物质分压：
，
，
，
。主反应
的压强平衡常数
；
（2）
X 的分子式为
，转化过程中
键断裂，与
中一个
键断裂发生加成反应，形成五元环
的结构简式为
；甲基是推电子基团，使“CH”中碳原子的正电性降低，而碳原子b 的正电性相
对较高，N 原子上的孤电子对更易进攻正电性较低的“CH2”碳原子a；
（3）阴极上
被还原为
，
浓度基本保持不变，说明
参与反应并再生。C 元素化合价
从+4 价降至-2 价，每生成1 mol
转移12 mol 电子，结合电荷守恒与原子守恒，电极反应式为
。
7．(25-26 高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模)科学家致力于研究
电催化合成甲醇(
)，电化学
原理在降低碳排放、实现“碳中和”目标中有广泛应用。已知如下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
反应Ⅳ：
回答下列问题：
(1)①反应Ⅰ的
___________
。
②反应Ⅰ的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图1 所示。已知阿伦尼乌斯经验公式为
，(
为
正反应的活化能，
为速率常数，
和
为常数)。
直线
和直线
表示反应Ⅰ在不同的催化剂下进行的实验数据(其他条件均相同)，则直线___________(填
“
”或“
”)催化效果更好。在直线
反应条件下发生反应Ⅰ，则反应Ⅰ的逆反应活化能为
___________
。
(2)在一定温度下，向容积为
的恒容密闭容器中充入
和
，只发生反应Ⅰ．下列能说明
该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．体系的压强保持不变 B．
和
的转化率相等
C．单位时间内断裂
的同时有
断裂 D．混合气体的平均摩尔质量不变
E．混合气体的密度保持不变 F．
和
的浓度之比等于
(3)将
和
的混合气体充入容积为
的密闭容器中，只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，起始压强为
。相同时间内测得温度与
的转化率、
的选择性的关系如图2 所示。已知：
的选
择性
。
240℃
①
反应达到平衡，产生的CO 的物质的量为___________
。
②温度超过240℃时，发现
的选择性明显下降，分析其原因(催化剂未失活)：___________。
240℃
③
，反应Ⅱ的
___________(
指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，
的平衡分压
的物质的量分数；列出计算式，无须化简)。
【答案】(1) -49.1
99.1
(2)ACD
(3) 0.02 反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度使反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡
正向移动，
产量下降，
的产量上升
【详解】（1）①由盖斯定律可知反应
，则
；
②从图像可以看出，直线
斜率的绝对值小，反应活化能小，催化效果更好；将直线
上两点坐标带入公
式
，则有
，
，联立两式
可得
。反应Ⅰ为放热反应，
，则逆反应活化能
；
（2）A．反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，未达平衡时，随着反应的进行，恒容容器中气体压强减小，若
压强不变说明反应已达平衡状态，A 正确；
B．从方程式可以看出，
和
的化学计量数之比等于起始投料比，无论反应是否达到平衡，二者的转
化率均相等，因此，
和
的转化率相等不能说明反应达到平衡状态，B 错误；
C．单位时间内断裂
的同时有
断裂，说明
的消耗速率与
的消耗速率相等，
正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，C 正确；
D．气体平均摩尔质量
，该反应是气体分子总数减少的反应，随着反应的进行，密闭容器中的
减少，当反应达到平衡状态时，
为定值。该反应的反应物和生成物均为气体，根据质量守恒定律，容器
中气体
为定值，因此，当
不变时，说明反应达到平衡状态，D 正确；
E．由选项D 分析可知，容器内气体
为定值，且该容器恒容，则混合气体密度
为定值，不能说
明反应达到平衡状态，E 错误；
F．从方程式可以看出，
和
的化学计量数之比为1:1，反应过程中，二者的生成量相等，因此
二者浓度之比始终等于
，不能说明反应达到平衡状态，F 错误；
故答案选ACD；
（3）①根据题干信息，
的转化率为10%，所以反应消耗
的物质的量
，
反应Ⅰ和反应Ⅱ生成的含C 物质为
和CO，则
。
的选
择性为80%，则
，则反应生成CO 的物质的量为
；
②由题干信息可知，反应Ⅰ的
，是放热反应，反应Ⅱ的
，是吸热
反应。反应温度升高，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，
的生
成量减少，CO 的生成量增加，
的选择性下降；
③由第（3）问第①小问分析可知，当温度为240℃时，反应消耗
的物质的量
，生成
和CO 的物质的量分别为0.08 mol 和0.02 mol，据此可列三段
式：
平衡时，体系内气体总物质的量为
，对气体有
，则反应Ⅱ的
。
8．(25-26 高三下·湖南长沙湖南师范大学附属中学·一模)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意
义。回答下列问题：
Ⅰ．利用CO2与CH4镍基催化重整(DRM)技术制合成气(CO 和H2)
反应ⅰ：CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247.4kJ·mol-1
反应ⅱ：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2
(1)
为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定状态的单质生成1mol 该物质的焓变。对于稳定
状态单质，其
为零。根据表中数据，计算反应ⅱ的反应热ΔH2=___________kJ·mol-1。
物质
CO2
CO
H2O(g)
/(kJ·mol-1)
-393.5
-110.5
-241.8
(2)在恒温恒容的密闭容器内充入一定量的CO2和CH4，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ，下列有关说法正确的是
___________(填标号)。
A．通入氮气，不能改变CO2的平衡转化率
B．混合气体密度不再改变，说明反应达到平衡状态
C．使用高效催化剂能加快反应速率和降低反应的焓变
D．反应ⅱ的逆反应的活化能小于正反应的活化能
(3)在p MPa 时，将CO2和CH4按等物质的量充入密闭容器中，只进行反应ⅰ，分别在无催化剂及ZrO2催
化下反应相同时间，测得CO2的转化率与温度的关系如图所示。
a
①点时有催化剂和无催化剂的CO2转化率相等的原因是___________。
②在p MPa、900℃、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、Ar 按物质的量之比为1：1：2 充入密闭容器，CO2
的平衡转化率(α)大于50%，解释其原因：___________，此时平衡常数Kp=___________MPa2(以各气体的
分压代替浓度计算；列出含α、p 的计算式，可不化简)。
Ⅱ．CH4和CO2在催化剂作用下生成乙酸
(4)CH4和CO2在催化剂(Cu 基或Zn 基)作用下生成乙酸的反应历程如图ⅰ所示(*表示吸附态)，
变化
关系如图ⅱ所示(已知：
，其中k 为速率常数，Ea为活化能，R、A 为常数)。
①使用Cu 基催化剂时，决速步骤的化学方程式为___________。
②图ⅱ中a 对应的催化剂是___________(填“Cu 基”或“Zn 基”)。
【答案】(1)+41.2
(2)AD
(3) a 点所处温度下催化剂失去活性 充入了不参加反应的氩气，相当于减小压强，平衡向气体体
积增大的方向移动，即正移，CO2的平衡转化率增大
(4) *CH4=*CH3+*H Zn 基
【详解】（1）根据生成焓计算反应热：
，稳定
单质
的生成焓为0，代入数据得：
。
（2）A．恒温恒容条件下通入氮气，反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，A
正确；
B．恒温恒容条件下，混合气体的总质量始终不变，混合气体密度也恒定不变，不能说明反应达到平衡状
态，B 错误；
C．使用高效催化剂能加快反应速率，但不影响反应的焓变，C 错误；
D．反应ⅱ为吸热反应，由
知，逆反应的活化能小于正反应的
活化能，D 正确；
故选AD。
（3）①根据图示，a 点时，有催化剂和无催化剂的转化率相等，说明在该温度下，两者反应速率相等，即
a 点时温度较高，催化剂失去了活性。
②反应ⅰ为气体体积增大的反应，在p MPa、900℃、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、Ar 按物质的量之比
1：1：2 充入恒压密闭容器，充入了不参加反应的氩气，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移
动，即正移，CO2的平衡转化率增大，所以CO2的平衡转化率(α)大于50%；假设起始充入了x mol CO2、x
mol CH4、2x mol Ar，平衡时CH4的转化率为α，则平衡时转化的
，平衡时
，平衡时气体的总物质的量为
，故
。
（4）①反应能垒越大，反应速率越慢，而反应历程的决速步骤是反应速率最慢的一步，因此使用Cu 基催
化剂时，决速步骤的化学方程式为*CH4=*CH3+*H。
②图线的斜率为
，斜率绝对值越小，活化能
越小，图中a 斜率绝对值更小，对应活化能更低，从反
应历程可知Cu 基催化剂活化能高于Zn 基，因此a 对应Zn 基。
9．(25-26 高三上·湖南湘东教学联盟·一模)氨是最基本的化工原料之一，合成氨是人类科学技术发展史上的
一项重大成就。
Ⅰ、1898 年德国弗兰克等人首次研究出利用氮气与碳化钙
、水蒸气反应制备氨气的方法，该方法
被称为“氰化法”，其反应原理分两步进行：①在1000℃下生成氰氨化钙
；②高温下，
与过量水蒸气反应生成氨气和另一种正盐。
(1)请写出②中涉及的反应的化学方程式：______。
Ⅱ、1908 年德国化学家哈伯申请了利用氮气和氢气循环法合成氨的专利，近一个多世纪，全世界都这样生
产氨气。
(2)某实验小组一模工业合成氨，采用过渡金属催化合成氨的反应历程和能量变化如图(“*”表示微粒被催化
剂吸附)，其中决定化学反应速率快慢的基元反应方程式是______。合成氨反应的正、逆反应活化能：
______(填“>”“<”或“=”)
。
(3)在不同压强下，按
、
［物质M 的物质的量分数：
］进料，发生
反应：
，反应达平衡时
的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①恒温恒容时，发生该反应，下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是______(填标号)。
a．
b．形成
的同时断裂
c．反应体系压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
e．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②
、
、
由大到小的顺序为______。
③在温度为
、压强为
的条件下，反应
的压强平衡常数
______
(结果保留一位小数)。
Ⅲ、最近，化学家们发明了一种新方法：在常压下，将
和
分别通入电解池，使其附着在电极上实现
氨的合成。在锂介导合成氨的领域，我国科学家李少锋及其团队不仅在稳定性和产氨量方面创下了新纪录，
更在气相中氨的分布比例上取得了突破性进展。其装置如图所示。
(4)电极
上产生氨气的电极反应式为______。
(5)实验研究表明，当外加电压超过一定值后，阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其
可能的原因：______。
【答案】(1)
(2)
(3) ce
213.6
(4)
(5)超过一定电压后，
得电子生成
【详解】（1）“氰化法”制备氨气的过程为
，
，则②中涉及的反应的化学方程式为
；
（2）活化能越大，反应速率越慢，结合反应历程图可知，决定化学反应速率快慢的基元反应是
；根据反应历程图可知，反应物总能量大于生成物总能量，反应属于放热反应，所以
；
（3）①a．由
可知此时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，a 不符合题意；
b．形成
(生成
)的同时断裂
(消耗
)，均表示逆反应速率，不能说明反
应达到平衡状态，b 不符合题意；
c．恒温恒容下，反应前后气体分子数减少，若反应体系压强保持不变，说明反应达到平衡状态，c 符合题
意；
d．反应前后气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡状
态，d 不符合题意；
e．恒温恒容下，反应前后气体分子数减少，气体总质量不变，若混合气体的平均相对分子质量保持不变，
说明反应达到平衡状态，e 符合题意；
故选ce。
②合成氨反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的物质的量分数越大。由图可知，
压强由大到小的顺序为
。
③进料组成为
、
，假设进料中氢气、氮气的物质的量分别为
、
，平衡
时氮气变化量为
，列三段式：
、
下，反应达平衡时，
，解得
；平衡时氮气、氢气、氨气的
物质的量分别是0.6mol、1.8mol，0.8mol，该温度下反应
的压强平衡常数
；
（4）由图可知，产生
的电极与电源的负极相连，作电解池的阴极，氮气得到电子，发生还原反应，
与氢离子结合生成氨气，则电极反应式为
；
（5）外加电压超过一定值后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，其可能的原因为
外加电压超过一定值后，氢离子也易得到电子生成氢气。
10．(24-25 高三下·湖南常德·一模)含氯有机物在自然环境中具有长期残留性和高毒性。
Ⅰ．“催化还原脱氯法”作为一种安全有效的环境修复方法，主要分为“直接脱氯”和“间接脱氯”两大
类。
(1)间接脱氯“光催化加氢脱氯”为典型的间接脱氯法，可在温和条件下有效降解含氯有机物，而不产生氯
化副产物。“光催化加氢脱氯”的第一步为水的活化：
，如图为不同催化剂条件下
水分子解离成
的反应机理。
①下列说法正确的是___________。
A．水的活化分两步完成
B．使用催化剂
，
活化放出的热量比使用催化剂
多
C．吸附在催化剂
表面的
会自发地解离成
②已知
键的键能为
，解离一个水分子[
]理论上需消耗
___________J 能量。(保留两位有效数字)
(2)直接脱氯还原铁脱氯机理：
(R-为烃基)，随着反应进行，铁表面附
着一层红褐色固体，使脱氯效率下降，生成红褐色固体的原因是___________。
Ⅱ．某科研团队以三氯乙烯(TCE)为核心物质进行脱氯机理研究。
(3)利用TCE 测试催化剂的活性 以TCE 测试
、
和
三种不同催化剂
的“加氢脱氯活性”(如图所示)。已知
。t 表示光照时间，
、c 分别为光照t 秒前、后TCE
的浓度，k 为常数。根据图中数据，催化效果最好的催化剂是___________；其中
___________
(已知：
，结果保留两位有效数字)
(4)利用生物电化学系统降解TCE 降解装置如图所示。电极A 为___________(填“阴极”或“阳极”)；
TCE 生成顺式DCE(顺-二氯乙烯)的电极方程式为___________。
【答案】(1) C
(2)生成的
易被空气氧化成
，随着反应进行，pH 不断增大，
会转化为
(3)
0.021
(4) 阳极 H++ClHC=CCl2+2e-
+Cl-
【详解】（1）①A．由图1 可知使用催化剂
分三步完成，生成
和
，A 错误；
B．水活化为
，图1 中在两种催化剂条件下生成的是
和
，且催化剂不影响反
应热，B 错误；
C．使用催化剂
水变为
后相对能量不变即可解离成
和
，说明吸附在催化剂表
面后可自发解离，C 正确；
选C。
②解离一个水分子理论上消耗的能量就是断开一个水分子中的一个氢氧键所消耗的能量，
的键能为
，解离一个水分子理论上消耗的能量为
；
（2）生成的亚铁离子易被空气氧化成铁离子，由直接脱氯还原铁脱氯机理可知，随着反应进行氢离子被
消耗，pH 不断增大，
会转化为
，从而生成红褐色固体；
（3）①由图可知单位时间内使用
催化剂
最小，即光照后TCE 的浓度最低，故催化效
果最好的是
；
②
，
；
（4）①由题意知为电解池原理，三氯乙烯得电子生成顺-二氯乙烯，故B 极发生还原反应为阴极，A 为阳
极；
B
②
极的电极反应为H++ClHC=CCl2+2e-
+Cl-。
11．(25-26 高三上·湖南永州·一模)丙烯是一种重要的化工原料，可通过下面两种方法由(
合成。
方法一、
氧化丙烷脱氢法制丙烯
在催化剂作用下和丙烷反应可生成丙烯，体系中主要发生如下反应：
反应I：
反应II：
回答下列问题：
(1)已知：
ΔH=+124kJ/mol
ΔH=-41kJ/mol
反应I 的
=_______kJ/mol，该反应_______(填标号)。
A．高温自发 B．低温自发 C．高温低温均自发 D．高温低温均不自发
(2)一定条件下，将
和
通入密闭容器中，发生上述反应，平衡时各产物的物质的量随温
度变化如下图所示。图中表示
随温度变化的曲线是_______，
)在图示温度范围内几乎为
0 的可能原因是_______。
(3)在TK、100kPa 的恒温恒压密闭容器中，充入
和
在催化剂作用下进行上述反应，
平衡时，
的转化率为50%， C3H6的选择性S 为80%。
已知：
①平衡时，n(CO)=_______mol。
②该温度下反应I 的分压平衡常数Kp=_______kpa(保留小数点后一位)。
方法二、
电解法制丙烯
装置如图所示：
(4)电解一段时间后，右室电极附近溶液 pH_______(填“变大”“变小”或“不变”)；生成丙烯的电极反
应式为_______。
【答案】(1) +165 A
(2) L3 823K 前， 反应II 占主导， 反应I 几乎不发生； 823K 后， 反应I 生成的H2O 与CO 继续
反应被消耗
(3) 1 2.8
(4) 变小
【详解】（1）已知：
ΔH=+124kJ/mol ①
ΔH=-41kJ/mol②，
反应I 方程式=
-
①②，则
=+124kJ/mol-(-41kJ/mol)= +165 kJ/mol；
该反应ΔS＞0，则根据ΔH-TΔS＜0 能自发进行，则该反应在高温下能自发进行，故A 正确。
（2）因为反应1 在高温下才进行，所以在一开始以反应Ⅱ为主，所以在823K 前产物只有一氧化碳和氢气，
故
表示丙烯物质的量变化；
)在图示温度范围内几乎为0 的可能原因是823K 前， 反应II 占主
导， 反应I 几乎不发生； 823K 后， 反应I 生成的H2O 与CO 继续反应被消耗。
（3）在TK、100kPa 的恒温恒压密闭容器中，充入
和
在催化剂作用下进行上述反应，
平衡时，
的转化率为50%，则
平衡的物质的量为0.5mol，转化量为0.5mol， C3H6的选择性S
为80%，则C3H6平衡物质的量=0.4mol，则反应Ⅰ产生CO 的物质的量=0.4mol，反应②产生CO 的物质的
量=0.6mol，则反应总共产生CO 的物质的量=0.4mol+0.6mol=1mol。平衡氢气的物质的量=0.4mol，水的物
质的量=0.4mol，平衡
的物质的量=3mol-0.4mol-0.3mol=2.3mol，平衡气体总物质的量
=0.5mol+2.3mol+1mol+0.4mol+0.4mol+0.4mol=5mol, 该温度下反应I 的分压平衡常数Kp=
≈2.8。
（4）右室是阳极，电解一段时间后，产生氢离子，导致附近溶液 pH 变小，生成丙烯的电极反应为：
。
【点睛】本题主要考查化学反应原理，涉及到盖斯定律的应用、化学平衡的计算及电化学的相关知识等，
注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
12．(25-26 高三上·湖南省湘西土家族苗族自治州·一模)丙烯是重要的化工原料，工业上常用丙烷催化脱氢
制取丙烯：
kJ·mol-1。回答下列问题：
(1)升温时，
的平衡转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在某恒压绝热容器中发生该反应，不能说明该反应已达平衡状态的是___________(填标号)。
A．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
B．反应的平衡常数不再改变
C．
的消耗速率等于
的生成速率
(3)在压强分别为0.1 MPa 和0.01 MPa 的条件下，在密闭容器中充入等量的
发生上述脱氢反应，平衡
时
和
的物质的量分数随温度的变化如图所示。
①在a、b、c、d 四条曲线中，表示0.1 MPa 时
和
平衡时物质的量分数的曲线依次是___________、
___________。
②计算Q 点对应温度下该反应的平衡常数
___________MPa(
为用分压表示的平衡常数，分压=总压
×物质的量分数)。
(4)实际生产中，反应体系还存在
的裂解[
]和生成积碳等副反应。在恒
温条件下，将
以固定流速持续通过装有催化剂的反应器，刚开始一段时间后，测得出口处混合气体中
含量较少，反应3 小时后，测得出口处混合气体中
的含量明显增加，可能的原因是___________，
为了解决这一问题，可向反应体系中加入一定量的___________(填“
”或“
”)。
【答案】(1)增大
(2)C
(3) a d 0.0125 或
(4) 生成的积碳附在催化剂表面导致催化剂失效(或失活)
【分析】恒压绝热容器中，平衡判断核心是正逆反应速率相等和体系宏观性质不再变化，结合“恒压”
（体积可变）和“绝热”（无热量交换，温度可变）特点，具体方法如下：
1. v 正 = v 逆：同一物质的生成速率=消耗速率；不同物质的正逆速率比=化学计量数比；
2. 各物质含量不变：浓度、百分含量、物质的量、质量等不再随时间变化；
3. 温度不变：绝热容器中，反应热无法传递，温度会随反应进行变化（放热反应升温、吸热反应降温）；
当温度恒定，说明正逆反应热量抵消，达到平衡；
4. 体积不变：恒压下，体积随气体分子数变化；若体积不再改变，说明气体分子数不变，反应达到平衡；
5. 密度不变：密度
，恒压下V 可变：有气态物质参与，m 不变但V 随反应变化，ρ 不变时平衡；全
气态且 n(气) ≠0：m 不变但V 变化，ρ 不变时平衡；n(气) = 0 时ρ 始终不变，不能作为依据。
【详解】（1）该反应为吸热反应，升温，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大。
（2）恒压绝热容器中，反应未平衡前气体的物质的量和体系温度一直在改变，所以体系中气体的平均摩
尔质量不再改变和反应的平衡常数不再改变时均已达到平衡，A、B 项不符合题意；
的消耗速率和
的生成速率均为逆反应速率，相等时不能说明已达平衡，C 项符合题意。
（3）①该反应吸热，反应后气体体积增大，升温，平衡正向移动，加压，平衡逆向移动，由此可知a、c
表示
的变化曲线，b、d 表示
的变化曲线，则表示0.1 MPa 时
和
平衡时物质的量分数的
是a 和d。
②设起始
的物质的量为a mol，则根据三段式法可得：
Q 点时
的物质的量分数为50%，则
，
，平衡时的总物质的量为
mol，所以
、
、
的平衡分压分别为0.1 MPa
、0.1 MPa
、0.1 MPa
，则
MPa。
（4）反应3 小时后，固定流速的情况下
的含量明显增加，有可能是丙烷分解生成的碳附着在催化剂
表面导致催化剂失效，使得反应变慢。而
可以和积碳反应而使催化剂保持较高的活性，所以选
。
有机合成综合
13．(25-26 高三上·湖南常德·一模)非天然氨基酸在药物化学、生物化学等领域展现了较大的应用潜力。某
研究小组按照以下合成路线合成一种非天然六元环状氨基酸衍生物。
已知：①
(
、
、
为“烃基”或“
”)；
题型二
②
；
③
。
(1)
中含有的官能团为___________(填名称)；
的反应类型为___________。
(2)
分两步完成，已知中间产物
的分子式为
，写出
与
反应生成
的化学方程式
___________。
(3)THF(
)是呋喃(
)的氢化产物，等物质的量的
与
中含σ 键数目之比为
___________。
(4)
的同分异构体有多种，符合下列条件的结构有___________种。
①含
且与苯环直接相连；②仅含一个苯环，不含“
”和其他环状结构。
其中核磁共振氢谱只有5 组峰，且峰面积比为
的物质，其结构简式为___________(写出一种即
可)。
(5)请参照上述合成路线，选择合适试剂，补充完成某有机物(
)的合成路线(部分反
应条件已略去)。
___________
【答案】(1) 氨基 取代反应
(2)
+H2O
(3)
或
(4) 22
或
(5)
【分析】
根据已知条件①和②，A（
）与B（
）在CH3COOH/CH3OH 催化下发生加成-
消除反应生成中间产物，中间产物被
还原生成C（
），C 与NIS 发生取代
反应（萘环上的氢被碘原子取代）生成D（
），D 与
在一定条件下发
生取代反应生成E （
），E 在TBAF/THF 条件下脱去TMS 生成F （
），G（
）与
在一定条件下反应生成H（
），F 与H 在一定条件下发生取代反应生成I（
），I 与NBS 反应生成J（
）。
【详解】（1）
已知A 的结构简式为
，其中含有的官能团为氨基；由分析可得
的反应类型为取
代反应；
（2）
由题可得中间产物
的分子式为
，结合已知条件①可得
与
反应生成
的化学方程式为
+H2O；
（3）
THF(
)的结构为环醚，分子中含13 个σ 键（3 个C-C 键、8 个C-H 键、2 个
键），呋喃(
)的结构为含氧杂环，分子中含9 个σ 键（3 个C-C 键、4 个C-H 键、2 个
键）；
（4）
已知A 的分子式为
，则符合题目要求的同分异构体有22 种（一取代物9 种、二取代物13 种），其
中核磁共振氢谱只有5 组峰且峰面积比为
的结构简式为
或
。
（5）
根据已知条件③可知，
与
反应生成
，参照D→F 可知
后续反应为：
与
在一定条件下发生取代反应生成
，
在TBAF/THF 条件下脱去TMS 生成
。
14．(25-26 高三上·湖南长沙·一模)氨基酸靶向抑制剂是科研领域重点关注的一类小分子药物。下图为某种
赖氨酸靶向抑制剂的合成路线(部分反应试剂和条件简化或省略)。
已知：a．TIPS 为三异丙基硅基，性质相对稳定；
b．
+R′MgX
(1)B 的结构简式为___________。
(2)C→D 实现了由___________到___________转化(填官能团名称)。
(3)D→E 的目的是___________。
(4)E 生成F 的反应类型是___________。
(5)靶向抑制剂中含有的
结构中所有原子共平面，推测该结构中氮原子形成配位键时，给出孤
电子对的能力：①号氮___________②号氮(填“大于”或“小于”)。
(6)A 的芳香族同分异构体中，满足下列条件的结构简式为___________。
①含有
、
的结构，无
、
的结构；
②核磁共振氢谱图中有3 组峰，且峰面积之比为
。
(7)依据以上流程信息，结合所学知识，设计以
和
为原料，合成
的路
线___________(无机试剂和溶剂任选)。
【答案】(1)
(2) 羟基 羰基
(3)脱除保护基，恢复羟基
(4)取代反应
(5)大于
(6)
(7)
【分析】
与
发生取代反应生成B（
）；B 与CH3MgI 加成再水解
生成C，C 发生氧化反应生成D（
）；D 在氯化铝作用下生成E，E 与
发生取
代反应生成F，F 经过一系列反应生成靶向抑制剂；据此作答。
【详解】（1）
B 的结构简式为：
；
（2）依据分析，C→D 实现了由羟基到羰基的转化；
（3）B→C 发生取代反应，保护羟基；D→E 脱除保护基，恢复羟基；
（4）E 生成F 的反应类型是取代反应；
（5）该结构所有原子共平面，氮原子为sp2杂化；①号氮原子孤电子对占据sp2杂化轨道，不参与共轭，
电子云密度较高，更容易提供出来形成配位键；②号氮原子的孤电子对占据未杂化的p 轨道，参与了大π
键的共轭，电子云被整个共轭体系分散，电子云密度降低，给出孤电子对的能力变弱；因此①号氮给出孤
电子对的能力大于②号氮；
（6）
A 的芳香族同分异构体含苯环，需同时有C-O-C 和C-Br 结构，无C=O、-O-O-；核磁共振氢谱3 组峰且峰
面积比2:2:3，说明分子高度对称；结合不饱和度可知需形成一个含氧环，苯环上4 个氢分为两组等效氢，
则满足题意的结构为：
；
（7）
结合题意，
先发生催化氧化反应生成
，
再与
IMgCH2CH2MgI 发生加成反应，随后水解生成
，
在浓硫酸作用下发生消去反应生成目
标产物；则合成路线为：
。
15．(25-26 高三下·湖南长沙湖南师范大学附属中学·一模)化合物X 是一种生物活性物质，某研究小组通过
如图流程制备化合物X(部分流程及反应条件已省略)：
已知：①PCC 是选择性氧化剂，可以把醇氧化成醛或酮；
NaBH
②
4是强还原剂，可以把醛或酮还原为醇；
③
，
中的-CH3不能被酸性高锰酸钾氧化。
回答下列问题：
(1)B 中含有的官能团的名称为___________。
(2)A→B 的原子利用率为100%，则M 为___________。
(3)C→D 的反应类型为___________。
(4)D 的结构简式为___________。
(5)E→F 的过程中会产生少量F 的同分异构体H，写出H 的结构简式：___________。
(6)下列说法不正确的是___________(填标号)。
A．C 具有一定的还原性
B．F→G 的反应为加成反应
C．E、F 分别发生消去反应得到的产物均不含有手性碳原子
D．1mol X 与足量NaOH 反应，最多消耗4mol NaOH
(7)
是重要的化工原料。以
为原料，设计化合物
的合成路线______(用
流程图表示，无机试剂和含1 个碳原子的有机试剂任选)。
【答案】(1)酯基、(醇)羟基
(2)C2H5OH
(3)加成反应
(4)
(5)
(6)BCD
(7)
【分析】
A 与乙醇(M)开环生成B，B 中醇羟基被PCC 选择性氧化为醛基得到C，C 与
发生加成反应
生成D(
)，D 中醛基被NaBH4还原为醇羟基得到E，E 中酯基与自身羟基发生酯交换
得到F，F 与
发生取代反应生成G，G 用BBr3脱甲基得到X；
【详解】（1）根据B 的结构简式可知，B 中含有的官能团的名称是酯基、(醇)羟基；
（2）A→B 的原子利用率为100%，则该反应没有其他小分子生成，对比A、B 的结构可知，M 为乙醇
(C2H5OH)；
（3）
根据分子式可知，C(
)与
(
)反应生成D(
)的反应类型为加成反应；
（4）
NaBH4是强还原剂，可以把醛或酮还原成醇，结合E 的结构简式，可推出D 的结构简式为
；
（5）
E→F 的过程中，E 中的酯基可与另一个羟基(
)发生取代反应，生成少量F 的同分异构体H，其结
构简式为
；
（6）A．C 中含有醛基，具有一定的还原性，A 正确；
B．F→G 的过程中，F 和
发生取代反应生成G 和HBr，不是加成反应，B 错误；
C．E 中两个羟基发生消去反应后产物(
)分子中不含手性碳；F 发生消去反应
后产物(
)也不含手性碳；但E 中若只有1 个羟基发生消去反应，得到的产物含有手性碳，
如图：
，C 错误；
D．1 mol X 中含有1 mol 酯基，消耗1 mol NaOH，2 mol 酚羟基，消耗2 mol NaOH，最多消耗3 mol
NaOH，D 错误；
故选BCD；
（7）
利用逆推法设计合成路线，目标产物
需要的原料为
(与G→X 的路线一致)，
合成
的原料为
和
，
可以由
被酸
性高锰酸钾溶液氧化得到，
可以由
和
反应得到。
16．(25-26 高三上·湖南株洲·一模)化合物G 是一种治疗哮喘的药物，某研究小组按以下路线合成该化合物
(反应条件及试剂已简化)：
请回答：
(1)化合物G 中含氧官能团的名称是醚键和_______。
(2)D→E 的反应类型为_______，C 的核磁共振氢谱有_______组峰。
(3)C→D 的反应中，NaH 能将C 转化为更易与
反应的中间产物，其结构简式为_______。
(4)E→F 的化学方程式为_______。
(5)以下说法不正确的是_______。
A．A 的碱性比B 强
B．B→C 有
键的断裂和形成
C．X 苯环上的一溴代物有6 种
D．E 不能使酸性高锰酸钾褪色
(6)从整个过程看，A→B 的目的是_______。
(7)以2-丙醇、
、
为有机原料，设计化合物
的合成路线_______(用流
程图表示，无机试剂任选)。
【答案】(1)酰胺基
(2) 加成反应 6
(3)
(4)
(5)BD
(6)保护氨基
(7)
【分析】
A 和ClCOOC2H5发生取代反应生成B，B 和CaC2、H2O 反应生成C，C 和NaH、
反应生成D，
D 和乙炔发生加成反应生成E，E 在NaOH 溶液中发生水解反应生成F，其结构简式为
，F 和X
发生取代反应生成G，同时还生成了HCl，则X 的结构简式是
，以此解答。
【详解】（1）由化合物G 的结构简式可知， 其含氧官能团为醚键和酰胺基；
（2）由分析可知，D 和乙炔发生加成反应生成E；由C 的结构简式可知，该有机物分子中含有6 种不同环
境的H，则核磁共振氢谱有6 组峰；
（3）
氢化钠与C 中羟基H 发生氧化还原反应生成
，其更易与
反应；
（4）
由分析可知，E 在NaOH 溶液中发生水解反应生成F，其结构简式为
，化学方程式为：
；
（5）A．酯基为吸电子基团，则B 中N 原子上连有酯基，导致其电子云密度降低，则A 的碱性性比B 强，
A 正确；
B．B→C 是还原反应，有C=O 键断裂，C-O 键形成，涉及π 键的断裂，无π 键的形成，B 错误；
C．由X 的结构简式可知，苯环上有6 种不同环境的H，则其一溴代物有6 种，C 正确；
D．由E 的结构简式可知，苯环能使与其直接相连的烃基C 原子上的H 原子变活泼，可被酸性高锰酸钾氧
化，使酸性高锰酸钾褪色，D 错误；
故选BD；
（6）由A 的结构简式可知，A 中含氧官能团的名称是羰基，从整个过程看，A→B 的过程中氨基转化为酰
氨基，E→F 的过程中酰氨基又转化为氨基，A→B 的目的是：保护氨基；
（7）
可由
和
反应制得，
可通过
、CaC2和H2O 反应
制得，
可通过
的催化氧化制得，则化合物
的合成路线为：
。
17．(25-26 高三·湖南邵阳·一模)化合物
能与受体结合，但不激活受体产生生物效应。其合成路线如图所
示：
已知：
(其中
、
为烃基)
回答下列问题：
(1)C 中官能团的名称是______。
(2)
的反应类型是______。
(3)A 的分子式为
，在合成路线中发生加成和取代反应，其化学名称是______。
(4)
的化学方程式是______。
(5)
是
的同系物，且比
少3 个碳原子。满足下列条件
的同分异构体有______种(不考虑空间异构)，
其中水解产物均只有4 种不同环境氢原子的同分异构体的结构简式是______。
①能发生水解反应，生成的两种产物均可与
溶液发生显色反应；
②水解产物的苯环上均有两个取代基
(6)参照上述合成路线，以甲苯和
为原料合成
的路线是______(无机试剂任
选)。
【答案】(1)醚键、羧基
(2)取代反应
(3)苯丙烯酸
(4)
(5) 9 CH3−C6H4−O−CO−C6H4−OH
(6)
【分析】合成路线中，
的结构含有苯环、甲基、醚键（
）、羧基（
）；
是
与
反应的产物，结合已知反应，
应为酰氯（
）；
是
与异丙胺（
）反应的产物，根据已知反应，
应为酰胺（
连接异丙基）；
是
经过一定条件转化而来，结合后续
与
反应生成
，
中应含有甲氧基（
），
中甲
氧基变为羟基（
），所以
是甲氧基被羟基取代的反应；
的分子式为
，能发
生加成和取代反应，结合
与含有碳碳双键的羧酸反应生成
，推测
为苯丙烯酸；
【详解】（1）C 中官能团为：羧基、醚键；
（2）F→G 反应类型为取代反应，其中甲氧基（-OCH3）被羟基（-OH）取代；
（3）A 的分子式为C7H8O，结合其参与加成与取代反应并生成B 的结构，可推断A 为苯丙烯酸，在酸催
化下与苯乙烯酸发生加成环化反应；
（4）D→E 的化学方程式为：
；
（5）H 是C（C17H18O3）的同系物且少3 个碳原子，故分子式为C14H14O3。满足条件的同分异构体需为酚
酯，水解生成酚和含酚羟基的芳香羧酸，且两种产物的苯环上均有 2 个取代基。羧酸部分的异构体，取
代基为-OH 和-COOH，二者在苯环上有邻、间、对 3 种位置异构；酚部分的异构体，取代基为-OH 和-
CH3 ，二者在苯环上同样有邻、间、对 3 种位置异构；每种羧酸可与每种酚形成一种酯，故符合条件的
结构共9 种，其中水解产物均只有4 种不同环境氢原子的同分异构体的结构简式是CH3−C6H4−O−CO−C6H4
−OH；
（6）参考合成路线，以甲苯和
为原料合成目标产物路线为
。
18．(25-26 高三上·湖南岳阳·一模)OTC 药物氯雷他定是一种高效抗过敏药，合成氯雷他定的一种方法如下
图所示(部分反应条件已简化)。
已知：(1)
(2)
(X 表示卤素原子)
请根据合成路线回答下列问题：
(1)化合物F 中含氧官能团的名称是_______，B 的结构简式是_______。
(2)G→H 反应⑦的反应类型是_______。
(3)写出D→E 反应④的化学方程式_______。
(4)下列说法中正确的是_______(填标号)。
A．1 mol 试剂M 一定条件下与NaOH 反应，最多消耗NaOH 2 mol
B．化合物E 既能与酸反应又能与碱反应
C．化合物I 氯雷他定能发生取代反应、氧化反应、还原反应和聚合反应
D．A→B 过程中用到的
的名称是
二甲基乙醇
(5)化合物B 的同分异构体中，满足下列条件的结构有_______种(不含立体异构)。
①分子中含有一个苯环 ②可以发生银镜反应 ③核磁共振氢谱上显示有4 组峰
(6)已知：
，参照上述合成路线，写出以乙醛和苯为原料，合成
的
流程图，设计合成路线_______ (无机试剂及有机溶剂任用)。
【答案】(1) 酮羰基或羰基
(2)消去反应
(3)
(4)BC
(5)4
(6)
【分析】
由有机物的转化关系可知，酸性条件下
与
发生加成反应生成
，
则B 为
；
发生题给信息反应生成
，一定条件
下
与
发生取代反应生成
，在HCl 加热条件
下水解生成
，在PPA 条件下生成F，F 与
发生信息（2）反
应转化为G （
），
在浓硫酸作用下发生消去反应生成
；
与ClCOOC2H5发生取代反应生成
，据
此分析；
【详解】（1）
含氧官能团名称：羰基（或酮羰基）；B 的结构简式：
；
（2）
G 是羰基与格氏试剂加成得到的醇（
），浓硫酸加热条件下醇脱水生成碳碳双键，
属于消去反应；
（3）
D 在HCl 加热条件下水解生成E，方程式
；
（4）
A：试剂M 为
，苯环上的Cl 水解后生成酚羟基还会消耗NaOH，1mol M 最多消耗3 mol
NaOH，A 错误；
B：E 含羧基（可与碱反应）和吡啶环碱性氮（可与酸反应），B 正确；
C：I 含碳碳双键、苯环、酯基，可发生取代（酯水解、苯环卤代）、氧化（双键氧化、燃烧）、还原（双
键/苯环加氢）、聚合（双键加聚），C 正确；
D：
主链有3 个碳，羟基连在2 号C 上，名称为2-甲基-2-丙醇，D 错误；
故选BC。
（5）
B 为
分子式为
，含1 个苯环（Ω=4）、1 个醛基（Ω=1，用掉唯一的O），
4 种不同化学环境的氢，结构简式为：
、
、
、
，共4 种；
（6）
利用已知格氏试剂与羰基加成水解的信息，苯先溴代得到溴苯，再制备格氏试剂，与乙醛加成水解即可得
到目标产物，合成路线：
。
19．(25-26 高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模)橙酮是黄酮类化合物中的重要一类，具有广泛的生物活性
和药理作用，如抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗菌等。由于其在自然界分布较少，且在植物体内的含量都很低，
致使其提取分离成本高。化合物
是合成氢化橙酮衍生物的中间体，其人工合成路线如图所示。
已知：①吡啶(
)是一种有机碱；
②
为苯甲酰基，结构为
；
③碘甲烷
是一种甲基化试剂，在
作用下可以与酚羟基反应，生成
；用氢碘酸(HI)在
一定条件下可以选择性地将
转化为酚羟基。
回答下列问题：
(1)D 中的官能团除羰基外，还有___________。
(2)A→B 的反应类型为___________。
(3)E→F 的反应过程中
的作用是___________。
(4)F→G 反应的化学方程式为___________。
(5)符合下列条件的B 的同分异构体的结构简式为___________。
①苯环上连有6 个取代基；
②含有碳碳双键；
③核磁共振氢谱有4 组峰，且峰面积之比为
。
(6)上述合成路线中先引入
，再引入甲基(
)，某同学设计了如下路线，完成了从C→F 的转化。
该合成路线中M 的结构简式为___________；该路线是否合理？___________(填“合理”或“不合理”)，
理由是___________。
【答案】(1)酯基、醚键
(2)取代反应
(3)消耗反应生成的HI，促使反应正向进行，提高原料利用率和产物产率
(4)
+
+H2O
(5)
(6)
合理
在
的作用下将
中的
转化为
，生成
，氢碘酸(HI)再选择性地将
中苯环上的1 个
转化为
，生成
，
再发生类似C→D 的反应，最终得到F
【分析】
A 与
在
作用下发生取代反应生成B 和HCl，B 发生分子内取代反应生成C（
）和HCl，C 与BzCl 发生取代反应生成D 和HCl，D 与氢气在Pd/C 作用下反应生成E 和
Bz-H，E 与
发生取代反应生成F 和HI，F 与
发生取代反应生成G 和水。
【详解】（1）
D 的结构简式为
，其含有的官能团除羰基外，还有醚键和酯基。
（2）
结合A、B 的结构简式可知，在
作用下，
中苯环上的氢原子被取代生成
，所以反应类型是取代反应。
（3）E 与
发生取代反应生成F 和HI，加入
，消耗反应生成的HI，促使反应正向进行，提高原
料利用率和产物产率。
（4）
F 中羰基的邻位碳原子上的氢原子受羰基吸电子作用的影响，具有一定的活泼性，F 与苯甲醛(
)在一定条件下发生缩合反应得到G，则反应的化学方程式为
+
+H2O。
（5）
B 为
。由题给条件知，符合要求的
的同分异构体的苯环上连有6 个取代基，且含
有碳碳双键，则6 个取代基分别为4 个
、1 个
和1 个
，可以看作是苯环上原本连接有6
个
，其中有2 个
分别被
和
取代，则
和
有邻、间、对3 种位置关系，
其中核磁共振氢谱有4 组峰，且峰面积之比为
的结构简式为
。
（6）
由C 合成F 的合理路线为：
在
的作用下将
中的
转化为
，生成
，氢碘酸(HI)再选择性地将
中苯环上的1 个
转化为
，
生成M（
），M 再发生类似C→D 的反应，最终得到F。
20．(25-26 高三上·湖南湘东教学联盟·一模)苯环上原有取代基对新引入取代基的位置具有显著的导向作用，
称为定位效应。如
、
、
、
、
等使新取代基优先进入其邻位或对位(邻
位或对位产物的占比受原有取代基体积大小影响)，而
、
等使新取代基优先进入其间位。化
合物L(
)的合成路线如下：
回答下列问题：
(1)E 含有的官能团的名称是______。
(2)B→C 的反应类型是______。
(3)K 的结构简式是______。
(4)符合下列条件的化合物D 的芳香族同分异构体共有______种(不考虑立体异构)。
i．含有
；ii．能发生银镜反应。
(5)设计步骤③的目的是______、______。
(6)对苯二胺是用途广泛的中间体，请写出由F 制备对苯二胺的离子方程式：______。
(7)依据以上流程信息，结合所学知识，设计以
为原料合成
的路线，请补全如下路线(无机
试剂和溶剂任选)。
【答案】(1)硝基、酰胺基
(2)还原反应
(3)
(4)17
(5) 提高对位产物的产率或使新取代基优先进入其对位 保护氨基
(6)
(7)
【分析】
化合物L 的合成路线分析：A→B 是苯与浓硫酸、浓硝酸发生取代反应（硝化反应）生成硝基苯；B→C
是硝基苯在锌和盐酸作用下发生还原反应生成苯胺；C→D 是苯胺与CH3COCl 发生取代反应生成
；D→E 是
与浓硫酸、浓硝酸发生取代反应（硝化反应）生成
；E→F
是
在锌和盐酸作用下发生还原反应生成
；F→G 是
与氯气和水发生取
代反应生成
；G→H 是
在低温下与亚硝酸钠和盐酸发生反应生成
；H→I 是
与氯化亚铜和盐酸发生反应生成
；I→J 是
在水和氢氧根离子作用下发生水解反应生成
；J→K 是
在低温
下与亚硝酸钠和盐酸发生反应生成
；K→L 是
与碘化钾发生取代反应生成
。
【详解】（1）由E 的结构简式可知，其所含官能团为硝基、酰胺基。
（2）观察B、C 的结构简式，
转变成了
，根据得氢失氧为还原反应可知，B→C 的反应类型为
还原反应。
（3）
G→H 和J→K 的反应条件相同，J 中也含有氨基，可以类比G→H 得出K 的结构为
。
（4）D 的芳香族同分异构体需满足：含
、能发生银镜反应（即含−CHO 或甲酸酯）。苯环上的取代
基存在4 种情况：①
（1 个取代基，1 种）；②
、
（2 个取代基，3 种）；
③-CHO、
（2 个取代基，3 种）；④
、
、
（3 个取代基，10 种），所以共17
种芳香族同分异构体。
（5）步骤③将氨基转化为乙酰胺基。由题干信息可知，氨基和乙酰胺基的定位效应均为邻位或对位，但
是乙酰胺基体积比氨基大，空间上更有利于定位到对位。再根据步骤③、⑨可知，步骤③有保护氨基的作
用。
（6）
根据F 的结构
和对苯二胺的结构
可知，发生的是酰胺基在碱性条件下的水解反应，据
此可以得出离子方程式为
。
（7）
根据题干信息，羧基的定位效应在间位，再依据题给合成路线的步骤①、②、⑩、
可以补全合成路线的
⑪
剩余部分，路线流程图为
。
21．(25-26 高三上·湖南省湘西土家族苗族自治州·一模)阿扎司琼及其盐酸盐作为一种抗肿瘤辅助药，能够
有效缓解化疗引起的恶心、呕吐症状。阿扎司琼及其盐酸盐(H)的合成路线如图所示。
回答下列问题：
(1)A 中含氧官能团的名称为___________。
(2)B 的结构简式为___________。
(3)B→C 的反应类型是___________。
(4)已知：生成G 的同时还生成了两种酸性气体，写出F→G 反应的化学方程式：___________。
(5)A 的同分异构体中满足下列条件的有___________种(不含立体异构)；其中核磁共振氢谱为5 组峰且峰面
积之比为2:2:1:1:1 的结构简式为___________。
①含有苯环，但不含甲基。
②能与碳酸氢钠溶液发生反应。
③能与氯化铁溶液发生显色反应。
(6)参照上述路线，设计以对氯苯酚为原料合成
的路线：___________(其他试剂任选)。
【答案】(1)酯基、羟基
(2)
(3)还原反应
(4)
(5) 23
(6)
【分析】
该合成路线是阿扎司琼及其盐酸盐（H）的制备过程，A 与浓硝酸在浓硫酸催化并加热的条件下发生取代
反应生成B，B 的结构简式为
。B 与Fe、HCl 反应。B 中的不饱和键（如与肟基相关的不
饱和部分）发生还原反应，同时引入氨基，得到化合物C，反应类型为还原反应。C 与ClCH2COCl、
K2CO3在DME（乙二醇二甲醚）中反应，发生取代等反应，使分子结构进一步修饰，得到化合物D。D 与
CH3I、K2CO3反应，CH3I 作为甲基化试剂，对分子中的特定基团进行甲基化，得到化合物E。E 在酸性条
件下反应，发生水解等反应，使分子结构中的酯基等官能团转化，得到化合物F。F 与SOCl2反应，SOCl2
与F 中的羟基发生取代反应，生成SO2和HCl（两种酸性气体），同时得到化合物G。G 与
、
DCC 反应，通过取代、成键等过程，最终得到目标产物阿扎司琼及其盐酸盐H。
【详解】（1）A 中含氧官能团为酯基、羟基。
（2）
结合合成路线中物质A 到B 的反应条件，可推测发生硝化反应，结合后续物质C，可确定硝基的位置，从
而可推出B 的结构简式为
。
（3）B 到C 中，B 中的硝基被还原为氨基，符合还原反应的特征，故反应类型为还原反应。
（4）
明确F 和G 的结构，结合反应条件，分析官能团的变化：羧基变为酰氯发生取代反应，还会生成小分子
和HCl，进而写出反应的化学方程式为
。
（5）
含有苯环，但环上不含甲基；能与碳酸氢钠溶液反应，说明含羧基(
)；能与氯化铁溶液发生显色
反应，说明含酚羟基(
)，则取代基分别为①
、②
、③
；②
、
、
；③
、
；再根据同分异构体数目判断规律：苯环上三个取代基都不相同有10 种，
苯环上有2 个取代基则有邻间对3 种，故共有23 种。根据峰的组数和面积比，符合条件的结构简式为
。
（6）
以对氯苯酚为原料，参照题干中A~D 的“硝化、还原、酰化、成环”等反应步骤，结合目标产物的结构，
可
逐
步
设
计
出
合
成
路
线
为
。
22．(25-26 高三上·湖南郴州·一模)噻托溴铵奥达特罗是一种复方吸入制剂，主要用于治疗慢性阻塞性肺疾
病；合成路线如下(部分条件忽略，溶剂未写出)：
已知：Bn 为苯甲基(
)
回答下列问题：
(1)物质A 中官能团的名称为___________、___________。
(2)可以用___________方法区分G 和H。
a．红外光谱仪 b．核磁共振氢谱仪 c．质谱仪
(3)物质A→B 反应1 的作用是___________。
(4)物质B→C：①反应1 的反应类型为___________；②反应2 的反应方程式为___________。
(5)化合物F 的结构简式为___________。
(6)M 是比A 的相对分子质量少14 的有机物，符合下列条件的M 有___________种。
①遇
溶液显紫色；②能发生银镜反应。
【答案】(1) (酚)羟基 (酮)羰基
(2)abc
(3)保护酚羟基
(4) 还原反应
(5)
(6)9
【分析】
A 先发生取代反应再发生硝化反应生成B，B 先与氢气发生还原反应把硝基转化为氨基，再与
发生取代反应生成C；由G 的结构简式逆推，化合物F 的结构简式为
。
【详解】（1）根据A 的结构简式，可知A 中官能团的名称为羰基、羟基。
（2）G 和H 中含有官能团不同，可以用红外光谱仪鉴别；G 和H 中等效氢种类不同，可以用核磁共振氢
谱仪鉴别；G 和H 相对分子质量不同，可以用质谱仪鉴别；
选abc。
（3）羟基易被氧化，硝酸检验强氧化性，物质A→B 反应1 的作用是保护酚羟基不被氧化；
（4）
根据C 的结构简式，物质B→C 是B 中硝基先还原为氨基，再与
发生取代反应生成C，反应①
反应1 的反应类型为还原反应；②反应2 的反应方程式为
。
（5）
由G 的结构简式逆推，可知化合物F 的结构简式为
；
（6）①遇
溶液显紫色，说明含有酚羟基；②能发生银镜反应，说明含有醛基；若有2 个-OH、1 个-
CHO，有6 种结构；若有2 个取代基-OH、-OOCH，有3 种结构，符合条件的M 的结构简式共9 种。
23．(24-25 高三下·湖南沅澧共同体·一模)托吡司他是用于治疗高尿酸血症的常用药物，一种合成路线如下
(部分试剂和条件省略)：
已知：
请回答下列问题：
(1)化合物A 中的含氧官能团名称是___________。
(2)B→C 的反应类型为___________。
(3)E→F 的化学方程式为___________。
(4)已知：含氮物质的碱性随N 原子电子云密度的增大而增强，则a、b、c 三种物质的碱性顺序由大到小为
___________，其中a 物质的孤电子对位于___________轨道上。
(5)I 是C 的同系物，其相对分子质量比C 多14，在I 的同分异构体中同时满足下列条件的有___________种。
①遇FeCl3溶液显紫色；②取代基不超过3 个，且分子中存在—CONH2
(6)以
和甲醇为有机原料，设计
的合成路线(无机试剂任选) ___________。
【答案】(1)羧基
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)23
(6)
【分析】A 发生已知信息的反应生成B，则B 的结构简式为
，B 和甲醇发生取代反应生成C，
结合C 的分子式可知，C 的结构简式为
，C 与
反应生成D，结合D 的分子式可知，D
的结构简式为
，E 与甲醇发生加成反应生成F，结合F 的分子式可知，F 的结构简式为
，D 与F 发生取代反应生成G，据此解答。
【详解】（1）结合A 的结构简式可知，A 中的含氧官能团名称是羧基；
（2）由分析可知，B→C 的反应类型为取代反应；
（3）E 与甲醇发生加成反应生成F，化学方程式为
；
（4）苯环是吸电子基，减弱氮的电子云密度，烃基是推电子基，增大氮的电子云密度，故碱性强弱：b＞
c＞a；
（5）C 的结构简式为
，I 是C 的同系物，其相对分子质量比C 多14，则I 除了苯环外还剩余
2 个碳原子，2 个氧原子，1 个氯原子，1 个不饱和度，满足①遇FeCl3溶液显紫色，说明含有酚羟基，②取
代基不超过3 个，且分子中存在—CONH2；
若含有两个取代基，可以是
，共有邻、间、对三种；
若含有三个取代基，可以是
、
，苯环上3 个不同的取代基共有10 种同分异构体，
故共计23 种同分异构体；
（6）结合题目合成G 的过程可知，
先水解生成
与甲醇发生酯化反应生成
，再与与
反应生成
，
与甲醇发生加成反应生成
，
与
发生D+F→G 的反应生成目标产物，具体合成路线为
。
24．(25-26 高三上·湖南部分学校·一模)某研究小组按照以下合成路线合成某消炎药的中间体I．（部分反
应条件已省略）
已知：
请回答：
(1)化合物E 的官能团名称是_______、_______。
(2)已知D+E→F 的反应分两步进行，涉及的反应类型依次为_______、_______。
(3)A→B 分两步完成，已知中间产物的等效氢个数之比为3：2：2，则中间产物的结构简式为_______，第
二步所需要的反应试剂是_______。
(4)写出反应G→H 的化学方程式：_______。
(5)J 的分子式为
，与B 具有相同的官能团，则J 可能的结构有_______种(不考虑立体异构)。
(6)设计以
和乙醛为原料合成
的路线_______ (用流程图表示，HCN 等其他无机
试剂任选)。
【答案】(1) 酮羰基 酯基
(2) 加成反应 消去反应
(3)
酸性高锰酸钾溶液
(4)
(5)17
(6)
【分析】
A 分两步生成B，结合B 的分子式与C 的结构可知，B 的结构为
；结合A→B 的中间产物等效氢
个数之比为3：2：2，可知，A 到B 先发生取代反应，生成中间产物
，后与酸性高锰酸钾
溶液发生氧化反应。结合B、C 的分子式变化可知，B 中的羧基与
发生取代反应，生成C(
)。D 和E 发生题图已知中的反应生成F，F 为
。H
经过水解得到I，结合I 的结构与H 的分子式可知，H 为
，G 与HCl 得到H 的反
应类似已知中的反应，C 与F 反应得到G，据此解答。
【详解】（1）
E 的结构为
，所含官能团为酮羰基和酯基；
（2）D 和E 发生题中已知反应生成F 的反应，是E 中羰基发生加成反应，得到羟基，羟基再与相邻N 原
子上的H 原子发生消去反应，因此涉及加成反应和消去反应；
（3）
根据分析，A→B 的反应中，中间产物的结构简式为
；第二步反应为苯环侧链甲基氧化
为羧基，所需要的反应试剂是酸性高锰酸钾溶液；
（4）由分析可知，G→H 的化学方程式为（由原子守恒推测出
的生成）
；
（5）
J 的分子式为
，含有与B 相同的官能团，故J 由以下四种碎片组成：
（作为母体，可接侧
链）、
、
、
（饱和碳原子，可接H，可接其他碎片）；当J 为苯的一取代物，仅1 种结构
；当J 为苯的二取代物，有
（邻、间、对）3 种和
（邻、间、对）3 种结构；当J 为苯的三取代物，
有
、
、
10 种取代位置；故共计
种；
（6）
乙醛与HCN 加成得到
，
被
氧化为
，
在酸性条件下水解得到
，
与
反应得到
，故合成路线是
。
