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专题06 反应原理综合题 有机推断题
考点概览
题型一 反应原理综合题
题型二 有机推断题
反应原理综合题
1．(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)催化加氢制甲醇是减少碳排放的一项关键技术，并为未来燃料和
材料的制造提供方案。在催化剂作用下主要发生以下反应：
I．
II．
III．
(1)反应Ⅲ自发进行的条件是 。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入
和
，发生上述反应。
①反应达平衡后，测得
为
，
为
，则甲醇的选择性为 (甲醇的选择性
)，反应II 的
(保留小数点后三位)。
②平衡时，
转化率
、
选择性
、
选择性
随温度
变化如图所示：
图中表示
的曲线是 (填“a”、“b”或“c”)，曲线c 变化趋势的原因是 。
(3)二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于0℃时可形成多种冰的晶体，其中两种冰晶体的晶胞如下图所
示。
①构成该晶体的粒子通过 (填标号)结合成晶体；
题型一
A．极性键 B．非极性键 C．氢键 D．范德华力
A
②
晶胞和B 晶胞的体积比为 。
【答案】(1)低温
(2) 60% 0.105 a 随着温度的升高，反应II 平衡正向移动，反应I、III 逆向移动，均导
致CO 的选择性提高
(3) CD 23:45
【详解】（1）根据I．
II．
III．
反应III=反应I-反应II，△H3=
H
△
1-
H
△
2=(-49.4kJ·mol-1)-(+41kJ·mol-1)=-90.4kJ·mol-1,反应III 是△H3<0，
△S<0，反应自发进行满足△G=
H-T
S<0
△
△
，需要低温条件下满足自发进行；
（2）①充入
和
，发生上述反应，达平衡后，
为
，
为
，根据C
原子守恒，剩余的CO2为0.5mol，反应的CO2为1mol-0.5mol=0.5mol，甲醇的选择性为
；
根据O 原子守恒，H2O 的物质的量为1mol×2-0.3mol×1-0.2mol×1-0.5mol×2=0.5mol，根据H 原子守恒，H2
的物质的量为
(3mol×2-0.3mol×4-0.5mol×2)=1.9mol；反应II 为前后系数相等的反应，Kp=
；
②根据I．
II．
III．
△H3=-90.4kJ·mol-1
升高温度，反应I 和III 逆向移动，反应II 正向移动，甲醇的选择性降低，曲线b 代表甲醇的选择性，CO
的选择性均升高，曲线c 代表CO 的选择性，曲线a 代表CO2的转化率；
曲线c 代表CO 的选择性随温度升高而升高，原因是：随着温度的升高，反应II 平衡正向移动，反应I、III
逆向移动，均导致CO 的选择性提高；
（3）①水形成的冰为分子晶体，粒子通过氢键和范德华力结合成晶体，答案选CD。
A
②
晶胞中有H2O 个数为1+8×
，B 晶胞中有H2O 的个数为：2+4×
=4，A 晶胞
的体积为
，B 晶胞的体积为
，二者体积之比为
=23：45。
2．(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)利用可再生能源和绿色氢气将
转化为甲醇，可以减少碳排放同时
将
固定为有价值的化学品，是国家能源条件与环境现状的共同选择。所涉及的反应如下：
反应1：
反应2：
反应3：
回答下列问题：
(1)
。
(2)上述反应中，反应1 的速率决定了总反应速率。下图用于表示该过程的能量与反应进程的关系（部分已
画出）。请选择图（a）或图（b），在虚线线框中将其补充完整 。
(3)有人提出“
也适宜于工业合成甲醇”，判断这种说法是否正
确并说明原因 （假设反应的焓变和熵变不随温度的改变而变化）。
(4)在传统的热反应中，恒压（压强分别为3MPa、5MPa）下，按
投料，在密闭
容器中发生反应1 和反应3，改变反应温度，
的平衡转化率
以及生成
（或CO）选择性
（S）的变化如图所示。已知：
（或
）选择性
。
①随着温度升高，a、b 两条曲线接近重合的原因是 。
②下列有关反应体系的说法中正确的是 。
A．当
的分压不再改变时，体系达到平衡状态
B．曲线
表示
的选择性
C．使用催化剂可以降低活化能，提高合成效率
D．体系达到平衡后，压缩体积，则反应3 平衡正向移动，反应1 平衡不移动
③
点对应的反应1 的平衡常数
（以分压计算，分压=总压×物质的量分数）（保留两位有效数
字）。
④分子筛膜反应器可提高反应3 的平衡转化率、且实现
选择性
，原理如图所示。分子筛膜反
应器可提高转化率的原因是 。
【答案】(1)-49.4kJ/mol
(2)
(3)不正确，这个反应
且
，
，在任何温度下都不能自发进行
(4) 温度升高到一定程度时，整个过程以反应1 为主 AC 0.0096 分子筛膜反应器可以及
时分离反应3 生成的
，同时也带走热量，降低温度，促进反应3 正向进行，提高转化率
【详解】（1）反应1+反应2 得反应3，故
。
（2）根据
应选图1 中的(a)，再根据反应1 是决速反应所以所绘图像的活化能要小于反应1 的活化
能，另外
，所以图像终点低于最左侧起点，图像为
；
（3）该反应的逆过程是甲醇气态燃烧为放热反应，所以该反应为吸热反应
，又因
故
，
在任何温度下都不能自发进行；
（4）①反应3 是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，
减小，反应1 是吸热反应，升高温度，平
衡正向移动，
增大，随着温度升高，a、b 两条曲线先减小再增大接近重合的原因是：温度升高到
一定程度时，整个过程以反应1 为主；
A
②．反应体系中
的分压是变量，当其不变时达到平衡状态，A 正确；
B．随温度升高反应3 逆向移动，
的量减少选择性降低，B 错误；
C．使用催化剂降低活化能，提高反应速率，提高合成效率，C 正确；
D．根据反应3 系数分析，压缩体积，反应3 正向移动，随着反应3 正向移动会引起体系中
和
减少
同时
增多，这就打破了反应1 的平衡，使其也发生移动，故D 错误；
故选AC；
③若起始时二氧化碳和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，P 点时甲醇的选择性（S）、CO 选择性（S）
均为50%，二氧化碳的平衡转化率(α)=20%，体系压强为3MPa，平衡时：n(CO2)=1mol×(1-20%)=0.8mol，
设n(H2)=x mol，n(CH3OH)= n(CO)=y mol，n(H2O)=z mol，根据C、H、O 原子守恒可知，
0.8+2y=1，,2x+4y+2z=6，0.8×2+2y+z=2，解得x=2.6mol，y=0.1mol，z=0.2mol，体系中气体的总物质的量
n=2.6mol +0.1mol+0.1mol +0.2mol +0.8mol=3.8 mol，p(CO2)=
；同理可知：p(H2) =
，p(CO) =
，p(H2O) =
，反应2 的平衡常数Kp=
=0.0096；
④由图可知，该分子筛膜反应器具有双重功能，只催化反应3，且能分离出反应3 生成物水蒸气，同时也
带走热量，降低温度，促进反应3 正向进行，提高转化率。
3．(2025·黑龙江省教育学会示范性高中·一模)
的综合利用，对于资源综合利用有重要意义。
转化
为二甲醚(
)是常见的一种方式。
加氢制
总反应可表示为：
△H。该反应通过两步完成：
Ⅰ．
Ⅱ．
体系中同时发生副反应：
Ⅲ．
请回答下列问题：
(1)
加氢制
总反应的△H= 。
(2)进料比
时，不同压强下
平衡转化率随温度的变化如图。
四条曲线对应压强
、
、
和
由大到小的顺序为 ，一定压强下，
平衡转化率随温度升高
先减小后增大，原因是 。当反应温度高于350℃时，几条曲线重合，原因是 。
(3)一定温度下，刚性密闭容器中，加入1mol
和3mol
发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时测得部分
物质的物质的量如表所示：
成分
CO
物质的量/
mol
0.1
0.4
0.2
平衡时
转化为
的选择性= %(选择性是指生成指定物质消耗的
占
消耗总量的
百分比，结果保留一位小数)。
加氢制
总反应用摩尔分数表示的平衡常数
(列出计算式)
。(已知反应
的
，物质i 的摩尔分数
。)
(4)一定压强下，
和
的起始量一定时，
平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如
下图所示。
以下温度，二甲醚产率最高的是_______。
A．300℃
B．350℃
C．400℃
D．450℃
【答案】(1)
(2)
温度较低时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅰ，反应Ⅰ为放热反应，升高
温度平衡逆移，
平衡转化率减小；温度较高时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅲ，反应Ⅲ为吸热反
应，升高温度平衡正移，
平衡转化率变大 温度高于350℃时主要发生反应Ⅲ
(3) 66.7%
(4)D
【详解】（1）由盖斯定律可知，反应I×2+反应Ⅱ可得
加氢制
总反应
△H=2△H1+△H2=
。
（2）反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，压强增大，平衡不发生移动，反应I 是气体体积减小的反应，
增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大，因此压强
、
、
和
由大到小的顺序是
；
平衡转化率随温度升高先减小后增大，原因是：温度较低时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅰ，反应Ⅰ为放热反应，升高温度平衡逆移，
平衡转化率减小；温度
较高时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅲ，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度平衡正移，
平衡转化率变
大。
（3）根据已知条件列出“三段式”
z=0.1，1-x-z=0.4，y=0.2，则x=0.5，平衡时
转化为
的选择性=
=66.7%，平衡
时气体总物质的量为0.8mol+0.1mol +0.2mol +0.4mol +0.1mol +1.4mol=3mol，
加氢制
总反应
用摩尔分数表示的平衡常数
。
（4）由给定图可见，随温度升高，CO2转化率不断增大而CH3OCH3选择性降低，二甲醚的选择性增大，
在450 ℃时二甲醚的产率最高，选D。
4．(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)含碳化合物的反应在化学工业中具有重要地位。回答下列问题；
(1)甲酸
可分解产生氢气，相关热化学方程式如下；
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
；
(2)在T℃时，向不同体积的恒容密闭容器中各加入
，发生反应Ⅲ，反应相同时间，测得各
容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图1，
其中n 点反应达平衡。m 点时
的体积分数为 (结果保留2 位有效数字)；
两点中，甲酸的
浓度；m p(填“>”，“<”或“=”)；该温度下该反应的平衡常数
(用含“
”“
”或“
”的表达式表示)；
。
(3)工业上常用氯苯
和硫化氢
在特定催化剂条件下反应来制备苯硫酚
，但会有
副产物苯
生成。
Ⅳ．
Ⅴ.
①将体积比
的
和
的混合气体通过含有催化剂的不同温度下的恒温反应器，定时测定反应
器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率与温度的关系如图2.
图2
下列说法正确的是 。
a．645℃时，反应Ⅳ的化学平衡常数
b．590℃以上，随温度升高，反应Ⅳ平衡逆向移动
c．645℃，延长反应时间，可以提高
的单程收率
②现将一定量的
和
置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20min
测定生成物的浓度。实验测得温度较低时
浓度大于
，从活化能角度分析其主要原因是
。
【答案】(1)-14.8
(2) 29% >
或
1：12
(3) abc 反应Ⅳ的活化能小于反应Ⅴ的活化能，反应Ⅳ的反应速率快于反应Ⅴ，相同时间内获得
的产物的浓度反应Ⅳ比反应Ⅴ多
【详解】（1）根据盖斯定律，反应I-反应II=反应III，则ΔH3=ΔH1-ΔH2= -393.5kJ/mol+378.7kJ/mol
=-14.8kJ/mol；
（2）起始时甲酸的物质的量为1mol，n 点反应达平衡，m 点甲酸的转化率为40%，n 点甲酸的转化率为
80%，根据三段式：
，则氢气的体积
分数：
；m、p 两点甲酸的转化率相等，p 点容器体积更大，则平衡向体积减小方
向移动，所以甲酸浓度：
；
，该温度下该反
应的平衡常数
（m 点时HCOOH(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为0.6mol、
0.4mol、0.4mol，其浓度分别
、
、
，平衡常数
）；
相同温度下，平衡常数相等，则
，即
；
（3）①a．体积比
的
和
即物质的量之比也为
，设投放各1mol，列三段式：
，
，
反应Ⅳ的化学平衡常数
，a 正确；
b．590℃以上，随温度升高，反应Ⅳ为放热反应，平衡逆向移动，b 正确；
c．反应V 是一个放热反应，C6H6单程收率一直上升，说明还没有达到平衡，延长反应时间是可以提高
C6H6的单程收率的，c 正确；
故选abc；
C
②
6H5－Cl 由反应Ⅴ生成，C6H6由反应Ⅳ生成，图1 显示温度较低时C6H5－Cl 浓度的增加程度大于C6H6，
说明反应Ⅳ的活化能小于反应Ⅴ的活化能，反应Ⅳ的反应速率快于反应Ⅴ，相同时间内获得的产物的浓度
自然反应Ⅳ比反应Ⅴ多。
5．(2025·东北三省四市教研联合体·一模)二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题
的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。
Ⅰ．二氧化碳加氢制乙烯
已知
的燃烧热为
；
的燃烧热为
；
气化需44kJ 的能量。
(1)写出二氧化碳加氢制乙烯和
的热化学方程式 。
(2)该反应在 （填写“低温”、“高温”或“任意温度”）时能自发进行。
Ⅱ．二氧化碳加氢制二甲醚
其中涉及的反应有：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知：生成物
的选择性：
(3)在恒温
恒容条件下，将一定量的
通入密闭容器中（含催化剂）发生上述反应。下列
能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是_____（填标号）。
A．
B．反应ⅱ中
C．混合气体的密度不变
D．混合气体的平均相对分子质量不变
(4)在恒压（5.0MPa）密闭容器中充入4
和
发生反应，
的平衡转化率和生成物的选择性
随温度变化如图所示（不考虑其他因素影响）：
①在
条件下，计算反应
在
下的平衡常数
（保留三位有效数字）。
②温度高于
，
平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
Ⅲ．用
做催化剂时制备二甲醚的反应机理如图甲，在
界面上的反应历程如图乙，其反应为
，在
界面上生成两种自由基外还有水蒸气产生。
(5)图乙表示的反应历程中，决速步骤为_____（填标号）。
A．
B．
C．
D．
(6)
界面上的反应为 。
【答案】(1)
(2)低温
(3)D
(4) 24.9 温度高于
时，升高温度，反应i
，平衡左移，反应iii
，平衡右移，
且反应iii 右移程度大于反应i 左移程度，使
的平衡转化率上升
(5)D
(6)
【详解】（1）
的燃烧热化学方程式为：
，
的燃烧热化学方程式：
，
，则二氧化碳加氢制乙烯和
的热化学方程式
，即
；
（2）该反应为放热反应，
，同时气体分子数减小，即
，
，低温时
，
所以该反应在低温时能自发进行；
（3）A．反应进行到某个时刻，
物质的量之比恰好为1：1，不能说明反应达平
衡状态，A 错误；
B．根据反应ii，当
，正逆反应速率相等，且符合计量关系，反应达到平衡，
而
不能说明反应达到平衡状态，B 错误；
C．根据
，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，恒容条件下气体总体积不变，则混
合气体密度始终保持不变，混合气体密度始终不变不能说明反应达平衡状态，C 错误；
D．根据
，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，反应前后气体物质的量不断变化，
则混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达平衡状态，D 正确；
答案选：D。
（4）①在220℃条件下，
平衡转化率为40%，CO 的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%，则有
0.38mol
与反应i，消耗1.14mol
，有0.02 mol
参与反应iii，消耗0.02mol 反应
，则剩余的
；平衡时，
，
，
，平衡常数
；
②温度高于
，
平衡转化率随温度升高而上升的原因：温度高于
时，升高温度，反应i
，平衡左移，反应iii
，平衡右移，且反应iii 右移程度大于反应i 左移程度，使
的平衡
转化率上升；
（5）在反应历程中，反应过程的能垒最高（活化能最大），反应速率最慢，该步骤为反应的决速步骤，
由图乙可知，
活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤，则答案选D；
（6）在
界面上发生的反应为
，同时除生成自由基外还有水蒸气产
生，则
界面上的反应为
。
6．(2025·东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）·一模)工业合成氨反应是在
催化剂表面上进行的，其反应历程如下(*表示吸附态)：
化学吸附：
表面反应：
脱附：
其中，
的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
回答下列问题：
(1)①催化剂的选择是合成氨的核心技术之一，使用催化剂1 或催化剂2 合成氨，产氨速率与温度的关系如
图。
根据由图判断，活化能
(填“>”“=”“<”)。
②分析说明原料气中
过量的理由
(2)反应
到平衡时，正、逆反应的速率方程分别为：
，
为速率常数，已知
，据
此计算
(3)合成氨中所使用的原料氢气可将二氧化碳转化为高附加值化学品
，在催化剂作用下主要发生以
下反应。甲醇的选择性
。
I.
II.
①在恒容容器中温度升高甲醇的选择性 (填：“增大”“减小”或“不变”)
②恒温恒容条件下，原料气
以物质的量
投料在初始压强为
下进行反应。达到平衡
时
的选择性为
，
转化率为
。则该条件下反应II 的分压平衡常数
。(对于
气相反应，用组分B 的平衡
代替
，记作
。
，p 为平衡总压，
为平衡系统中
B 的物质的量分数。)
(4)研究表明，
对催化加氢也有一定催化效果，取干燥
在
气条件下加热，热重分析显示样品
一直处于质量损失状态；X 射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长变长，但铈离子空间排列没
有发生变化。
加热后，当失重率(损失的质量/总质量)为
时，每个晶胞拥有的
的个数为 。
【答案】(1) < N2的吸附与分解是合成氨的限速步骤，提高N2的分压可加快该限速反应并有利于
平衡向生成氨方向移动，从而提高产率
(2)-1.5
(3) 减小
(4)7
【详解】（1）①由图可知，使用催化剂1 时反应速率更快，说明催化剂1 降低反应活化能的效果更好，
则活化能
<
；
②工业上往往使原料气中 N2适当过量，其理由是：N2的吸附与分解是合成氨的限速步骤，提高N2的分压
可加快该限速反应并有利于平衡向生成氨方向移动，从而提高产率。
（2）由
在平衡状态下相等，则Kp=
=
=
，
=-1、β = –1.5、
。
（3）①反应I 是放热反应，反应II 是吸热反应，在恒容条件下升高温度，反应I 平衡逆向移动，反应II 平
衡正向移动故甲醇选择性减小；
②设起始投料 n(CO2) : n(H2) = 1 : 3，CO2转化率为50%，其中80%转化生成CH3OH、20%转化生成CO，
列出“三段式”
=0.5、
0.8，解得x=0.4，y=0.1，初始压强为
，则平衡压强为：
，则该条件下反应II 的分压平衡常数
=
。
（4）CeO2在Ar 气中加热失重主要是失去部分氧原子，生成 CeO2-δ。1mol CeO2的质量为199g，由失重率
2.01%计算可得，剩余n(O)=
，新化学式约为 CeO1.75，已知每个晶胞含
=4 个Ce，故对应含7 个 O2-，即每个晶胞拥有7 个氧离子。
7．(2025·辽宁名校联盟·一模)丙烯是重要的化工原料，其中较为成熟的制备方法为丙烷无氧脱氢法。
涉及的反应为
；
主要副反应为
。
(1)已知反应(I)在温度
以上才可自发，则其
0(填“
”“
”或“=”)。
(2)丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性随温度变化如图所示。
随温度的升高丙烯选择性下降的原因除了上述副反应和碳化外还可能发生聚合反应，该聚合反应的化学方
程式为 。
(3)生产过程中温度控制在
，在
和
下丙烷和丙烯平衡物质的量分数随温度变化如
图所示。
请判断
和
下丙烷平衡物质的量分数随温度变化曲线为 、 (选填“a”“b”“c”或
“d”)，判断依据是 。
(4)在某温度、100kPa 下，向反应器中充入
气态丙烷发生反应(I)，其平衡转化率为50%，欲将平衡转
化率提高至75%，需要向反应器中充入 mol 惰性气体作为稀释气(计算时忽略副反应)。
(5)研究发现，Pt 颗粒能吸附并高效活化
键，Pt 晶面上丙烷系列脱氢过程中物质的相对能量关系如下
图所示。
为了提高丙烯的产率，科研工作者根据图中信息对催化剂功能应做出的调整是 (填“提高”或“降
低”，下同)步骤1 的活化能， 步骤2 的活化能。
【答案】(1)>
(2)
(3) c d 根据反应热效应及分子数变化，升温正向移动，丙烷含量下降；加压逆向移动，丙
烷含量较高，故变化曲线为
(4)5
(5) 降低 提高
【详解】（1）满足
可自发，观察可知该反应
，再结合该反应较高温度自发，可判定
该反应
（2）
生成的丙烯可以发生加聚反应，反应的化学方程式为
；
（3）反应为
，根据反应热效应及分子数变化，其他条件不变时，升温正向移
动，丙烷含量下降；其他条件不变时，加压逆向移动，丙烷含量较高，故变化曲线为
；
（4）设充入惰性气体物质的量为
，在某温度、100
下，向反应器中充入
气态丙烷发生已知
反应。丙烷的平衡转化率为
，可列三段式：
，平衡时混合气体总物质
的量为
，此时容器的体积为
；当丙烷的平衡转化率为
，可列三段式：
此时丙烷、丙烯、
物质
的量之和为
，混合气的总物质的量为
，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，
此时容器的体积为
；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则
，解得
x=5；
（5）根据题干描述，为提高丙烯的产率，应加快吸附态丙烯脱附，减缓吸附态丙烯深度脱氢，故需降低
步骤1 的活化能，提高步骤2 的活化能。
8．(2025·辽宁名校联盟·一模)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。目
前，我国已成为世界第一大产氢国，以下路线均可制氢气。
I.水煤气法制氢气
发生以下两个反应：
反应1：
反应2：
(1)
时将
和
各
通入容积为
的密闭容器中仅发生反应
，
时
的转化率是
，用
的浓度变化表示的反应速率
。
(2)恒温恒压时向体系中充入一定量
(不参与反应)可提高
的平衡产率，原因为 。
Ⅱ.乙醇与水催化反应制氢气
发生以下三个反应：
反应3：
反应4：
反应5：
(3)计算
。
(4)恒容条件下，将
和
投入密闭容器中发生Ⅱ中三个反应，平衡时
和
的选择性以及乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。
已知：
的选择性
①表示
选择性的曲线是 (填“
”“ ”或“ ”)。
②
时，反应4 的压强平衡常数
(已知：分压
总压该组分物质的量分数，计算结果保留
整数)。
Ⅲ.化工燃料重整制氢
反应为：
(5)
，将
和
的混合气体(投料比
)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器，测得
的转化
率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示(注：目数越大，表示炭催化剂颗粒越小)。
由图可知，
后
的转化率与炭催化剂的目数的关系为 ，原因是 。
【答案】(1)0.0025
(2)反应1 为气体分子数增大的反应，恒温恒压时向体系中充入一定量N2，相当于减压，降低各气体分压
（相当于扩大容器体积），会使反应1 的平衡正向移动
(3)173
(4) c 14
(5) 达到化学平衡前，催化剂目数越大，反应速率越快，在相同时间反应的甲烷更多，CH4转化率越
大 催化剂目数越大，颗粒越小，表面积越大，原料气与催化剂的接触更加充分，反应更完全
【详解】（1）
时将
和
各
通入容积为
的密闭容器中仅发生反应
，
时
的转化率是
，列出三段式：
用
的浓度变化表示的反应速率
=0.0025
。
（2）反应1 为气体分子数增大的反应，恒温恒压时向体系中充入一定量N2，相当于减压，降低各气体分
压（相当于扩大容器体积），会使反应1 的平衡正向移动，所以充入一定量
(不参与反应)可提高
的平
衡产率。
（3）反应3：
反应4：
反应5：
由盖斯定律反应5=反应3+2×反应4，则
=173
。
（4）①反应3、5 为吸热反应，反应4 为放热反应，随着温度的升高，反应3、5 平衡正向移动，反应4 平
衡逆向移动，反应4 逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO 的选择性增大，CO2的选择性减小。表示
CO2选择性的曲线为a，表示CO 选择性的曲线为c（同温度下两条选择性曲线上的点的和为100%），表示
C2H5OH 转化率的曲线是b；
CO
②
的选择性+CO2的选择性=1，乙醇与水的投料分别为2mol 和6mol，
时，CO 的选择性为15%，
CO2的选择性为85%，则n(CO2)：n(CO)=0.85:0.15，乙醇的转化率为60%，列出三段式：
设反应4 转化CO ymol，
因乙醇的转化率为60%，则反应5 转化乙醇为1.2-x，
CO 的物质的量为1.2mol×15%×2=0.36mol，则2x-y=0.36，则n(H2O)=2.76mol，n(H2)=6.84mol，
n(C2H5OH)=0.8mol，n(CO)=0.36mol，n(CO2)=2.04mol，总物质的量为12.8mol，该反应各物质系数均为1，
分压压强之比等于物质的量之比，反应4 的压强平衡常数
。
（5）据图可知，70 min 后在反应达到化学平衡前，催化剂目数越大，反应速率越快，在相同时间反应的
甲烷更多，CH4转化率越大，因为催化剂目数越大，颗粒越小，表面积越大，原料气与催化剂的接触更加
充分，反应更完全。
9．(2025·辽宁省丹东市·一模)常见火箭推进剂燃料液肼
、液氢、乙醇的相关研究是能源利用领域的
研究热点。
Ⅰ．已知在
和一定温度下，由元素的最稳定单质生成
纯物质的热效应称为该物质的标准生成
焓，用
表示。相同状况下有关物质的标准生成焓
如图所示。
(1)火箭推进剂可用
作燃料，
作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为：
。
Ⅱ．液氢是一种高能低温液体燃料，
可由多种途径制备得到，再经加压降温即得到液氢。
(2)
下，在某密闭容器中按
充入气体，发生反应
，平衡时
与
的分压比为
，则
的平衡转化率为
，平衡常数
(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ．乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为：
反应1：
反应2：
(3)在
时，若仅发生反应1 和反应2，平衡时
和
的选择性及
的产率随温度的变化如图所(
的选择性
)
升高温度，平衡时
的选择性 (填“增大”“减小”或“先增大后减小”)；分析曲线②在
前后变化趋势相反的原因 。
(4)在密闭容器中充入
和
发生反应1 和反应2，下列说法错误的是
___________(填标号)。
A．反应1 在高温下可自发进行
B．恒压充入稀有气体，反应2 平衡不移动
C．容器内混合气体的平均相对分子质量不变，则反应均达到平衡状态
D．恒温恒容时，增大
的比值，乙醇平衡转化率减小
Ⅳ．乙醇碱性燃料电池可作为电源给铅酸蓄电池充电，一段时间后铅酸蓄电池的阴极减少了
，
(5)此时理论上消耗乙醇的质量为 g。
【答案】(1)-1079.2kJ/mol
(2) 50% 1/9 或0.11
(3) 增大 在
之前，以反应1 为主，温度升高，氢气的产率增大，在
之后，以反应2 为
主，温度升高，氢气的产率减小
(4)B
(5)2.3
【详解】（1）①根据摩尔生成焓的定义，可得到以下三种物质的摩尔生成焓的热化学方程式：
Ⅰ．
；
Ⅱ．
；
Ⅲ．
依据盖斯定律，将4×Ⅲ-(2×Ⅰ＋Ⅱ)可得热化学方程式：
，其焓变
；
（2）①
、
下，在某密闭容器中按
充入气体，发生反应
，平衡时
与
的分压比为
，设起始时
的物质的量
为
，
的物质的量为
，参加反应
的物质的量为x mol，则可建立如下三段式：
恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，依题意可得：
，解得
，平衡时，
，
，
，
，则
的平衡转化率为
=50％。
由于反应前后体积不变，则平衡常数Kp=
=
或0.11。
（3）根据已知反应1、2 均为吸热反应，升高温度均有利于平衡正向移动，平衡时CO2和CO 的选择性之
和为100%，故平衡时CO2和CO 的选择性的变化趋势相反，只有第二个反应生成CO，因此升温CO 的选
择性升高，故曲线③表示CO 的选择性随温度的变化，曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化，曲线①
表示CO2的选择性随温度的变化，则CO 的选择性随温度的变化增大；
H2的产率在
前增大，在
后减小，其原因是：在300℃之前，以反应1 为主，温度升高，氢气生
成量大于消耗量，氢气的产率增大，300℃以后，以反应2 为主，温度升高，氢气消耗量大于生成量，氢气
的产率减小；
（4）A．反应1
，根据
反应自发进行，则高温自发进行，A 正确；
B．恒压充入稀有气体，则体积变大，与原平衡相比，相当于减压，反应1 正向移动，
、
分压增大，
连带反应2 平衡正移，B 错误；
C．两个反应全是气体，气体的总物质的量是个变化的量，气体总质量不变，则平均相对分子质量是变化
的量，混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到了平衡，C 正确；
D．恒温恒容时，增大
的比值，相当于水的物质的量不变增加乙醇的物质的量，乙醇的浓度
增大，平衡正向移动，水平衡转化率增大，乙醇平衡转化率减小，D 正确；
故选B；
（5）铅酸蓄电池充电是阴极的反应为
，减少的质量为
的质量，因此转移的电
子数为：
；醇碱性燃料电池的负极反应为：
，因此消耗的乙醇的物质的量为：
，
乙醇的摩尔质量为46g/mol，因此消耗的乙醇的质量为：
。
10．(2025·辽宁省大连市·一模)二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。
乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。
I．二氧化碳加氢制乙烯
已知
的燃烧热为
；
的燃烧热为
；
气化需
的能量。
(1)写出二氧化碳加氢制乙烯和
的热化学方程式 。
(2)该反应需要 (填写“低温”、“高温”或“任意温度”)时能自发进行。
II．二氧化碳加氢制二甲醚
其中涉及的反应有：
i．
ii．
iii．
已知：生成物M 的选择
(3)在恒温
恒容条件下，将一定量的
通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能
说明该反应体系已达化学平衡状态的是_______(填选项)。
A．
B．反应ii 中
C．混合气体的密度不变
D．混合气体的平均相对分子质量不变
在恒压
密闭容器中充入
和
发生反应，
的平衡转化率和生成物的选择性随温
度变化如图所示(不考虑其他因素影响)：
(4)在
条件下，平衡时
，计算反应ii 在
下的平衡常数
(精确至
1)。
(5)温度高于
，
平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
III．
催化制备二甲醚
催化
直接加氢合成二甲醚的反应机理如图甲，在
界面上发生的反应为
，其反应历程如图乙，在
界面上发生的反应除生成自由基外还有水
蒸气产生。
(6)图乙表示的反应历程中，决速步骤为_______。
A．
B．
C．
D．
(7)
界面上的反应为 。
【答案】(1)
(2)低温
(3)D
(4) 2.84 25
(5)温度高于
时，升高温度，反应i
，平衡左移，反应iii
，平衡右移，且反应iii 右移
程度大于反应i 左移程度，使
的平衡转化率上升
(6)D
(7)
【详解】（1）
的燃烧热化学方程式为：
，
的燃烧热化学方程式：
，
，则二氧化碳加氢制乙烯和
的热化学方程式
，即
；
（2）该反应为放热反应，
，同时气体分子数减小，即
，
，低温时
，
所以该反应在低温时能自发进行；
（3）A．反应进行到某个时刻，
物质的量之比恰好为1：1，不能说明反应达平
衡状态，A 错误；
B．根据反应ii，当
，正逆反应速率相等，且符合计量关系，反应达到平衡，
而
不能说明反应达到平衡状态，B 错误；
C．根据
，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，恒容条件下气体总体积不变，则混
合气体密度始终保持不变，混合气体密度始终不变不能说明反应达平衡状态，C 错误；
D．根据
，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，反应前后气体物质的量不断变化，
则混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达平衡状态，D 正确；
答案选D。
（4）在220℃条件下，
平衡转化率为40%，CO 的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%，则有
0.38mol
与反应i，消耗1.14mol
，有0.02 mol
参与反应iii，消耗0.02mol 反应
，则剩余的
；平衡时，
，
，
，平衡常数
；
（5）温度高于
，
平衡转化率随温度升高而上升的原因：温度高于
时，升高温度，反应i
，平衡左移，反应iii
，平衡右移，且反应iii 右移程度大于反应i 左移程度，使
的平衡
转化率上升；
（6）在反应历程中，反应过程的能垒最高（活化能最大），反应速率最慢，该步骤为反应的决速步骤，
由图乙可知，
活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤，则答案选D；
（7）在
界面上发生的反应为
，同时除生成自由基外还有水蒸气产
生，则
界面上的反应为
；
11．(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)甲醇是主要的有机原料，常利用
等进行制备。回答下列问题：
I．甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。
(1)反应①：
；
反应②：
。
已知键能
数据为：
，则
键能为
。
(2)已知大多数气体分子在催化剂表面的吸附过程是放热的。从反应速率的角度分析，通入
后将体系温
度维持
的原因是 (不考虑催化剂活性变化)。
Ⅱ．利用合成气
制备甲醇。涉及的反应如下：
反应③：
反应④：
(3)在不同压强下、按照
进行投料，在容器中发生上述2 个反应，平衡时，
和
在含碳产物(即
和
)中物质的量分数及
的转化率随温度的变化如下图，判断图中压强
由大到小为 。
(4)压强不变时，分析升温过程中
转化率变化的原因 。
(5)某恒温恒容体系，按
进行实验，平衡时
的物质的量分数为点
M，此时
转化率为
，则该条件下反应④逆反应的平衡常数
。
Ⅲ．科学家设计如图(串联光电催化反应池)减少
排放并获取制备甲醇的
。
(6)光催化电池中的半导体是在晶体硅中掺杂B 原子和P 原子实现的。p 型半导体也称为空穴型半导体，n
型半导体也称为电子型半导体。
据此，推测n 型半导体掺杂的是 (填元素符号)。
(7)产生
的电极反应式为： 。
【答案】(1)463
(2)温度过低，反应速率降低：催化剂表面吸附过程是放热，温度过高，反应物在催化剂表面的吸附量减少
成为主因，也会导致反应速率减小
(3)
(4)反应③为放热反应，反应④为吸热反应，升温，③逆向移动，④正向移动，温度较低时③占主导，温度
较高时，④占主导，因此
转化率随温度先降低后升
(5)104
(6)P
(7)
【详解】（1）根据反应热 = 反应物总键能 - 生成物总键能。反应①
，H-H 键能一般为436
，设O-H 键能为x
，反应物总键能为
，生成物总键能为
，
，解得x=463。
（2）从反应速率影响因素分析，温度低分子能量低，反应速率慢；而催化剂表面吸附是放热过程，温度
过高会使反应物在催化剂表面吸附量减少，同样导致反应速率降低。
（3）反应③是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，
含量增加，CO 含量减少；反应
④气体分子数不变，压强对其平衡无影响。相同温度下，压强越大，
物质的量分数越大，CO 物质
的量分数越小，所以
。
（4）反应③是放热反应，升温平衡逆向移动，
转化率降低；反应④是吸热反应，升温平衡正向移动，
转化率升高。低温时反应③占主导，
转化率降低，高温时反应④占主导，
转化率升高。
（5）设容器体积为V，起始
=1mol/L，
=3mol/L，
转化率为20%，则
转化的浓度
。设反应④中
的转化的浓度为
，则反应③中
的转化的浓
度为
，平衡时
，
，
，
反应④逆反应的平衡常数
，平衡时
的物质的量分数为点M，有
图可知，此时
的物质的量分数为0.5，
，
(V 为容器体积)，
，所以x=0.1，将x 值带入K 中，得出K=104。
（6）n 型半导体是电子型半导体，硅最外层4 个电子，P 最外层5 个电子，掺入P 原子后会多余电子，形
成n 型半导体。
（7）
得到电子生成
，根据电荷守恒和原子守恒配平电极反应式
。
有机推断题
12．(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)依折麦布(H)是口服降胆固醇药物，是胆固醇吸收抑制剂。下图
是合成依折麦布的路线。
已知：
题型二
I．Bn 为
II．
为烃基，
、
为烃基或
(1)H 中的含氧官能团有 、 。
(2)
的反应类型为 。
(3)
反应的化学方程式为 。
(4)
过程中加入的
，其成分为具有碱性的
，
二异丙基乙胺，它的作用是：①溶解反应物
使反应充分进行；② 。
(5)满足下列条件的，
的同分异构体共有 种(不考虑立体异构)；
I．含有苯环 II．红外光谱有醛基吸收峰 III．不含甲基
其中，含有手性碳原子的结构简式为 。
(6)由2-氯丙烷与苯胺合成物质
的合成路线如下(反应条件已略去)，其中
和
的结构简式为
和 。
【答案】(1) 羟基 酰胺基
(2)取代反应
(3)
(4)中和反应生成的 HCl，使反应右移
(5) 7
(6) CH3CH(OH)CH3 CH3COCH3
【分析】
A 到B 发生已知II 的反应，则B 的结构简式为：
，B 到C 发生
先加成后取代反应，D 到E 发生甲基上的取代反应，E 到F 酮羰基发生还原反应生成羟基，F 到G 发生取
代反应，最后C 与G 两步反应得到H。
【详解】（1）由图可知，H 中含氧官能团为：酰胺基和羟基；
（2）D 到E 发生甲基上的取代反应；
（3）
A 到B 发生已知II 的反应，化学方程式为：
；
（4）B 到C 的反应中有HCl 生成，加入的DIEA 的作用为：中和反应生成的 HCl，使反应右移；
（5）
D 的结构简式为：
，同分异构体中，满足有苯环、有醛基、不含甲基的有：
(邻间对三种)
(邻间对三种)、
，共7 种；
一个碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，有手性碳原子的：
；
（6）K 可以由丙酮和苯胺用已知II 的反应得到，丙酮可以由2-丙醇氧化得到，2-丙醇可以由2-氯丙烷在碱
性条件下取代反应得到，故M 为2-丙醇，结构简式为：CH3CH(OH)CH3；N 为丙酮，结构简式为：
CH3COCH3。
13．(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)巴洛沙韦（化合物
）是一种新型抗流感药物，其合成路线如图（部
分试剂已省略）。
'
已知：
；
。
回答下列问题：
(1)A 中含氧官能团的名称为 。
(2)A 到B 的反应类型为 （填序号），M 到N 的反应类型为 （填序号）。
A．取代反应 B．还原反应 C．氧化反应 D．消去反应
(3)化合物I 的名称为 （系统命名法）。
(4)写出化合物D 到化合物E 的化学方程式： 。
(5)Q 玛巴洛沙韦分子中有 个手性碳原子；P 到Q 的反应中，碳酸钾的作用是 。
(6)X、Y 都是I 的同分异构体，其中
的苯环上有三个取代基，若在苯环上再进行一元取代时能得到两种
同分异构，则
有 种；
遇
溶液显紫色，且其中核磁共振氢谱图有3 组峰的化合物的结构简式
为 。（写出一种即可）
(7)从
到
脱除氧原子上的苯甲基保护基时，用到的二甲基乙酰胺和
（催化效率与
催化剂类似）
能稳定的催化反应进行，抚顺市化工设备研究院采用醋酸与二甲胺合成法合成二甲基乙酰胺取得了良好成
果，试写出该合成方法的主要反应方程式： 。
【答案】(1)羧基和醚键
(2) A B
(3)3，4-二氟苯甲酸
(4)
(5) 2 消耗
，使平衡向右移动
(6) 4
或
(7)
【分析】
根据F 和G 的结构式，以及E 的分子式，可推测E 为
，又D 和CH3OH 在浓硫酸条件下
生成E ，可推测D 为
，结合已知条件可知，C 为
，B 为
，其余物质的转化如图所示，据此分析解题；
【详解】（1）由化合物A 结构式可知，含氧官能团的名称有羧基和醚键，故答案为羧基和醚键；
（2）A 到B 的反应类型是A 中的氨基与羧基生成酰胺基的取代反应，故答案选A；
到
的反应类型是
碳氧双键转化为醇羟基，是得氢的过程，为还原反应，故答案选B；
（3）化合物Ⅰ的名称为3，4-二氟苯甲酸；
（4）
E 为
， D 为
，化合物D 到化合物E 的化学方程式为：
；
（5）
化合物Q 玛巴洛沙韦分子中手性分子标记为
，共2 个，根据
到
的反应可
知，此步骤为羟基和
原子在碱性环境下生成醚键的反应，同时生成
，碳酸钾可消耗生成
，使得
平衡向右移动，故答案为2；消耗生成
，使得平衡向右移动；
（6）
X 是I 的同分异构体，其中
的苯环上有三个取代基，若在苯环上再进行一元取代时能得到两种同分异构，
符合条件的
有4 种，分别是
；
遇
溶液显紫色，
说明有酚羟基，且其中核磁共振氢谱图有3 组峰的化合物的结构简式为：
或
；
（7）醋酸与二甲胺合成法合成二甲基乙酰胺（羧基与氨基形成酰胺键），主要反应方程式：
；
14．(2025·黑龙江省教育学会示范性高中·一模)替米沙坦是一种抗高血压药，凭借其控制血压平稳和作用长
效等优点，在高血压管理方面占据重要地位。其合成路线如下：
请回答下列问题：
(1)物质X 是A 的同系物，结构简式为
，X 化学名称是 。
(2)B 生成C 的反应类型为 。
(3)由C 生成D 的化学方程式 。
(4)F 中含氧官能团的名称为 。
(5)I 的结构简式 。
(6)符合下列条件的C 的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①含有一个苯环
②能与
反应
③核磁共振有四组吸收峰，峰面积比为6 2 2 1
∶∶∶
(7)参考E→G 的转化，设计化合物的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中Y 和Z 的结构简式分别为
、 。
【答案】(1)对硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸
(2)还原反应
(3)
+
+HCl
(4)酰胺基、酯基
(5)
(6)3
(7)
【分析】
A 和MeOH 发生取代反应生成B，B 和H2 发生还原反应生成C，硝基转化为氨基，C 的结构简式为
，C 和
发生取代反应生成D 为
，D
发生硝化反应生成E，E 和H2发生还原反应生成F，G 发生水解反应生成H，J 和I 发生取代反应生成M，
由M 的结构简式结合I 的分子式可以推知I 为
，以此解答。
【详解】（1）X 中含有硝基和羧基，在苯环上是对位的关系，化学名称是对硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸
。
（2）由分析可知，B 和H2发生还原反应生成C，硝基转化为氨基。
（3）
由分析可知，C 和
发生取代反应生成D，化学方程式为：
+
+HCl。
（4）由F 的结构简式可知，F 中含氧官能团的名称为酰胺基、酯基。
（5）
由分析可知，I 的结构简式为：
。
（6）
C 的同分异构体满足条件，①含有一个苯环；②能与
反应，说明其中含有羧基；③核磁共振有四
组吸收峰，峰面积比为6 2 2 1
∶∶∶，说明其是对称的结构，含有2 个对称的甲基；满足条件的同分异构体为：
共3 种。
（7）
参考E→G 的转化，
和H2发生还原反应，硝基转化为氨基，生成Y 为
，Y 中碳氧双键和氨基发生加成反应、消去反应生成Z 为
。
15．(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·一模)奥司他韦(化合物G)是目前治疗流感的最常用药物之一，其合
成方法很多。最近某大学在60min 内完成5 步反应，并且总收率达到
，完美地完成了奥司他韦(化合物
G)一锅法全合成，其合成路线如下(略去部分试剂和条件，忽略立体化学)。
已知；
HWE 反应：
(其中
为烃基，
为烃基或
)
回答下列问题；
(1)A 中含氧官能团名称是 ；B 的结构简式是 ；
反应①是在三种催化剂(其一为甲酸)共同的作用下发生的，反应的立体选择性非常好，甲酸分子中碳原子
的杂化方式是 。
(2)D 为丙烯酸乙酯衍生物。丙烯酸乙酯有多种同分异构体，同时满足下列条件的有 种(不考虑
立体异构)；
①具有与丙烯酸乙酯相同的官能团 ②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为
其中一种发生水解反应能生成甲醇，其系统命名为 ；写出用其合成有机玻璃(PMMA)的化学方
程式 。
(3)化合物N 可用作医药合成中间体。参考反应②(Michael 和HWE 的一个串联反应)，设计化合物N 的合成
路线如下(部分反应条件已略去)，其中M 的结构简式为 。
(4)反应⑤的反应类型为 ，奥司他韦(化合物G)有 个手性碳原子。
【答案】(1) 酰胺基、硝基
或
sp2
(2) 2（具体物质为
、
） 甲基丙烯酸甲酯
(3)
(4) 还原反应 3
【分析】
根据A 的结构
，C 的结构
，可知B 的结构为
；C 与D 反应生成E，E 转化为F，根据F 的结构
及G
的结构
可知，该反应原理是使 F 结构中的硝基转化为G 结构中的氨基，故
反应⑤为还原反应。
【详解】（1）
根据A 的结构
，可知其含氧官能团为酰胺基、硝基；A 与B 发生加成反应生成C，根据
A、C 结构，可知B 的结构为
或
；根据甲酸结构
简式HCOOH，可知其碳原子形成碳氧双键，故碳原子的杂化方式为sp2；
故答案为：酰胺基、硝基；
或
；sp2；
（2）
丙烯酸乙酯的结构简式为
，满足条件的丙烯酸乙酯的同分异构体结构中含有碳碳双键、
酯基及2 个不对称位置的甲基，故其结构有
、
，共2
种；其中能发生水解反应生成甲醇的是
，其系统命名为甲基丙烯酸甲酯；甲基丙
烯酸甲酯结构中含有碳碳双键，一定条件下发生加聚反应生成高聚物，即有机玻璃(PMMA)，化学反应方
程式为
；
故答案为：2；甲基丙烯酸甲酯；
；
（3）
反应②C 结构中含有醛基，与D 发生反应的生成物中该醛基碳原子与酯基碳的邻位碳原子形成碳碳双键，
HWE 反应中的反应物之一结构中含有羰基，该碳原子在生成物中也是与酯基碳的邻位碳原子形成碳碳双
键，由此可知
被氧化的M 中含有羰基，结合N 的结构
中含有的碳碳双键，
故M 结构为
；
故答案为：
；
（4）
根据F 的结构及G 的结构可知，该反应原理是使 F 结构中的硝基转化为氨基，故反应⑤反应类型为还原反
应；
结构中标有*的碳原子为手性碳原子，故有3 个；
故答案为：还原反应；3。
16．(2025·东北三省四市教研联合体·一模)维生素
在自然界分布广泛，是维持蛋白质正常代谢必要的维
生素，其合成路线如下：
已知：
回答下列问题：
(1)A 的化学名称为 。
(2)B 中官能团名称分别为 、 。
(3)已知．C 的核磁共振氢谱只有一组峰，B→D 的化学方程式为 。
(4)F 的结构简式为 。
(5)I→J 的反应类型为 。
(6)同时满足以下条件的B 的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①能与
反应 ②能与
发生催化氧化生成醛
(7)D 和E 转化为F 的路线如下：
其中化合物M、N 的结构简式分别为 、 。
【答案】(1)乙氧基乙酸(或2-乙氧基乙酸)
(2) 醚键 酯基
(3)
(4)
(5)还原反应
(6)12
(7)
【分析】
A 为
与乙醇在浓硫酸作用下，发生酯化反应生成B 为
；B 和C
发生取代反应生成D 为
和CH3CH2OH，结合结构及题干信息，可知C 为丙酮；D
与E 和氨气反应，生成F，F 异构化生成G 为
，结合已知反应，可知F 为
；G 与PCl3发生取代反应生成H 为
；H 和浓硝酸发生取代反应生
成I 为
；I 中硝基、-CN 发生还原反应生成J 为
；J 经过系列
反应生成维生素B6，据此分析作答。
【详解】（1）
A 为
，则其化学名称为乙氧基乙酸(或2-乙氧基乙酸)，故答案为：乙氧基乙酸(或2-乙
氧基乙酸)。
（2）
B 为
，则其官能团名称分别为醚键和酯基，故答案为：醚键；酯基。
（3）
由分析可知，
和丙酮发生取代反应生成
和CH3CH2OH，化
学方程式为
，故答案为：
。
（4）
由分析可知，F 为
，故答案为：
。
（5）I 中硝基、-CN 发生还原反应生成J，则反应类型为还原反应，故答案为：还原反应。
（6）
B 为
，其同分异构体：①能与
反应，说明含有羧基，②能与
发生催化
氧化生成醛，说明含有羟基，且连在亚甲基上，则剩余5 个碳原子构成主链，若主链为
，
当羟基在1 号位，羧基可以在2、3、4、5 号位置，共4 种；若主链为
，当羟基在1 号位，羧
基可以在2、3、4、5 号位置，当羟基在5 号位，羧基可以在1、3、4 号位置，共7 种；若主链为
，当羟基在1 号位，羧基可以在2 号位置，共1 种；总计12 种，故答案为：12。
（7）
E 为
与氨气反生取代反应，生成M 为
；M 与D 反应生成K；K 发
生分子内加成生成N，N 脱水生成F 为
，可知N 为
，故答案为：
；
。
17．(2025·东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）·一模)富马酸伏诺拉生(K)
可用于根除幽门螺杆菌和反流性食管炎的治疗，其一种常见的合成路线下所示：
回答下列问题：
(1)C 中含有氰基(-CN)，其结构简式为 。
(2)D 中含氧官能团的名称为 和 。
(3)F 与CuO 在加热条件下也能生成G，其化学方程式为 。
(4)下列说法正确的是 。
a.A 中最多有16 个原子共平面 b.在水中的溶解度：E<F
c.G→H 的反应类型为取代反应 d.J 的名称为顺丁烯二酸
(5)A 的同分异构体中，含有苯环，且能发生银镜反应的有 种(不考虑立体异构)。
(6)H→I 的反应可能分为三步(已知第一步为加成反应)：
H
中间产物1
中间产物2
I
写出中间产物1 和2 的结构简式分别为 和 。
【答案】(1)
(2) (酮)羰基 酯基
(3)
+CuO
+Cu+H2O
(4)bc
(5)17
(6)
【分析】
A 和CuBr2发生取代反应生成B，B 和C 发生取代反应生成D，结合D 的结构简式可以推知C 的结构简式
为：
，D 在一定条件下转化生成E，E 在DIBAF 作用下转化生成F，F 发生催化氧化反
应生成G，G 和
发生取代反应生成H，以此解答。
【详解】（1）
由分析可知，C 中含有氰基(-CN)，且C 的分子式(C5H7NO2)，其结构简式为：
；
（2）由D 的结构简式可知，D 中含氧官能团的名称为(酮)羰基和酯基；
（3）
F 与CuO 在加热条件下发生氧化反应生成G、Cu 和H2O，其化学方程式为：
+CuO
+Cu+H2O；
（4）a．A 中苯环和羰基都是平面结构，且与苯环直接相连的原子与苯环共平面，-CH3中最多有2 个原子
与其相连的基团共平面，则A 中最多有15 个原子共平面，a 错误；
b．F 中含有亲水基团(羟基)，在水中的溶解度：E<F，b 正确；
c．由G、H 和
的结构简式可以推知：G 和
发生取代反应生成H 和HCl，c 正确；
d．J 中两个羧基在碳碳双键的不同侧，名称为反丁烯二酸，d 错误；
故选bc。
（5）
A 的同分异构体中，含有苯环，且能发生银镜反应，即含有醛基，若苯环上只有1 个取代基，则该结构为：
；若苯环上有2 个取代基，这2 个取代基为：-CHO、-CH2F 或-F、-CH2CHO，每种组合都有
邻、间、对3 种位置关系，共有6 种结构；若苯环上有3 个取代基：-F、-CHO、-CH3，共有10 种位置关系，
综上所述，满足条件的A 的同分异构体有1+6+10=17 种；
（6）
H 中含有醛基，先和CH3NH2发生加成反应生成
，
发生消去反
应脱水生成
，最后
和NaBH4发生还原反应生成I，则中间
产物1 和2 的结构简式分别为
和
。
18．(2025·吉林省白城市洮北区白城市第一中学·一模)黄鸣龙是我国著名化学家，利用“黄鸣龙反应”合成
一种环己烷衍生物的路线如下：
已知：①
②
③
(1)A 可与
溶液反应，其结构简式是 。B 中含有的官能团是
和 。
(2)C→D 的化学方程式是 。
(3)E→F 为两步连续氧化反应，中间产物X 可发生银镜反应，X 的结构简式是 。
(4)H 的结构简式是 。
(5)I 的分子式为
，能使
的
溶液褪色，H→J 的反应类型是 。
(6)由K 经两步反应可得到化合物M，转化路线如下：
环己烷的空间结构可如图1 或图2 表示，请在图3 中将M 的结构简式补充完整： 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)加成反应
(6)
或写成
【分析】
A 的分子式为C2H4O2，A 能和碳酸氢钠反应，说明A 中含有羧基，则A 为CH3COOH，A 发生取代反应生
成B，B 能发生①的反应，B 为ClCH2COOH，C 为HOOCCH2COOH，C 和乙醇发生酯化反应生成D，D 为
CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，根据G 结构简式知，D 发生取代反应生成E，E 为CH3CH2OOCCH
（CH2CH2CH2CH2CH2OH）COOCH2CH3，E 发生E→F 为两步连续氧化反应，中间产物X 可发生银镜反应，
X 的结构简式是
，F 结构简式为CH3CH2OOCCH（CH2CH2CH2CH2COOH）
COOCH2CH3，F 和乙醇发生酯化反应生成G，G 发生信息③的反应生成H，H 为
，J
发生黄鸣龙反应生成K，根据K 结构简式知，J 为
，I 的分
子式为C5H8O2，能使Br2的CCl4溶液褪色，说明含有碳碳双键，根据J 知I 结构简式为
CH3CH2OOCCH=CH2，据此解答。
【详解】（1）通过以上分析知，A 的结构简式是CH3COOH，B 为ClCH2COOH，B 中含有的官能团是-
COOH 和-Cl；
（2）C 为HOOCCH2COOH，C 和乙醇发生酯化反应生成D，D 为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，化学方程
式为：
；
（3）
通过以上分析知，X 的结构简式是
；
（4）
由分析得，H 的结构简式是
；
（5）H 和I 发生加成反应生成J；
（6）
由K 经两步反应可得到化合物M，根据信息②③知生成的M 结构简式为
或写成
。
19．(2025·吉林省白城市洮北区白城市实验高级中学·一模)化合物K 在治疗抑郁症方面具有良好的疗效。
某研究小组拟用以下流程合成。
已知：①
②
请回答下列问题：
(1)化合物A 的名称为 ；化合物G 的结构简式是 。
(2)
中含有
键的数目为
。
(3)E 中官能团的名称为 。
(4)H→I 的化学方程式为 ，反应类型为 。
(5)化合物M 是H 的同分异构体，则同时满足下列条件的化合物M 的同分异构体有 种。
①能发生银镜反应
Cl
②
直接连在苯环上
③除苯环外还含有
其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为4 4 2 2 1
∶∶∶∶的结构为 。
【答案】(1) 环戊烯
(2)14
(3)氨基、碳氯键
(4)
取代反应
(5) 19
【分析】
根据及图中H 的结构简式可知，A 为一个环状化合物且为五元环，又因为A 的分子式为C5H8，推出A 的结
构简式为：
，B 为
，C 为
，另一边，D 为苯，苯经过一系列转化得到E、F，再根
据G 比F 多了一个碳原子少了一个氮原子和氯原子的规律可推知氰基取代了F 上的一个-N2Cl，得出G 的结
构简式为
；C 与G 发生取代反应生成H，H 与Br2发生取代反应生成
，推出
I 为
，据此分析解答。
【详解】（1）
根据及图中H 的结构简式可知，A 为一个环状化合物且为五元环，又因为A 的分子式为C5H8，推出A 的结
构简式为：
，名称为环戊烯；根据G 比F 多了一个碳原子少了一个氮原子和氯原子的规律可
推知氰基取代了F 上的一个-N2Cl，得出G 的结构简式为
；
（2）1 个E 分子中含有6 个碳碳键、4 个碳氢单键、1 个碳氯单键、1 个碳氮单键和2 个氮氢单键，含有的
键总共为6+4+1+1+2=14，所以1molE 分子中含有的
键为14NA；
（3）由图知E 分子为苯环上连接了两个官能团，分别为氨基和碳氯键；
（4）
根据给定已知信息①得出溴原子取代了和羰基相连的碳原子上的氢原子，所以得出化学方程式为：
；反应类型为取代反应；
（5）
化合物M 是H 的同分异构体，分子式为C12H13ClO，不饱和度为6，①能发生银镜反应，说明含有醛基；
②Cl 直接连在苯环上，③除苯环外还含有
，还有1 个甲基，则根据同分异构体的判断顺序，可
先定苯环与五元环连接，如图：
，再定氯原子的位置有3 种，分别为：
、
和
，再安排醛基：
、
和
，总共5+7+7=19 种；
其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为，说明不同种氢原子有5 种，且氢原子个数比为4 4 2 2 1
∶∶∶∶，
该分子结构为
。
20．(2025·辽宁名校联盟·一模)Imrecoxib 是我国科学家研发出来的一款高效低毒的非甾体抗炎药，其临床
综合表现明显优于国外同类药物Rofecoxib(已撤市)等。下图是Imrecoxib 的两条合成路线。
回答下列问题：
(1)有机化学中将烃分子中氢原子被氰基(一CN)取代后的产物命名为“腈”，则合成路线II 中所用到溶剂
的名称为 。
(2)
反应的反应类型为 。(
是一种有机碱，推测其在
反应中的作用是
。
(3)从
反应中官能团的转化角度分析，Jones 试剂的成分可能为_______(填字母)。
A．
粉与盐酸的混合物
B．
与浓硫酸的混合物
C．
与液氨的混合物
D．
与乙醇的混合物
(4)文献表明合成路线I 和II 中每步反应的转化率均在
之间，且所用反应条件均比较温和，两条合
成路线中能更好贯彻“绿色化学”理念的是 (做出判断并阐述理由)。
(5)已知
反应的原子利用率为
，则试剂
的同分异构体有 种。
(6)下图为某合成路线中的一部分。
①其中J 和K 的结构简式分别为 和 。
②已知
的反应类型为加成反应，则其方程式为 。
【答案】(1)乙腈或甲基氰
(2) 取代反应 中和生成的
，促进反应正向移动，提高反应的转化率
(3)B
(4)合成路线II．合成步骤少，产率高
(5)3
(6)
【分析】
A 在NaBH4 条件下与CH3OH 反应生成B，B 与试剂M（
）生成C，C 与
和
取代反应生成D，D 发生氧化反应生成E，E 与
和
反应生成F；G 与
和
、
取代反应生成H，H 与
发生取代反应生成F，
据此分析；
【详解】（1）烃分子中氢原子被氰基(一CN)取代后的产物命名为“腈”，
含两个C，故名称为
乙腈或甲基氰；
（2）
反应中O 被
基团代替，反应类型为取代反应；(
是一种有机碱，在
反应中生成HCl，故其作用是中和生成的HCl，促进反应正向移动，提高反应的转化率；
（3）对比化合物
与
的结构可知发生醇的氧化，Jones 试剂为氧化剂；
A．含有金属，常用作还原反应，A 错误；
B．
元素化合价最高为+6 价，硫酸辅助，可将醇氧化，B 正确；
C．含有金属，常用作还原反应，C 错误；
D．KOH 与乙醇的混合物具有明显的碱性，不具有氧化性，D 错误；
故选B；
（4）对比路线I、II 可知，路线I 由5 步转化组成，路线II 由2 步转化组成。假设路线I 中每步转化的转化
率均能达到题中所给信息的最高转化率
，其总产率为
；同理，假设路线II 中每步转化的
转化率只有题中所给信息的最低转化率
，其总产率仍可达到
。故路线
能更好地贯彻绿
色化学理念。
（5）
对比化合物B、C 结构可知试剂M 为
，其同分异构体有
、
、
，共
3 种。
（6）
①由合成路线Ⅱ
可推知，K 为
，K 为J 被氧化后的产物，可推知J 为
；
②已知
（
）的反应类型为加成反应，则I 为
，则其方程式为
。
21．(2025·辽宁名校联盟·一模)地氯雷他定属于第三代
受体阻断药，具有抗过敏，抗炎，抗组胺等功效，
通常用于治疗慢性荨麻疹等皮肤病。其一种合成路线如下图：
已知：i.
代表
ii.
(1)①中试剂
的系统命名为 。
(2)②中试剂
的分子式为
，
的反应方程式为 。
(3)该合成路线中设计①和③的目的是 。
(4)根据化合物
的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表：
结构特征
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
，催化剂，加热
a.
b.
c.
(5)
的同系物
比
少3 个碳原子，则符合下列条件的
的同分异构体共有 种。
i.苯环上有两个取代基且其中一个是
ii.碱性条件下可以发生水解反应
其中核磁共振氢谱五组峰的结构简式为 (任写一个)。
(6)由A 到B 的反应过程如图所示：
中间体K 的结构简式为 。
【答案】(1)2-甲基-2-丙醇
(2)
+
+HCl
(3)保护氰基
(4) 加成反应 氢氧化钠水溶液、加热 水解反应(或取代反应)
(5) 12
、
等
(6)
【分析】
由有机物的转化关系可知，酸性条件下
与(CH3)3COH 先发生加成反应，后发生互变异构的转化
生成
，催化剂作用下
与
发生取代反应生成
，
与POCl3反应转化为
，
与
反
应
转
化
为
，
酸化得到
，
与ClCOOEt 发生取代反
应生成
。
【详解】（1）由结构简式可知，(CH3)3COH 分子中最长碳链含有3 个碳原子，第二个碳上含有1 个甲基和
1 个羟基，名称为2-甲基-2-丙醇；
（2）
由分析可知，
的反应方程式为：
+
+HCl；
（3）
由结构简式可知，
和
分子中都含有氰基，则设计反应①③的目的
是保护氰基；
（4）
由结构简式可知，催化剂作用下
分子中含有的碳碳双键能与氢气发生加成反应；分
子中含有的酯基能在氢氧化钠水溶液中共热发生水解反应生成-COONa 和乙醇；
（5）
为
，同系物
比
少3 个碳原子，由条件可知，苯环上有两个取代基，一个为氨
基，另一个可以发生水解反应，可知可以发生水解的官能团只能是肽键，结构可以为-CONHCH3、-
NHCOCH3、- CH2CONH2、-CH2NHCHO4 种，又因为在苯环上和氨基存在邻间对的位置关系，即为：
4×3=12 种；其中核磁共振氢谱五组峰的结构简式，苯环上两个取代基处于对位，为
、
等；
（6）
酸性条件下
与(CH3)3COH 先发生加成反应，生成中间体K
，后发生互变异
构的转化生成
。
22．(2025·辽宁省丹东市·一模)磷酸氯喹常用于疟疾的治疗，可由氯喹和磷酸在一定条件下制得。氯喹J 的
合成路线如下：
已知：①当苯环上原有基团为
、烃基、-X(X 表示卤素原子)时，后进入取代基主要进入到原取代基
的邻、对位；原有基团为
时，后进入取代基主要进入原取代基的间位。
②苯胺(
)易被氧化，苯胺(
)和吡啶(
)都具有芳香性。
回答下列问题：
(1)由A 生成B 所需试剂是 。
(2)C 中所含官能团的名称为 。
(3)由F 生成G 的第一步反应的化学方程式为 。
(4)H 中氮原子的价层孤电子对占据 轨道(填轨道类型)。
(5)M 是D 的一种芳香同分异构体，满足下列条件的M 有 种(不考虑立体异构)。
①分子结构中含一个六元环，且环上有两个取代基；
②红外光谱测得分子结构中含有碳氯键。
其中核磁共振氢谱有3 组峰，且峰面积之比为
的物质的结构简式为 。
(6)以甲苯为原料可经三步合成2，4，6-三氨基苯甲酸，合成路线如图所示：
中间体A 的结构简式为 ，反应③的条件为 。
【答案】(1)浓硫酸、浓硝酸(浓
、浓
也可)
(2)碳氯键、硝基
(3)
+2NaOH
+H2O+C2H5OH
(4)
杂化(或
)
(5) 12
(6)
【分析】
C 结构上的硝基和Cl 原子处于间位关系，结合已知条件①可推出B 的结构简式为
，则A 为
苯；根据F→G 的反应条件可知，F 在NaOH 条件下发生水解得到
，经HCl 酸化后
生成G(
)；
【详解】（1）苯在浓硫酸、浓硝酸，加热条件下生成硝基苯，故所需试剂为浓硫酸、浓硝酸（或写浓
H2SO4、浓HNO3）；
（2）C 的官能团为碳氯键、硝基；
（3）
由上述分析可知第一步反应方程式为
+2NaOH
+H2O+C2H5OH；
（4）H 中的N 原子在吡啶环上，故N 原子为sp2杂化，N 原子的价层孤电子对占据sp2轨道；
（5）
依题可知六元环可为
或
，当六元环为
时，取代基可为－Cl 和－NH2，取代基相对
位置有邻、间（D）、对，除去D 之后有2 种；当六元环为
，取代基可为
和－CH3，采
用 “定一移一”法可知有10 种同分异构体，具体如下：
；综
上，满足条件的同分异构体有12 种；其中核磁共振氢谱有3 组，且峰面积之比为1:1:1 的结构简式为
；
（6）
结合已知条件①可知应先在甲基的邻位和对位取代硝基，故中间体A 的结构简式为
；
氨基容易被氧化，故应先将苯环上的甲基氧化羧基，最后再将苯环上的硝基还原为氨基，故反应③的条件
为Fe/NH4Cl。
23．(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)有机物
具有抗微生物、抗氧化等作用，其合成路线如下。
其中流程中
为三苯基膦，
为烃基。回答下列问题：
(1)
中含氧官能团的名称为 。
(2)
的反应类型为 ，从整个流程看，设计
的目的是 。
(3)
反应的化学方程式为 。
(4)
的结构简式为 。
(5)分子中苯环上有3 个取代基，且其中两个为
的
的同分异构体有 种(不含立体异构)，其
中核磁共振氢谱有5 组峰，且峰面积之比为
的结构简式为 。
(6)以
、CH3CHO、
为原料，制备
的合
成路线为
，其
中
、
的结构简式分别为 、 。
【答案】(1)醚键、酯基
(2) 取代反应 保护酚羟基
(3)2
(4)
(5) 12
、
(6)
【分析】
根据A 结构
、B 分子式反应条件，可知B 结构
，B 结构
中含有醇羟基，发生催化氧化反应生成C ，则C 的结构为
，由D 的结构
，D 发生水解反应生成E，E 的结构为
，
结合G 的结构
，可推断F 结构为
。
【详解】（1）根据D 的结构可知，D 中含氧官能团为醚键、酯基；
故答案为：醚键、酯基；
（2）
根据A 结构
、 B 结构
可知，酚羟基的氢原子被甲基取
代，该反应类型为取代反应；
酚羟基转化为甲基醚键，
甲基醚键转化为酚羟基，故从整个
流程看，设计
的目的是保护酚羟基；
故答案为：取代反应；保护酚羟基；
（3）
B 结构中含有醇羟基，发生催化氧化反应生成C，则C 的结构为
反应的化学
方程式为2
；
故答案为：2
；
（4）
由上述分析可知，F 结构为
；
故答案为：
；
（5）
E 的分子式为
，符合条件的同分异构体中另一个取代基为
或
，同分异
构体结构中2 个
位置关系有
、
、
，另一
个取代基的位置有2+3+1=6 种，同分异构体结构共有
种；峰面积之比为
的结构简式为
、
；
故答案为：12；
、
；
（6）
由
发生催化氧化生成X，则X 为
，
与乙醛发生反应生成Y，结
合产品
，推断Y 的结构为
；
故答案为：
；
。
