2025高考化学专项复习：化学反应原理综合题 有机推断综合题（原卷版）

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：

①CH4（g）+CO2（g）2H2（g）+2CO（g）AH,

②CC）2（g）+2H2（g）UC（s）+2H2O（g）AH2=-90.2kJmor'

1

③CH&（g）UC（s）+2凡（g）AH3=+74.9kJ-mor

@CO（g）+H2（g）^H2O（g）+C（s）4凡=-131.3kJ.mo尸

回答下列问题：

（1）AHj=,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5.00MPa、1.00MPa和0.50MPa时，CH4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5.00MPa的曲线是（填“III”或“III”），判断依据是。

100-

90-

：80-

：70-

160-

50

600700800900100011001200

反应温度/℃

（3）当反应体系总压强为O.lMPa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，CO2的物质的量先增加后减少，主要原因是

O

E

、

（4）恒温恒压条件下，向容器中通入ImolCH」和ImolCO"达到平衡时CH,的转化率为80%,CO?的转化率

为50%,碳单质的物质的量为0.8mol,CO的物质的量为mol,反应①用摩尔分数表示的平衡常数K、=

（结果保留两位小数）。

上述平衡时［"“2）［=a,向体系通入He气,重新达到平衡时，［＜凡）［=b，则a_____b（填“〈”或“=”）。

C（CH4）C（CH4）

x。xdn

（已知反应aA（g）+bB（g）UcC（g）+dD（g）的K、=tT，物质i的摩尔分数％=广）

XA-XB11总

2.（2024•江西•九省联考卷）江西稀土资源丰富。硫酸镂作为一种重要的化工原料，可用于稀土的提取。

初始投料比n［（NH4）2SO4］:n［Fe2O3］=2:l的混合物，其热分解过程如图所示：

温度/K

已知该过程主要分为三个阶段，其中:

阶段II反应：6NH4Fe(SO4)2=3Fe2(SO4)3+4NH,T+N2T+6H2OT+3SO2T

阶段III反应：2Fe2(SO4)3=2Fe2O3+3O2T+6SO2T

回答下列问题:

（1）（NHJSO4中，NH：的空间结构为,SO「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H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.

反应进程一反应进程

（4）该热分解过程中，Feq,的作用为

2

(5)一定温度下，在真空刚性容器中，Fe2(SC>4)3的分解过程会发生下列反应：

主反应2Fe』SO4)3(s)U2Fe2O3(s)+6SO2(g)+3O2(g)AH,>0

副反应2s(g)+(g)B2SO3(g)AH2<0

K

两个反应的平衡常数比值G皿随反应温度升高而____(填"增大”，“减小”或“不变”)；若平衡时总压为

J住)

9

25kPa,SO2的体积分数为0.4,主反应的平衡常数K。住广—(kPa)o

(6)(NHJSO4在高温下可以自发分解，原因是o

3.(2024•甘肃•九省联考卷)铜锈中含有CuCl(s)、Cu2O(s)和Cuz(OH)3cl⑸。有人提出腐蚀途径如下:

①②③④

+

Cu(s)->Cu(aq)->CuCl(s)-^Cu2O(s)-^Cu2(OH)3Cl(s)

(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：

2CuCl(s)+旦0(1)=Cu2O(s)+2H+(aq)+2C「(aq)AH=akJ/mol

-

Cu2O(s)+102(s)+2H2O(1)+Cl(aq)=Cu2(OH)3Cl(s)+OH(aq)AH=bkJ/mol

+

H(aq)+OlT(aq)^H2O(1)AH=ckJ/mol

则2CuCl(s)+go2(g)+2HQ⑴=CU2(OH)3cl(s)+H+(aq)+C「(aq)的AH=kJ/mol„

(4)环境越潮湿、氧气含量越、气温越,铜的腐蚀越严重。

⑸铜锈还含有CU2(OH)2co3,其分解方程式为：CU2(OH)2c。3⑸u2CuO(s)+CO2(g)+Hq(g)。该

反应的AH、TAS随温度的变化关系如图所示，CUz(OH)2cO3分解的最低温度为K,当温度从1升

高到T?时，平衡向移动，判定理由是。

300-AH

-o-TAS

O2oo

/E

IP

1oo

0------1---------1-----------------1_►

3006009001200

温度(K)

(6)某温度下，Cu2(OH)2cO3在恒容密闭容器中的分解达平衡时，容器内压强为xkPa,则反应平衡常数

&=(kPa)2o

(7)Cu2(OH)2cO3分解过程中总压强随时间的变化关系如图所示，则在0~2min内，匕。q)的平均生成

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

①直接脱氢：CH3CH2CH3(g)=CH2=CHCH3(g)+H2(g)AH1=123.8kJ.moF

@2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH2=T83.6kLmo『

计算O2氧化丙烷脱氢反应③CH3CH2CH3(g)+1o2(g)=CH2=CHCH3(g)+H2O(g)的AH3=

kJ-mor1。

(2)已知下列键能数据，结合反应①数据，计算C=C的键能是kJ.mor1o

化学键c-cC-HH-H

键能/(kJ•moL)347.7413.4436.0

(3)一定条件下，反应①中丙烷平衡转化率X与平衡常数Kp的关系可表示为：X2=^-,式中P为系统

总压。P分别为O.lOMPa和O.OlOMPa时，丙烷平衡转化率与温度的关系如图所示，其中表示O.lOMPa下的

关系曲线是(填“I”或“II”)。570℃时，Kp=MPa(保留2位有效数字)。

4

100

Mc

yz

欧

避

算

震

区

（4）研究人员利用V2O5作催化剂，对反应③的机理开展研究。以C3H8和ISO2为原料，初期产物中没有检

测到“；以含有C3D8的C3H8和为原料，反应过程中没有检测到C3H8fDn（0<n<8）。下列推断合理的

是（填标号）。

A.V2O5先吸附氧气，吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应

B.V2O5直接氧化吸附的丙烷，吸附的氧气补充V2O5中反应掉的氧

C.V2O5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co2氧化丙烷脱氢制丙烯，与氧化丙烷脱氢制丙烯相比，使用co?的优点有_

（写出两点即可）。

（6）一种基于ZnO的锌基催化剂，可高效催化丙烷转化为丙烯。立方ZnO的晶胞如图，晶胞参数为apm,。?-

与ZY+间的最小距离为Pm,晶体密度为g・cm-3（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。

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CCh

和H2s共活化的工艺涉及反应如下：

①CO?(g)+H2s(g)=^COS(g)+H2(D(g)AH,

②CO2(g)+H2S(g)CO(g)+1S2(g)+H2O(g)AH2

1

@H2S(g)^^|s2(g)+H2(g)AH3=+85.79kJmol

1

④H,(g)+CO,(g)^^CO(g)+H,O(g)AH4=+41.20kJ-mol

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x选择性：

（1）COS分子的空间结构为形。

1

（2）AH2=kJ-molo

（3）以下温度，COS的产率最高的是o

A.400℃B.600℃C.800℃D.1000℃

（4）温度高于500℃时，H2s的转化率大于CO2,原因是0

（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.充入嬴气

（6）700℃时反应①的平衡常数K=（精确到0.01）。

（7）催化剂CeCh-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-

O

>

S-

)。,59

啾

混

装

。-

要

.5

S-

反应路径

6

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。

AH

反应K(800K)

kJ•mol-1P

CH4(g)+2O2(g)-CO2(g)+2H2O(g)-802.6

N2(g)+O2(g)^2NO(g)+182.6

CH4(g)+2NO(g)+O2(g)U82(g)+N2(g)+2H20(g)5.0x10®

-3-1

2NO(g)+O2(g)^2NO2(g)8.5x10(kPa)

1

①CH4脱硝反应CH4(g)+2NO(g)+O2(g)^CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)的AH=kJ.moro800K

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o

A.恒容时增大02的压强B.减小反应容器的容积

C.移去部分HQD.选择合适的催化剂

②CH4另一脱硝反应CH4(g)+2NO2(g)UCO2(g)+N2(g)+2H2O(g)的Kp(800K)=kPa。

(2)模拟工业尾气脱硝：一定条件下，将p(CH4):p(NO):p(Oj=l:l:50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CH,转化率随反应温度的变化如图。

当温度低于780K时，NO的去除率随温度升高而升高，可能原因是；高于780K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o

(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NOH*表示吸附于催化剂表面的NOH)。

I.NO+fT+e'*-NOH*

+1

II.NOH*+H+e->N*+H2OEa=52.37kJ-moF

III.N*+H++e-fNH*Ea=40.33kJ-mo「

+-1

IV.NH*+H+e-»NH2*Ea=48.16kJmol

+1

V.NH2*+H+e^NH3*Ea=45.15kJ-moF

上述反应机理中，II〜V中速率最慢的步骤是。若电路中有Immol电子流过，其中生成NH3的选

择性为95%,电解池阴极生成的NH3的物质的量为mmolo

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298K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

(i)直接脱氢：

1lo

C8H10(g)=C8H8(g)+H2(g)AH1=+118.0kJ-mor,Kpl=2.7xlO-Pa

(ii)氧化脱氢：

i1

12752

C8H10(g)+-O2(g)=C8H8(g)+H2O(g)AH2=-123.8kJ-mor,Kp2=2.9xl0Pa

回答下列问题：

(1)①反应H2(g)+；C)2(g)=H2O(g)的AHs=kJ.mor1,平衡常数Kp3=(用Kp「表示)。

②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢，其原因是o

③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有、。

(2)已知AG=AH-TAS,忽略AH、AS随温度的变化。当AG<0时，反应能自发进行。在lOOkPa下，直

①直接脱氢反应在常温下(选填“能”或“不能”)自发。

②Kpi随温度的变化曲线为(选填"a”或"b”),判断的理由是o

③在某温度、lOOkPa下，向密闭容器中通入Imol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙

8

苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数Kpi=kPa（保留小数点后一位；分压=总压x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烧副产物。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______o

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）。

HO

O

已知：i)A+R/CH2N0,-----碱性条件

RH

R'

O

ii)JI+RQH——转包__>

RC1

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兀键。

（2）由B生成C的反应类型为o

（3）试剂X的化学名称为。

（4）由D生成E的反应目的是o

（5）写出由E生成F的化学反应方程式o

（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一种（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：L

上述同分异构体中，硝基和苯环直接相连的结构简式为—。

NO,

（7）参照上：述反应路线，以H和CHAO?为原料,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：

(2)化合物B的一种同分异构体能溶解于NaOH水溶液，遇FeC§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(CGHMO?)和联硼酸(B2(OH)4)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Pd(PPh3)2C12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Pd(PPh)的催化下与化合物(写结构简式)反应即可生成化合物

Ho

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：

C

CH,NO,OK/Xy/C。。-(C7H6。)

OHC-COOH_2__2]7J__

AQH碱

EAHPA

(1)A可由HOCH2COOH氧化得到,HOCH2COOH的化学名称是

(2)C的结构简式为o

(3)D中手性碳原子数目为o

(4)E转化为AHPA的反应类型为o

(5)AHPA中酸性官能团名称为,碱性官能团名称为o

(6)写出同时满足下列条件的AHPA的同分异构体的结构简式o

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-OH和-CONH?；

③核磁共振氢谱显示有6组峰，峰面积比为4：2：2：2：2：1。

10

（7）参照上述合成路线，设计以年基氯（CH2C1）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）抗疟疾药物阿莫地喳的合成路线如下图。

B

OC2H5N

CHCINX^TCOOC2H5

%COOC2H566加热Di)NaOH

C12H10CINO3ii)H+'

HCOOC2H5

COOC2H5

叵

OHOHCl

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o

（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，含竣基、苯环，不含氨基（-NHQ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。

回答下列问题：

(1)A的化学名称是o

(2)由A生成C的反应类型是o

(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)1,3-二苯基服()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1,3-二苯基胭的合成路线(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)：

OH-H2O

已知:II+II>III,A

R-C-HH3C—C-R'R-CH-CH2-C-R

12

o

II

R-CH=CH-C-R,

（，为H或烷基）

回答下列问题：

（1）A中的官能团名称是o

（2）C的结构简式是0

（3）由G生成H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“兀”）。

（5）根据合成路线，指出FfG这步反应在合成中的作用是o

（6）根据化合物J的结构，J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F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FeC§溶液发生显色反应；②与NaHCO3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2:2:2:1:1的同分异构体结构简式是