化学自习室移动版

【2025安徽等级考】17. I．通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应：

①

②

（1）反应的_______。

（2）一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。

a．气体密度不变             b．气体总压强不变

c．H₂O(g)的浓度不变       d．CO和CO₂的物质的量相等

（3）一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图，反应①的选择性接近100%，原因是_______；升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是_______。

Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H₂)的重要方法，主要反应有：

③

④

⑤

（4）恒温恒容条件下，可提高CH₄转化率的措施有_______(填标号)。

a．增加原料中CH₄的量      b．增加原料中CO₂的量     c．通入Ar气

（5）恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH₄/CO₂/Ar混合气，投料组成与CH₄和CO₂的平衡转化率之间的关系如下图。

i．投料组成中Ar含量下降，平衡体系中的值将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。

ii．若平衡时Ar的分压为，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数_______(用含p的代数式表示，是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

【答案】（1）-41.2    

（2）bc    （3）    ①. 原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢    ②. 催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利    

（4）b    （5）    ①. 增大    ②. 0.675p²

【解析】

【小问1详解】

由盖斯定律，②－①可以得到目标反应，则；

【小问2详解】

a．气体质量是定值，体积是固定的，密度始终不变，气体密度不变，不能说明达到平衡状态；

b．两个反应均为气体体积增大的反应，则随着反应进行，压强变大，压强不变是平衡状态；

c．气体浓度不变是平衡状态的标志，则H₂O(g)浓度不变，是平衡状态；

d．CO和CO₂物质的量相等，不能说明其浓度不变，不能判断达到平衡状态；

故选bc；

【小问3详解】

反应①的选择性接近100%，原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢，所以反应①的选择性接近100%；反应①是吸热反应，升高温度平衡会正向移动，会有利于反应①，但反应①选择性下降，可能原因是催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利；

【小问4详解】

a．增加原料中CH₄的量，CH₄自身转化率降低；

b．增大原料中CO₂的量，CH₄转化率增大；

c．通入Ar，各物质浓度不变，平衡不移动，CH₄转化率不变；

故选b；

【小问5详解】

如图可知，恒压时，随着Ar含量上升(图像从右到左)，反应物的分压减小，相当于减压，平衡正向移动，压强不影响反应④平衡移动；则随着Ar含量下降，反应③和⑤平衡逆向移动，但甲烷的转化率下降的更快，而反应①甲烷二氧化碳转化率相同，说明反应⑤逆移程度稍小，但CO减小的少，则n(CO):n(H₂)增大；

设初始投料：、、，平衡时，甲烷转化率为20%，二氧化碳的转化率为30%，则平衡时：

；

；

根据碳元素守恒：；

根据氧元素守恒：；

根据氢元素守恒：；

平衡时，气体总物质的量为，Ar的分压为，则总压为，、、、，反应⑤的平衡常数。

【2025安徽等级考】18. 有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体，均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去)：

回答下列问题：

（1）B中含氧官能团名称为_______；B→C的反应类型为_______。

（2）已知A→B反应中还生成(NH₄)₂SO₄和MnSO₄，写出A→B的化学方程式_______。

（3）脂肪烃衍生物G是C的同分异构体，分子中含有羟甲基()，核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为_______。

（4）下列说法错误的是_______(填标号)。

a．A能与乙酸反应生成酰胺             b．B存在2种位置异构体

c．D→E反应中，CCl₄是反应试剂      d．E→F反应涉及取代过程

（5）4，4'-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚，得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮()。写出的结构简式_______。

（6）制备反应中，单体之一选用芳香族氟化物F，而未选用对应的氯化物，可能的原因是_______。

（7）已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸，)氧化为酯：

参照题干合成路线，写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯()的合成路线_______(其他试剂任选)。

【答案】（1）    ① 酮羰基    ②. 还原反应    

（2）；    

（3）

（4）b    （5）    

（6）电负性：F＞Cl，C-F键极性更大，易断裂，且氟原子半径小，空间位阻小，更容易发生缩聚反应    

（7）

【解析】

【分析】A发生氧化反应生成B，B发生还原反应生成C，A发生取代反应生成C，2个C分子取代了CCl₄中的两个氯原子生成了E，E中的两个氯原子发生水解反应，一个碳原子上连接两个羟基不稳定，会脱水形成酮羰基得到F，据此解答；

【小问1详解】

由B的结构简式可知，其含氧官能团名称为酮羰基；B的不饱和度为5，C的不饱和度为4，属于加氢的反应，为还原反应；

【小问2详解】

A→B还会生成硫酸铵和硫酸锰，根据原子守恒，配平反应为；

【小问3详解】

G是C的同分异构体，G的不饱和度为4，碳原子数为6，含有-CH₂OH，则其不可能含有苯环，核磁共振氢谱只有两组峰，满足条件的结构简式为；

【小问4详解】

a．A中含有氨基，能和乙酸发生取代反应生成酰胺基，a正确；

b．B 的位置异构体只有1种，如图：，b错误；

c．D→E的反应中，氟苯取代了CCl₄中的两个氯原子，CCl₄是反应物，c正确；

d．E→F的反应中，涉及卤代烃的水解(取代)反应，d正确；

故选b；

【小问5详解】

H的结构简式为，与F发生缩聚反应时，H中羟基的O-H键断裂，F中的C-F键断裂，缩聚产物结构简式为；

【小问6详解】

电负性：F＞Cl，C-F键极性更大，易断裂，容易与H发生缩聚反应，且氟原子半径小，空间位阻小，更容易发生缩聚反应，所以不选择对应的氯化物；

【小问7详解】

根据已知的反应可知，得到苯甲酸苯酯，需要合成，模仿D→F的合成路线，苯在无水AlCl₃作用下与CCl₄发生取代反应生成，再发生E→F的反应得到，具体合成路线为。