7.多官能团有机物的结构与性质选择题热点练2025高考总复习优化设计二轮专题化学课后习题含答案

7.多官能团有机物的结构与性质选择题热点练2025高考总复习优化设计二轮专题化学课后习题7.多官能团有机物的结构与性质(分值:36分)学生用书P263(选择题每小题3分)1.(2024·广东大亚湾区1月联合模拟)一种治疗肺部疾病药物原材料的分子结构如图所示。下列关于该化合物说法不正确的是()A.分子式为C10H16O2NClB.能发生水解反应C.能使溴的四氯化碳溶液褪色D.分子中包含两种官能团答案:D解析:分子中C、H、O、N、Cl的原子个数依次是10、16、2、1、1,分子式为C10H16O2NCl,A正确;分子中的酯基、氯原子能发生水解反应,B正确;分子中的碳碳双键能和溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;分子中有酯基、碳碳双键、碳氯键、次氨基四种官能团,D错误。2.(2024·广东顺德区适应性考试)一种合成碳量子点原料的结构如图所示。关于该化合物说法不正确的是()A.是一种两性化合物B.最多能与等物质的量的HCl反应C.能使Br2的CCl4溶液褪色D.能发生缩聚反应答案:B解析:含有氨基和羧基,是一种两性化合物,A正确;1mol该物质最多能与2molHCl反应,B错误;含有碳碳双键,能使Br2的CCl4溶液褪色,C正确;含有氨基和羧基,能发生缩聚反应,D正确。3.(2024·安徽黄山二模)松香酸的结构如图所示,下列叙述正确的是()A.分子式为C20H32O2B.只能使溴水褪色,不可以使酸性高锰酸钾溶液褪色C.该分子中有4个手性碳原子D.能与氨基酸发生缩聚反应答案:C解析:由结构简式可知,松香酸的分子式为C20H30O2,A错误;松香酸分子中含有的碳碳双键能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,B错误;松香酸分子中含有如图*所示的4个手性碳原子:,C正确;松香酸分子中只含有1个羧基,不具备发生缩聚反应的条件,不能与氨基酸发生缩聚反应,D错误。4.(2024·陕西渭南质检Ⅰ)2023年11月1日是世界流感日。秋冬季气温变化幅度较大,也是流感等各类呼吸道传染病的高发期。有机物M是预防流感的药物中间体,其结构简式如图所示,下列叙述正确的是()A.有机物M中含氧官能团有4种B.虚框内所有碳原子可能共平面C.有机物M能使溴水褪色,既能发生加成反应又能发生取代反应D.1mol有机物M最多能与5molNaOH反应答案:C解析:根据结构简式可知,有机物M中含氧官能团包括羟基、酯基、羧基三种,A错误;虚线框内六个碳原子均为饱和碳,所有碳原子不可能共平面,B错误;有机物M中含有碳碳双键,能和溴水发生加成反应,左侧苯酚的结构能和溴水发生取代反应,C正确;1mol有机物M最多能与4molNaOH反应,分别为左侧两个酚羟基、酯基、羧基,各消耗1molNaOH,D错误。5.(2024·甘肃二模)有机化合物F是合成一种治疗癌症新药的中间体,由化合物E转化成F的过程如图所示。下列有关说法不正确的是()A.E、F均能使溴水褪色B.E、F均存在顺反异构C.1molE、F分别与足量的钠反应,产生H2的物质的量相同D.E、F分子中含有手性碳原子的个数相同答案:C解析:E、F中均存在碳碳双键、醛基,两种官能团均能使溴水褪色,A正确;在含有碳碳双键且碳碳双键不位于环上的有机化合物中,若构成碳碳双键的两个碳原子均连接两个不同的原子或原子团,则该有机物存在顺反异构,故E、F均存在顺反异构,B正确;1molE中含有羟基和羧基各1mol,故与足量的钠反应产生1molH2,1molF中含有2mol羟基和1mol羧基,与足量的钠反应产生1.5molH2,两者产生H2的物质的量不相同,C错误;E、F分子中含有的手性碳原子如图(*表示手性碳原子所在位置):、,均含有3个手性碳原子,D正确。6.(2024·贵州六校联盟联考三)黄酮哌酯是一种解痉药,其结构简式如图所示。下列说法正确的是()A.分子式为C24H25O4NB.其中含氧官能团有2种C.1mol该有机物能消耗2molNaOHD.该分子中C、N、O原子均采用sp2杂化方式答案:A解析:该有机物分子中含有24个C,根据不饱和度计算H个数为24×2+2-13×2+1=25,其分子式为C24H25O4N,A正确;其中含氧官能团有酯基、醚键、羰基,B错误;1mol该有机物酯基水解能消耗1molNaOH,C错误;该分子中C有sp2、sp3两种杂化方式,N的杂化方式为sp3,O也有sp2、sp3两种杂化方式,D错误。7.(2024·浙江温州一模)2-丁炔可发生如下转化,下列说法不正确的是()A.2-丁炔分子中最多有6个原子共面B.X与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOHC.Y可以发生银镜反应D.高分子Z可能存在顺式结构和反式结构答案:C解析:2-丁炔中含有三键,分子中最多有6个原子共面,A正确;X为2-丁炔与H2加成生成,根据分子式可知X中含有双键,为2-丁烯,与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOH,B正确;Y为2-丁炔与水发生反应获得,由于2-丁炔中三键位置不在两端,所以不会生成醛基,不可以发生银镜反应,C错误;Z是由2-丁炔聚合生成,Z中含有双键,所以存在顺式结构和反式结构,D正确。8.(2024·江苏泰州一模调研)药物沃塞洛托的重要中间体Y的合成路线如图所示,下列说法不正确的是()A.1molX最多能与3molNaOH反应B.Y分子中所有原子有可能共平面C.X、Y的分子组成相差C3H4D.用红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团答案:B解析:X含有两个酚羟基和一个羧基,酚羟基、羧基都与氢氧化钠反应,因此1molX最多能与3molNaOH反应,A正确;Y分子中含有饱和碳原子,则所有原子不可能共平面,B错误;根据X和Y的结构简式得到X、Y的分子组成相差C3H4,C正确;红外光谱可用于检测官能团,因此用红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团,D正确。9.(2024·浙江宁波十校二模联考)有机物L的合成路线(反应条件和其他产物已经略去)如图所示,下列说法不正确的是()A.1molX最多能与2molNaOH(水溶液)发生反应B.在Z→M的过程中,发生还原反应,M的结构简式为CH2CHCH2CH2OHC.Y能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但褪色原理不同D.N和L均难溶于水答案:B解析:由题干信息可知,1molX中含有2mol醇酯基,则最多能与2molNaOH发生反应,A正确;有机化学中有机物加氢失氧的反应是还原反应,在Z→M的过程中即羧基转化为醇羟基,发生还原反应,则M的结构简式为CH2CHCH2CH2CH2OH,B错误;Y能使溴水褪色是发生加成反应,而使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,即褪色原理不同,C正确;L为醚类物质,N是卤代烃,二者均难溶于水,D正确。10.(2024·湖南邵阳二模)尿黑酸症是由酪氨酸在人体内非正常代谢而产生的一种疾病。其转化过程如图所示,下列说法正确的是()A.尿黑酸和对羟基苯丙酮酸均不能形成分子内氢键B.酪氨酸和对羟基苯丙酮酸所含的含氧官能团相同C.尿黑酸能与Fe3+反应制备特种墨水D.1mol对羟基苯丙酮酸分别可以和2molNaHCO3和4molH2完全反应答案:C解析:对羟基苯丙酮酸中能形成分子间氢键,而尿黑酸能形成分子内氢键,A错误。根据物质分子结构可知:酪氨酸中含有1个氨基、1个羧基和1个酚羟基;对羟基苯丙酮酸分子中含有1个羰基、1个羧基和1个酚羟基,可见二者含有的含氧官能团不相同,B错误。尿黑酸分子中含有酚羟基,能够与Fe3+发生显色反应,而使溶液显紫色,故可以用于制备特种墨水,C正确。对羟基苯丙酮酸分子中含有的羧基可以与NaHCO3反应产生CO2气体;苯环及羰基能够与H2发生加成反应,羧基不能与H2发生加成反应,则1mol对羟基苯丙酮酸分别可以和1molNaHCO3和4molH2完全反应,D错误。11.(2024·吉林白山二模)中国科学院化学研究所以开环-关环级联反应合成大环化合物,如图所示。下列叙述错误的是()A.该化合物属于芳香族化合物B.该化合物能发生取代、氧化反应C.该化合物分子不含手性碳原子D.1mol该化合物最多能消耗3mol氢气答案:C解析:该化合物含苯环,属于芳香族化合物,A正确;该化合物含酯基、酰胺基,能发生水解反应(取代反应),苯环上含有甲基,能被酸性KMnO4溶液氧化,B正确;连接四个不同基团的碳原子为手性碳原子,该化合物分子含有2个手性碳原子,标记如图,C错误;该有机物中苯环能与氢气加成,故1mol该化合物最多能消耗3molH2,D正确。12.(2024·安徽安庆二模)保护兵马俑失色的方法之一:水溶性小分子透过颜料,经过电子束辐射变成长链固体状态,再与陶土表面牢固结合,进而起到加固颜料作用,原理如图,下列说法正确的是()A.此反应是缩聚反应B.水溶性小分子中所有碳原子一定共平面C.1mol甲基丙烯酸羟乙酯最多能与2mol氢氧化钠反应D.PHEMA可能是一种亲水性聚合物答案:D解析:此反应无小分子生成,是碳碳双键发生的加聚反应,A错误;水溶性小分子中有两个直接相连的饱和碳原子,采取sp3杂化,呈四面体结构,所以所有碳原子不一定共平面,B错误;1mol甲基丙烯酸羟乙酯有1mol酯基,最多能与1mol氢氧化钠反应,C错误;PHEMA分子中存在亲水基团羟基,所以可能是一种亲水性聚合物,D正确。8.新型化学电源及分析(分值:24分)学生用书P265(选择题每小题3分)1.(2024·广东佛山质检一)如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸,双极膜中的H2O能解离为H+和OH-,下列说法正确的是()A.石墨也可以用Pb代替B.双极膜解离出来的H+向石墨电极移动C.H2C2O4在Pb电极表面发生反应:HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2OD.当石墨电极析出1molO2,Pb电极附近一定生成2mol乙醛酸答案:C解析:由图可知,铅电极为电解池的阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水,石墨电极为阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢离子进入阴极区。若用铅电极代替石墨电极,铅会在阳极失去电子发生氧化反应生成铅离子,所以不能用铅电极代替石墨电极,A错误;由分析可知,铅电极为电解池的阴极,石墨电极为阳极,双极膜解离出来的氢氧根离子进入阳极区、氢离子进入阴极区,B错误;铅电极为电解池的阴极,酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水,电极反应式为HOOC—COOH+2e-+2H+HOOC—CHO+H2O,C正确;铅电极为电解池的阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,酸性条件下草酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸和水,则石墨电极析出1mol氧气时,无法计算铅电极附近生成乙醛酸的物质的量,D错误。2.(2024·湖南邵阳二模)近年来国家大力扶持新能源项目建设。图1是太阳能电池工作示意图,可与图2Li-Se全固态二次电池联合使用。第一次充电时,固态电解质LSPSCl(Li10Si0.3PS6.9Cl1.8)分解生成少量S,并与Se形成Se4S5参与了后续的可逆循环,电池构成和充放电时b极的转化如图所示。下列说法错误的是()A.P电极是太阳能电池的正极B.Li-Se全固态电池放电时Li+向b电极移动C.Li-Se全固态电池放电时,a电极质量每减少14g,理论上外电路转移电子数为2NAD.电池充电时,b电极与N电极相连,其电极反应有5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S5答案:D解析:由图1可知,有太阳光时,电池处于充电状态,电子移向N极,即N为负极,P为正极,A正确;Li-Se全固态电池放电时b电极为正极,Li+向b电极移动,B正确;Li-Se全固态电池放电时,a电极的电极反应式为Li-e-Li+,质量每减少14g即有2molLi+产生,理论上外电路转移电子数为2NA,C正确;电池充电时,b电极与P电极相连,其电极反应有:5Li2S+4Li2Se-18e-18Li++Se4S5,D错误。3.(2024·吉林白山二模)铝—空气燃料电池是一种新型高能量电池,具有能量密度大、无污染、可靠性高等优点。图1是一种盐水铝空气电池装置原理图,图2是石墨空气电极结构示意图。下列说法正确的是()A.铝极为负极,发生还原反应B.工作一段时间后,含铝微粒的存在形式为[Al(OH)4]-C.石墨空气电极的电极反应式:O2+4e-+2H2O4OH-D.在石墨空气电极中,OH-会穿过多孔防水透气层进入电极右侧答案:C解析:铝失电子作负极,发生氧化反应,A错误;该电池的总反应是4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,工作一段时间后,含铝微粒的存在形式为Al(OH)3,[Al(OH)4]-需强碱性条件才能存在,题中无强碱性条件,B错误;由图2可知,石墨空气电极上O2得电子转化为OH-,其电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,C正确;在原电池中,阴离子移向负极,则在石墨空气电极中,OH-能穿过多孔防水透气层进入电极左侧,D错误。4.(2024·广东顺德区适应性考试)lT-MoS2/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子(e-)和空穴(h+),其制氧效果优越,原理如图所示。下列叙述正确的是()A.放电时电势高低:a<bB.放电时,电子流向:b→离子交换膜→aC.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关D.放电时存在反应:2H2O+4h+(空穴)O2↑+4H+答案:C解析:由图可知,放电时Zn在b电极失去电子生成[Zn(OH)4]2-,则b为负极,a为正极,电势高低:a>b,A错误;放电时,电子流向:b→导线→a,B错误;lT-MoS2/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,则充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,C正确;由图可知,放电时,O2在正极得到电子生成H2O,电极方程式为O2+4e-+4H+2H2O,D错误。5.(2024·陕西商洛尖子生学情诊断)某新型光催化钠离子二次电池的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A.充电时,阴极的电极反应式为S42-+6e-B.离子交换膜应选择阳离子交换膜C.放电时,每消耗1molNaI3,离子交换膜左室电解质溶液质量理论上增加46gD.适当提高电解液的浓度可提升该电池存储的能量答案:C解析:充电时,为电解池,石墨电极上S元素被还原,石墨电极为阴极,光催化电极上I元素被氧化,光催化电极作阳极;则放电时石墨电极为负极,光催化电极为正极。充电时,石墨电极为阴极,电极反应式为S42-+6e-4S2-,A正确;放电时,钠离子由左侧向右侧迁移,充电时,钠离子由右侧向左侧迁移,故离子交换膜为阳离子交换膜,B正确;放电时,消耗NaI3,电极反应式为I3-+2e-3I-,每消耗1molNaI3,转移电子2mol,且钠离子由左侧向右侧迁移,离子交换膜左室电解质溶液质量减少46g,C错误;6.(2024·江西九江十校第二次联考)科学家研制出了一种薄如纸片,可剪裁、能折叠的轻型“纸电池”。将特殊工艺加工后的电极材料涂在纸上,形成效率比普通锂电池效率高10倍的“纸电池”。其电池总反应为Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列有关说法正确的是()A.电池的正极反应式为2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)B.涂在纸上的电极材料是Zn和MnO2C.每生成1molMnO(OH),电池中转移2NA个电子D.电池中MnO(OH)既是氧化产物又是还原产物答案:B解析:根据电池总反应Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)可知,反应中Zn被氧化,应为原电池的负极,电极反应式为Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,MnO2被还原,应为原电池的正极,电极反应式为MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,A错误;Zn为原电池的负极,MnO2为正极,涂在纸上的电极材料是Zn和MnO2,B正确;由MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,每生成1molMnO(OH)转移1mol电子,电池中转移NA个电子,C错误;Zn元素化合价升高,ZnO是氧化产物,MnO2被还原,MnO(OH)是还原产物,D错误。7.(2024·甘肃张掖第三次诊断)神舟系列载人飞船的电源系统有太阳能电池帆板和镉镍蓄电池。其中镉镍蓄电池的工作原理示意图如下(L为小灯泡,K1、K2为开关),电池总反应为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列说法正确的是()A.镉镍蓄电池可24小时全天候处于充电状态B.镉镍蓄电池放电时,电池外部电势:电极A>电极BC.镉镍蓄电池充电时,电极A附近碱性逐渐减弱D.镉镍蓄电池充电时,阳极反应式:Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O答案:D解析:根据图示,电极A充电时为阴极,则放电时电极A为负极,负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2,负极反应式为Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2;电极B充电时为阳极,则放电时电极B为正极,正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2,正极反应式为2NiOOH+2e