7.多官能团有机物的结构与性质选择题热点练2025年高考总复习优化设计二轮用书化学L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年高考总复习优化设计二轮用书化学L课后习题含答案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·山东威海二模)辣椒碱具有镇痛、抗癌、降血脂活性等功效,其结构如图。下列关于辣椒碱说法错误的是()A.含有4种官能团B.分子中sp3杂化的碳原子数为8C.分子中的碳原子不可能全部共面D.可与溴水、FeCl3溶液、Na2CO3溶液反应答案:A解析:由题干辣椒碱的结构简式可知,其含有酚羟基、酰氨基和碳碳双键3种官能团,A错误;由题干辣椒碱的结构简式可知,分子中单键上的碳原子均为sp3杂化,sp3杂化的碳原子数为8,B正确;由题干辣椒碱的结构简式可知,分子中有一个连有3个碳原子的sp3杂化的碳原子,故分子中的碳原子不可能全部共面,C正确;由题干辣椒碱的结构简式可知,分子中含有酚羟基且其邻、对位有H,含有碳碳双键,故可与溴水、FeCl3溶液、Na2CO3溶液反应,D正确。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.(双选)如图为两种简单碳螺环化合物。下列说法错误的是()A.两种物质的分子中所有碳原子一定在同一平面B.螺[3,4]辛烷的一氯代物有4种(不考虑立体异构)C.螺[3,4]辛烷与3-甲基-1-庚烯互为同分异构体D.的名称为螺[4,5]癸烷答案:AC解析:两种物质中均有4个碳原子连接在同一饱和碳原子上的结构,形成四面体结构,不可能所有碳原子在同一平面,故A错误;螺[3,4]辛烷结构对称,只有4种不同化学环境的H原子,所以不考虑立体异构的情况下一氯代物有4种,故B正确;螺[3,4]辛烷的分子式为C8H14,3-甲基-1-庚烯的分子式为C8H16,二者分子式不同,不互为同分异构体,故C错误;共含10个碳原子,左侧环上除共用的碳原子还有4个碳,右侧环除共用的碳原子还有5个碳,所以名称为螺[4,5]癸烷,故D正确。5.(2024·山东济宁三模)高分子Z广泛用于牙膏、牙科黏合剂等口腔护理产品的制造,可由如下反应制备。下列说法正确的是()A.X分子中可能共平面的原子最多7个B.Y分子中有3种官能团C.Y与Br2反应的产物中有2个手性碳原子D.1molZ最多消耗2molNaOH答案:C解析:与碳碳双键相连的原子共平面,一定共平面的有CH2CH—O—,由于单键可旋转,可能共平面的有O—C—H,则X分子中可能共平面的原子最多8个,A项错误;Y分子含酯基、碳碳双键2种官能团,B项错误;Y中碳碳双键与Br2发生加成反应生成,有2个手性碳原子,C项正确;Z是高分子化合物,1molZ含2nmol酯基,则1molZ最多消耗2nmolNaOH,D项错误。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.(双选)烯丙基芳基醚加热时可以重排生成o-烯丙基苯酚,这个反应被称为Claisen重排。如:下列说法不正确的是()A.甲、乙、丙三者属于同系物B.可用红外光谱鉴别甲、乙、丙C.等物质的量的乙和丙与足量溴水反应消耗溴的物质的量不相等D.依据上述原理判断重排后的产物为答案:AC解析:观察甲、乙、丙的结构可知,侧链上一直都有4个甲基,环上总共有5个H原子,如甲的苯环上有5个H原子,乙的六元环上有5个H原子,丙的苯环上有4个H原子、羟基上有1个H原子,因此过程中没有小分子生成,只存在结构的变化,三者互为同分异构体,故A错误;红外光谱主要用于鉴定有机化合物的结构,特别是特征官能团,当已知样品可能的结构时,通过比较已知物与待测样品的红外光谱,可以确认特定的原子团或原子团间的结合,观察甲、乙、丙的结构可知,三者结构不同,含有的官能团个数和种类也不完全相同,可以用红外光谱鉴别,故B正确;乙、丙中含有的碳碳双键可以与溴水发生加成反应,假设乙、丙为1mol,1mol乙中有3mol碳碳双键,可以与3molBr2反应,1mol丙中含有1mol碳碳双键,可以与1molBr2反应,且1mol丙中含有1mol酚羟基,其邻、对位可以与溴发生取代反应,即与2mol溴发生取代反应,因此,乙、丙均可以与3molBr2反应,等物质的量的乙、丙与足量溴水反应消耗溴的物质的量相等,故C错误;根据重排的信息可知,醚键最终生成羟基,故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·山东淄博三模)乙酰乙酸乙酯能发生如下转化:Na+X-已知:(R为烃基或氢)。下列说法错误的是()A.水解后可得环己酮B.乙酰乙酸乙酯存在具有分子内氢键的异构体C.推测X-可能为(表示碳负离子)D.含有—COOH和—COCH3的乙酰乙酸乙酯的同分异构体有4种答案:D解析:水解后可得环己酮,A正确;乙酰乙酸乙酯存在具有分子内氢键的异构体,如,B正确;由题干转化流程中Na+X-与CH3CH2CH2Br反应的产物可知,推测X-可能为,C正确;乙酰乙酸乙酯共6个碳原子,3个O原子,2个不饱和度,除了含有—COOH和—COCH3外,还剩余3个碳原子,则相当于—COOH和—COCH3取代丙烷上的2个氢原子,用“定一动一”的思路书写,可得同分异构体有5种,D错误。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:32分)学生用书P265(选择题每小题4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·山东菏泽二模)以并五苯四酮(PCT)和石墨为电极,室温离子液体[Pyr14]+、[TFSI]-为电解液的双离子二次电池如图所示。电池工作时,离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知放电时,[Pyr14]+向石墨电极移动。下列说法错误的是()A.放电时,PCT电极发生氧化反应B.充电时,[TFSI]-从石墨电极上脱嵌进入溶液C.充电时,阴极的电极反应式为PCT+ne-+n[Pyr14]+[Pyr14]nPCTD.为使体积更大的离子通过,双离子电池的隔膜需要有高孔隙率答案:B解析:放电时,[Pyr14]+向石墨电极移动,阳离子向正极移动,正极为石墨电极,PCT电极是负极,发生氧化反应,A正确;充电时,[TFSI]-从溶液中嵌入石墨电极,B错误;充电时,PCT电极为阴极,阴极的电极反应式为PCT+ne-+n[Pyr14]+[Pyr14]nPCT,C正确;为使体积更大的离子通过,双离子电池的隔膜需要有高孔隙率,D正确。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