内容正文:
专题04 化学反应与能量 有机化学基础
考点概览
题型一 化学反应中的能量变化
题型二 原电池原理及应用
题型三 电解池原理及应用
题型四 有机化学基础
化学反应中的能量变化题型一
1.(2025·天津河西·二模)碘离子可以作为过氧化氢分解的催化剂,催化过程的机理如图1。图2是有、无碘离子存在时,过氧化氢分解的能量变化示意图。
下列说法错误的是( )
A.X和Y分别为H2O和O2
B.H2O2的分解反应是吸热反应
C.碘离子不改变H2O2分解的焓变
D.反应速率大小:①<②
2.(2025•天津市·二模)某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,一定条件下该反应的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是( )
A.加入催化剂可以改变反应的速率和焓变ΔH
B.总反应的速率主要由反应②决定
C.该反应经历三个基元反应
D.该反应过程可以实现氮的固定
原电池原理及应用 金属腐蚀与防护题型二
1.(2025·天津市·二模) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:
C.电解时OH﹣通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣=2HCOO﹣+2H2O+H2↑
2.(2025·天津市·二模)一种新型短路膜电化学电池消除CO2装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.负极反应为:H2-2e-═2H+
B.正极反应消耗标准状况下22.4LO2,理论上需要转移4mol电子
C.短路膜和常见的离子交换膜不同,既能能传递离子,又能传递电子
D.该装置可用于空气中CO2的捕获,缓解温室效应
3.(2025•天津市·河东区·二模)南开大学开发了一种自充电水系Zn—NaFe[Fe(CN)6]电池,电池电能耗尽后,无需外接电源,可通过H2O2实现电池自充电,电池工作原理如图。下列说法错误的是( )
A.该电池装置负极材料需足量
B.放电时,向Zn电极移动
C.放电时,右侧电极反应为:NaFe[Fe(CN)6]+e﹣+Na+═Na2Fe[Fe(CN)6]
D.自充电时,每消耗1mol H2O2,溶液中增加1mol Na+
4.(2025·天津市·南开区·二模)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极,用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动
B.充电时,石墨接外接电源负极
C.充电时,每转移1mole﹣,生成1mol CnAlCl4
D.石墨晶体是层状结构,层与层之间以共价键结合
电解池原理及应用题型三
1.(2025•天津市•二模)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质,CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物[]的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法不正确的是( )
A.若用铅蓄电池作为电源,CoP极连接铅蓄电池的铅电极
B.离子交换膜是阴离子交换膜
C.合成1mol偶氮化合物,需转移8mol电子
D.Ni2P电极反应式为RCH2NH2﹣4e﹣═4H++RCN
2.(2025•天津市•和平区•二模)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法不正确的是( )
A.电源a端为正极
B.理论上转移2mole﹣生成4gH2
C.此电解法制H2的后,电解池中生成了NaClO
D.阳极主要发生的反应为Cl﹣+H2O﹣2e﹣═HClO+H+
3.(2025•天津市•耀华中学•二模)高纯镓是制备第三代半导体的重要原料,其化学性质与铝相似。图为工业精炼镓的装置示意图。下列说法不正确的是( )
A.阴极的电极反应为
B.电解过程中,阳极室中OH﹣的物质的量减小
C.电路中每转移3mol电子,理论上粗镓熔融液减少70g
D.电解后粗镓中的Zn、Fe以离子形式进入NaOH溶液中
4.(2025•天津市•红桥区•二模)传统氯碱工业能耗高,科学家研发了“氧阴极技术”新工艺。其与传统工艺主要差异在阴极结构,新工艺通过向阴极区供纯氧,避免H+直接得电子生成H2,实现了降电压、减能耗。采用“氧阴极技术”的氯碱工业的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.电子从阳极经稀碱溶液流向阴极
B.该离子交换膜只允许阴离子通过,不允许阳离过子通过
C.装置工作时,阴极区溶液pH逐渐增大
D.装置中发生的总反应式为:4Cl﹣+O2+2H2O2Cl2↑+4OH﹣
5.(2025•天津市•河北区•二模)南开大学科研团队通过电解法将CO2转化为高附加值化工产品乙烯,获得国家科学基金项目支持。如图为采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂实现上述转化的装置图。
已知:电解效率下列说法正确的是( )
A.电极a连接电源的正极
B.通电后装置右室中溶液质量减少
C.电极b的电极反应方程式为:2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣
D.若电解效率为60%,电路中通过1mol电子时,产生1.12L乙烯(标准状况下)
有机化学基础题型四
1.(2025•天津市•南开区•二模)植物提取物阿魏菇宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏菇宁的说法错误的是( )
A.水溶液呈酸性
B.分子式为C22H30O4
C.分子中存在3个手性碳原子
D.酸性条件下水解的产物均可发生聚合反应
2.(2025•天津市•红桥区•二模)下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖和果糖互为同系物
B.利用油脂的硬化可获得人造脂肪
C.DNA的双螺旋结构与氢键有关
D.不同的二肽,水解产物可能相同
3.(2025•天津市•河西区•二模)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.化合物X为CH3OH
B.异山梨醇分子中有3个手性碳原子
C.该高分子材料一定条件下可以降解
D.碳酸二甲酯中碳原子的杂化方式有两种
4.(2025•天津市•河北区•二模)心理健康的人能够更好地处理生活中的压力,更容易获得幸福感和满意度。左旋米那普仑是用于治疗成人重性抑郁症药物的主要成分,其结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.1mol该物质最多可以与4mol H2发生反应
B.该物质含有2种官能团
C.左旋米那普仑的分子式为C15H22N2O
D.左旋米那普仑分子中含有2个手性碳原子
5.(2025•天津市•二模) “扑热息痛”又称对乙酰氨基酚,其结构简式如图所示。下列有关该物质叙述错误的是( )
A.与FeCl3溶液发生显色反应
B.能与饱和溴水发生取代反应
C.1mol该物质最多可消耗1mol NaOH
D.能被酸性KMnO4溶液氧化
6.(2025•天津市•二模)某有机化合物L结构如图所示,可发生转化:LM+N,M、N为有机产物且相对分子质量M>N。下列有关说法错误的是( )
A.L可以发生加成、取代、氧化等反应
B.1molL与Na反应产生1molH2
C.1molL最多可与7molH2加成
D.1molM最多可与3molNa2CO3反应
7.(2025•天津市•二模)化合物Z是一种有机合成中的重要中间体,其部分合成路线如图:
下列说法不正确的是( )
A.反应X→Y属于取代反应
B.1mol Y与足量H2反应,最多消耗5mol
C.X、Y、Z三种物质中,Y在水中的溶解度最大
D.Z分子存在可与FeCl3发生显色反应的同分异构体
8.(2025•天津市•二模)下列说法不正确的是( )
A.淀粉作为人类重要的能量来源,是由于它能发生水解产生葡萄糖供机体利用
B.纤维素能通过酯化反应得到醋酸纤维素,是由于纤维素分子中含有羟基
C.核糖核苷酸分子间脱水后聚合形成核糖核酸
D.石油经过分馏可得到煤油、柴油等,是利用了物质的溶解性差异
9.(2025•天津市•二模)2024年诺贝尔化学奖授予了三位科学家,以表彰他们在蛋白质结构研究的突破性贡献。某DNA分子的片段如图所示。下列关于该片段的说法错误的是( )
A.1mol该片段结构最多与7mol H2发生加成反应
B.胸腺嘧啶与酸或碱溶液均可反应生成盐
C.该DNA分子可通过氢键①②形成双螺旋结构
D.该片段能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
10.(2025•河东区二模)BAE(丙)具有优异的溶解性、热稳定性和机械性能,在涂料、黏合剂、塑料等领域有潜在的应用价值,使用间二甲苯二胺(甲)和丙烯酸﹣2﹣羟基乙酯(乙)作为原料来合成BAE(丙)的反应如图。
下列说法错误的是( )
A.甲和乙合成丙的反应是加成反应
B.丙中含有两种官能团
C.乙能发生水解、加成和氧化反应
D.甲能与盐酸发生反应
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专题04 化学反应与能量 有机化学基础
考点概览
题型一 化学反应中的能量变化
题型二 原电池原理及应用
题型三 电解池原理及应用
题型四 有机化学基础
化学反应中的能量变化题型一
1.(2025·天津河西·二模)碘离子可以作为过氧化氢分解的催化剂,催化过程的机理如图1。图2是有、无碘离子存在时,过氧化氢分解的能量变化示意图。
下列说法错误的是( )
A.X和Y分别为H2O和O2
B.H2O2的分解反应是吸热反应
C.碘离子不改变H2O2分解的焓变
D.反应速率大小:①<②
【答案】B
【详解】A.上述分析可知,X和Y分别为H2O和O2,故A正确;
B.能量变化图2可知,H2O2的分解反应是放热反应,故B错误;
C.碘离子是反应的催化剂,不改变H2O2分解的焓变,故C正确;
D.图2中加入催化剂后有两个基元反应,反应①是吸热反应,反应②为放热反应,则反应速率①<②,故D正确;
故选:B。
2.(2025•天津市·二模)某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,一定条件下该反应的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是( )
A.加入催化剂可以改变反应的速率和焓变ΔH
B.总反应的速率主要由反应②决定
C.该反应经历三个基元反应
D.该反应过程可以实现氮的固定
【答案】B
【详解】A.使用催化剂可以降低反应的活化能,加快化学反应速率,但不能改变反应的焓变,故A错误;
B.活化能越大反应速率越慢,整个反应由最慢的一步决定,正反应活化能最大的是反应③,则该化学反应的速率主要由反应③决定,故B错误;
C.由图可知,该反应经历三个基元反应,对呀的反应热分别是ΔH1=+199.2kJ/mol,ΔH2=﹣513.5kJ/mol,ΔH3=﹣306.6kJ/mol,故C正确;
D.由始态和终态可知,该过程的总反应为2CO+2NON2+2CO2,该反应过程没有实现氮的固定,故D错误;
故选:C。
原电池原理及应用 金属腐蚀与防护题型二
1.(2025·天津市·二模) “绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题,科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法,装置如图所示。部分反应机理为:。下列说法错误的是( )
A.相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B.阴极反应:
C.电解时OH﹣通过阴离子交换膜向b极方向移动
D.阳极反应:2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣=2HCOO﹣+2H2O+H2↑
【答案】A
【详解】A.阴极反应2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,阳极反应:①HCHO+OH﹣﹣e﹣→HCOOHH2,②HCOOH+OH﹣=HCOO﹣+H2O,即转移2mol电子时,阴、阳两极各生成1mol 氢气,共2mol 氢气,而传统电解H2O:,转移2mol电子,只有阴极生成1mol氢气,所以相同电量下氢气理论产量是传统电解水的2倍,故A错误;
B.阴极水得电子生成氢气,阴极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,故B正确;
C.由电极反应式可知,电解过程中阴极生成氢氧根离子,负电荷增多,阳极负电荷减少,要使电解质溶液呈电中性,氢氧根离子通过阴离子交换膜向阳极移动,即向b极方向移动,故C正确;
D.阳极反应涉及到:①HCHO+OH﹣﹣e﹣→HCOOHH2,②HCOOH+OH﹣=HCOO﹣+H2O,由(①+②)×2得阳极反应为:2HCHO﹣2e﹣+4OH﹣=2HCOO﹣+2H2O+H2↑,故D正确;
故选:A。
2.(2025·天津市·二模)一种新型短路膜电化学电池消除CO2装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.负极反应为:H2-2e-═2H+
B.正极反应消耗标准状况下22.4LO2,理论上需要转移4mol电子
C.短路膜和常见的离子交换膜不同,既能能传递离子,又能传递电子
D.该装置可用于空气中CO2的捕获,缓解温室效应
【答案】A
【详解】A.由分析可知,负极反应为:H2+2HCO3--2e-═2H2O+2CO2,故A错误;
B.标准状况下22.4LO2的物质的量为1mol,根据氧元素化合价变化结合电子守恒可知,O2∼4e-,则理论上需要转移4mol电子,故B正确;
C.由图示可知,短路膜中存在电子运动,故和常见的离子交换膜不同,它能传递离子,也传递电子,故C正确;
D.由图示可知,该装置吸收含二氧化碳空气,释放出不含二氧化碳的空气,生成二氧化碳可以被收集利用,故可用于空气中CO2的捕获,缓解温室效应,故D正确;
故选:A。
3.(2025•天津市·河东区·二模)南开大学开发了一种自充电水系Zn—NaFe[Fe(CN)6]电池,电池电能耗尽后,无需外接电源,可通过H2O2实现电池自充电,电池工作原理如图。下列说法错误的是( )
A.该电池装置负极材料需足量
B.放电时,向Zn电极移动
C.放电时,右侧电极反应为:NaFe[Fe(CN)6]+e﹣+Na+═Na2Fe[Fe(CN)6]
D.自充电时,每消耗1mol H2O2,溶液中增加1mol Na+
【答案】D
【详解】A.该电池装置负极材料Zn随着放电过程不断反应,需足量的Zn,故A正确;
B.放电时,阴离子移向负极,则向Zn电极移动,故B正确;
C.放电时,右侧为原电池正极,发生还原反应,电极反应为:NaFe[Fe(CN)6]+xe﹣+xNa+=Na1+xFe[Fe(CN)6],故C正确;
D.自充电时,每消耗1mol H2O2,电子转移2mol,溶液中增加2mol Na+,故D错误;
故选:D。
4.(2025·天津市·南开区·二模)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极,用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动
B.充电时,石墨接外接电源负极
C.充电时,每转移1mole﹣,生成1mol CnAlCl4
D.石墨晶体是层状结构,层与层之间以共价键结合
【答案】C
【详解】A.放电时,有机阳离子向石墨电极(正极)移动,故A错误;
B.充电时,石墨作阳极,外接电源的正极,故B错误;
C.充电时,石墨作阳极,电极反应式为Cn+ AlCl4--e-=CnAlCl4,每转移1mole-,生成1mol CnAlCl4,故C正确;
D.石墨晶体是层状结构,层与层之间存在分子间作用力,层上碳原子以共价键结合,故D错误;
故选:C。
电解池原理及应用题型三
1.(2025•天津市•二模)天津大学研究团队以KOH溶液为电解质,CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物[]的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法不正确的是( )
A.若用铅蓄电池作为电源,CoP极连接铅蓄电池的铅电极
B.离子交换膜是阴离子交换膜
C.合成1mol偶氮化合物,需转移8mol电子
D.Ni2P电极反应式为RCH2NH2﹣4e﹣═4H++RCN
【答案】D
【详解】A.左侧为电解池的阴极,若用铅蓄电池作为电源,则CoP极连接铅蓄电池的负极,即铅电极,故A正确;
B.Ni2P电极为阳极,其电极反应式为:RCH2NH2−4e−+4OH-=RCN+4H2O,故B正确;
C.氢氧根离子通过离子交换膜由阴极室进入阳极室,离子交换膜是阴离子交换膜,故C正确;
D.阴极电极反应为:2C6H5-NO2+8e-+2H2O=+8OH-,故合成1mol该偶氮化合物,需要转移8mol电子,故D错误;
故选:D。
2.(2025•天津市•和平区•二模)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法不正确的是( )
A.电源a端为正极
B.理论上转移2mole﹣生成4gH2
C.此电解法制H2的后,电解池中生成了NaClO
D.阳极主要发生的反应为Cl﹣+H2O﹣2e﹣═HClO+H+
【答案】B
【详解】A.钛网为阳极,钛网与电源的a极相连,则a极为电源正极,故A正确;
B.钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e﹣=H2↑,理论上转移2mole﹣生成1mol H2,生成H2的质量为2g,故B错误;
C.电解池总反应为:NaCl+H2ONaClO+H2↑,故此电解法制H2的后,电解池中生成了NaClO,故C正确;
D.高选择性催化剂PRT可抑制O2产生,则阳极主要的电极反应为海水中Cl﹣发生失电子的氧化反应生成HClO,电极反应式为Cl﹣+H2O﹣2e﹣=HClO+H+,故D正确;
故选:B。
3.(2025•天津市•耀华中学•二模)高纯镓是制备第三代半导体的重要原料,其化学性质与铝相似。图为工业精炼镓的装置示意图。下列说法不正确的是( )
A.阴极的电极反应为
B.电解过程中,阳极室中OH﹣的物质的量减小
C.电路中每转移3mol电子,理论上粗镓熔融液减少70g
D.电解后粗镓中的Zn、Fe以离子形式进入NaOH溶液中
【答案】D
【详解】A.由分析可知,阴极的电极反应为,故A正确;
B.由分析可知,电解过程中,阳极反应为Ga﹣3e﹣+4OH﹣=2H2O,根据电荷守恒每消耗4mol OH﹣只有3mol OH﹣或者由阴极上进入阳极室,则阳极室中OH﹣的物质的量减小,故B正确;
C.由分析可知,阳极反应为Ga﹣3e﹣+4OH﹣=2H2O,虽然阳极上还有Zn等放电,但产生的Zn2+不进入NaOH溶液,而是Ga3+经Ga3+快离子导体进入NaOH溶液,故电路中每转移3mol电子,理论上粗镓熔融液减少70g,故C正确;
D.由C项分析可知,电解后粗镓中的Zn失电子以离子形式进入粗镓熔融液,而不是NaOH溶液中,Fe比Ga更不活泼,不失电子,故D错误;
故选:D。
4.(2025•天津市•红桥区•二模)传统氯碱工业能耗高,科学家研发了“氧阴极技术”新工艺。其与传统工艺主要差异在阴极结构,新工艺通过向阴极区供纯氧,避免H+直接得电子生成H2,实现了降电压、减能耗。采用“氧阴极技术”的氯碱工业的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.电子从阳极经稀碱溶液流向阴极
B.该离子交换膜只允许阴离子通过,不允许阳离过子通过
C.装置工作时,阴极区溶液pH逐渐增大
D.装置中发生的总反应式为:4Cl﹣+O2+2H2O2Cl2↑+4OH﹣
【答案】D
【详解】A.电子不进入电解质溶液,电解质溶液中阴阳离子定向移动形成电流,故A错误;
B.根据图知,精盐水中的钠离子透过交换膜进入阴极室,交换膜为阳离子交换膜,该离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子不能通过,故B错误;
C.装置工作时,阴极区O2得电子和H2O反应生成OH﹣,则阴极区溶液pH逐渐增大,故C正确;
D.装置中阳极上氯离子放电生成Cl2,阴极上O2得电子和H2O反应生成OH﹣,总反应式为:4Cl﹣+O2+2H2O2Cl2↑+4OH﹣,故D正确;
故选:CD。
5.(2025•天津市•河北区•二模)南开大学科研团队通过电解法将CO2转化为高附加值化工产品乙烯,获得国家科学基金项目支持。如图为采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂实现上述转化的装置图。
已知:电解效率下列说法正确的是( )
A.电极a连接电源的正极
B.通电后装置右室中溶液质量减少
C.电极b的电极反应方程式为:2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣
D.若电解效率为60%,电路中通过1mol电子时,产生1.12L乙烯(标准状况下)
【答案】D
【详解】A.电极a实现将CO2转化为乙烯,C由+4价变为﹣2价,化合价降低,发生还原反应,电极a为阴极,与电源负极相连,故A错误;
B.在电解过程中,OH﹣通过阴离子交换膜迁移至右侧,发生反应的电极反应为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,产生水的质量大于逸出氧气的质量,即通电后右室溶液质量增大,故B错误;
C.电极b上氢氧根离子失去电子转化为氧气,发生反应的电极反应为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,故C错误;
D.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过1mol电子时,根据公式得n(生成乙烯所用的电子)=0.6mol,由CO2转化为乙烯的电极反应为8H2O+2CO2+12e﹣=C2H4+12OH﹣,所以当n(生成乙烯所用的电子)=0.6mol,产生的乙烯为0.05mol,标准状况下的体积为1.12L,故D正确,
故选:D。
有机化学基础题型四
1.(2025•天津市•南开区•二模)植物提取物阿魏菇宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏菇宁的说法错误的是( )
A.水溶液呈酸性
B.分子式为C22H30O4
C.分子中存在3个手性碳原子
D.酸性条件下水解的产物均可发生聚合反应
【答案】C
【详解】A.分子含有酚羟基,其水溶液呈酸性,故A正确;
B.分子含有22个碳原子、4个氧原子,不饱和度为8,分子中氢原子数目为2×22+2-2×8=30,分子式为C22H30O4,故B正确;
C.连接4个不同原子或基团的碳原子是手性碳原子,如图所示标“*”的4个碳原子是手性碳原子:,故C错误;
D.分子中酯基发生水解生成和,前者含有碳碳双键与2个醇羟基,后者含有羧基、酚羟基,都可以发生聚合反应,故D正确;
故选:C。
2.(2025•天津市•红桥区•二模)下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖和果糖互为同系物
B.利用油脂的硬化可获得人造脂肪
C.DNA的双螺旋结构与氢键有关
D.不同的二肽,水解产物可能相同
【答案】A
【详解】A.同系物是结构相似,分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物。葡萄糖和果糖分子式均为C6H12O6,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,并非同系物,故A错误;
B.油脂的硬化是指液态的不饱和油脂(含碳碳双键)与氢气发生加成反应,变成固态或半固态的饱和油脂,这样可获得人造脂肪,故B正确;
C.DNA 分子的双螺旋结构中,两条链之间的碱基通过氢键相互配对连接,维持了 DNA 双螺旋结构的稳定性,所以 DNA 的双螺旋结构与氢键有关,故C正确;
D.不同的二肽,水解产物可能相同。例如甘氨酸和丙氨酸形成的二肽有两种:甘氨酸﹣丙氨酸二肽和丙氨酸﹣甘氨酸二肽,但水解后都得到甘氨酸和丙氨酸,故D正确;
故选:A。
3.(2025•天津市•河西区•二模)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.化合物X为CH3OH
B.异山梨醇分子中有3个手性碳原子
C.该高分子材料一定条件下可以降解
D.碳酸二甲酯中碳原子的杂化方式有两种
【答案】B
【详解】A.根据以上分析知,X为CH3OH,故A正确;
B.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,异山梨醇分子连接羟基及两个环连接的碳原子都是手性碳原子,该分子中有4个手性碳原子,故B错误;
C.该高分子材料中酯基能发生水解反应,故C正确;
D.碳酸二甲酯中甲基碳原子采用sp3杂化,连接双键的碳原子采用sp2杂化,故D正确;
故选:B。
4.(2025•天津市•河北区•二模)心理健康的人能够更好地处理生活中的压力,更容易获得幸福感和满意度。左旋米那普仑是用于治疗成人重性抑郁症药物的主要成分,其结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.1mol该物质最多可以与4mol H2发生反应
B.该物质含有2种官能团
C.左旋米那普仑的分子式为C15H22N2O
D.左旋米那普仑分子中含有2个手性碳原子
【答案】A
【详解】A.苯环和氢气以1:3发生加成反应,酰胺基中碳氧双键和氢气不反应,1mol该物质最多消耗3mol氢气,故A错误;
B.含有的官能团有酰胺基、氨基,有两种官能团,故B正确;
C.分子中C、H、O、N原子个数依次是15、22、1、2,分子式为C15H22N2O,故C正确;
D.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,连接苯环和—CH2NH2的碳原子为手性碳原子,有2个手性碳原子,故D正确;
故选:A。
5.(2025•天津市•二模) “扑热息痛”又称对乙酰氨基酚,其结构简式如图所示。下列有关该物质叙述错误的是( )
A.与FeCl3溶液发生显色反应
B.能与饱和溴水发生取代反应
C.1mol该物质最多可消耗1mol NaOH
D.能被酸性KMnO4溶液氧化
【答案】C
【详解】A.该有机物中含有酚羟基,所以能和氯化铁溶液发生显色反应,故A正确;
B.该分子中苯环上酚羟基的邻位含有氢原子,所以能和浓溴水发生取代反应,故B正确;
C.酚羟基、酰胺基水解生成的羧基都能和NaOH以1:1反应,1mol该物最多消耗2mol NaOH,故C错误;
D.酚羟基不稳定,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故D正确;
故选:C。
6.(2025•天津市•二模)某有机化合物L结构如图所示,可发生转化:LM+N,M、N为有机产物且相对分子质量M>N。下列有关说法错误的是( )
A.L可以发生加成、取代、氧化等反应
B.1molL与Na反应产生1molH2
C.1molL最多可与7molH2加成
D.1molM最多可与3molNa2CO3反应
【答案】C
【详解】A.L含碳碳双键可发生加成反应、氧化反应,含羟基、羧基、酯基可发生取代反应,故A正确;
B.L中羟基、羧基与Na反应,则1molL与Na反应产生1molH2,故B正确;
C.L中苯环、碳碳双键、醛基与氢气发生加成反应,则1molL最多可与5molH2加成,故C错误;
D.M中含2个酚羟基、1个羧基,则1molM最多可与3molNa2CO3反应,故D正确;
故选:C。
7.(2025•天津市•二模)化合物Z是一种有机合成中的重要中间体,其部分合成路线如图:
下列说法不正确的是( )
A.反应X→Y属于取代反应
B.1mol Y与足量H2反应,最多消耗5mol
C.X、Y、Z三种物质中,Y在水中的溶解度最大
D.Z分子存在可与FeCl3发生显色反应的同分异构体
【答案】C
【详解】A.X→Y的反应为碳酸钾作用下X与CH2=CHCH2Br共热发生取代反应生成Y和溴化氢,故A正确;
B.Y分子中的苯环、醛基、碳碳双键一定条件下能与氢气发生加成反应,则1 mol Y 与足量氢气反应,最多消耗5mol氢气,故B正确;
C.X、Y、Z三种物质中,X所含的官能团醛基、羟基都为亲水基,且YZ中含较大的烃基导致在水中溶解度减小,所以X在水中的溶解度最大,故C错误;
D.Z分子的酚羟基可以在—CHO的邻、间位,故存在可与FeCl3发生显色反应的同分异构体,故D正确;
故选:C。
8.(2025•天津市•二模)下列说法不正确的是( )
A.淀粉作为人类重要的能量来源,是由于它能发生水解产生葡萄糖供机体利用
B.纤维素能通过酯化反应得到醋酸纤维素,是由于纤维素分子中含有羟基
C.核糖核苷酸分子间脱水后聚合形成核糖核酸
D.石油经过分馏可得到煤油、柴油等,是利用了物质的溶解性差异
【答案】D
【详解】A.淀粉能发生水解产生葡萄糖供机体利用,所以淀粉作为人类重要的能量来源,故A正确;
B.酯化反应是羧酸与醇发生的取代反应,纤维素能与醋酸发生酯化反应,醋酸中含羧基,则纤维素中含羟基,故B正确;
C.核糖核苷酸分子间脱水后发生缩合聚合反应形成核糖核酸,故C正确;
D.因为石油蒸馏时根据各组分的沸点不同,按照不同温度范围先后蒸馏出来的,是利用了物质的沸点不同,故D错误;
故选:D。
9.(2025•天津市•二模)2024年诺贝尔化学奖授予了三位科学家,以表彰他们在蛋白质结构研究的突破性贡献。某DNA分子的片段如图所示。下列关于该片段的说法错误的是( )
A.1mol该片段结构最多与7mol H2发生加成反应
B.胸腺嘧啶与酸或碱溶液均可反应生成盐
C.该DNA分子可通过氢键①②形成双螺旋结构
D.该片段能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】A
【详解】A.片段中碳氮双键、碳碳双键能和氢气发生加成反应,酰胺键中碳氧双键和氢气不反应,1mol该片段结构最多与5mol H2发生加成,故A错误;
B.含有酰胺键和氨基,具有酰胺和氨的性质,所以能和酸、碱反应生成盐,故B正确;
C.DNA分子中①②为碱基,通过分子间氢键形成碱基对,所以DNA分子可通过氢键①②形成双螺旋结构,故C正确;
D.分子中碳碳双键能和溴发生加成反应而使溴水褪色、能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故选:A。
10.(2025•河东区二模)BAE(丙)具有优异的溶解性、热稳定性和机械性能,在涂料、黏合剂、塑料等领域有潜在的应用价值,使用间二甲苯二胺(甲)和丙烯酸﹣2﹣羟基乙酯(乙)作为原料来合成BAE(丙)的反应如图。
下列说法错误的是( )
A.甲和乙合成丙的反应是加成反应
B.丙中含有两种官能团
C.乙能发生水解、加成和氧化反应
D.甲能与盐酸发生反应
【答案】B
【详解】A.甲中氨基和乙中碳碳双键发生加成反应生成丙,该反应类型是加成反应,故A正确;
B.丙中官能团有羟基、酯基、氨基,含有三种官能团,故B错误;
C.乙具有酯、醇和烯烃的性质,酯基能发生水解反应,碳碳双键能发生加成反应和氧化反应,醇羟基能发生氧化反应,故C正确;
D.甲中含有氨基,则甲具有碱性,能和盐酸反应,故D正确;
故选:B。
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