2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——利用二氯甲烷進(jìn)行有機(jī)合成反應(yīng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種溶劑通常被認(rèn)為比二氯甲烷（DCM）具有更高的極性？A.四氯化碳(CCl?)B.乙酸乙酯(EtOAc)C.苯(C?H?)D.環(huán)己烷(C?H??)2.在格氏反應(yīng)中，二氯甲烷常被用作溶劑，其主要優(yōu)點(diǎn)之一是？A.它是一種強(qiáng)堿，能促進(jìn)格氏試劑的形成B.它能與許多有機(jī)物形成氫鍵，提高溶解度C.它相對(duì)穩(wěn)定，不與格氏試劑或羰基化合物發(fā)生副反應(yīng)D.它的沸點(diǎn)低，便于反應(yīng)后快速除去3.下列關(guān)于二氯甲烷的敘述，錯(cuò)誤的是？A.它是一種無(wú)色透明的液體B.它可以與水以任意比例互溶C.它的分子中存在極性鍵D.它在光照下可能發(fā)生光解反應(yīng)4.在有機(jī)合成中，二氯甲烷有時(shí)被用作萃取劑，其主要利用了它的什么性質(zhì)？A.高沸點(diǎn)B.與水不互溶C.酸性D.易燃性5.傅克?；磻?yīng)（Friedel-Craftsacylation）中，若使用二氯甲烷作為溶劑，且催化劑為AlCl?，則AlCl?的作用是？A.溶解反應(yīng)物B.提供酸性環(huán)境C.活化?；?，使其親電性增強(qiáng)D.作為路易斯堿，捕獲副產(chǎn)物HCl6.維蒂格反應(yīng)（Wittigreaction）中，若使用二氯甲烷作為溶劑，主要目的是？A.促進(jìn)磷葉立德與羰基化合物的偶聯(lián)B.增強(qiáng)磷葉立德的空間位阻C.防止磷葉立德自身分解D.提高產(chǎn)物的溶解度7.對(duì)于需要在低溫下進(jìn)行的有機(jī)反應(yīng)，選擇二氯甲烷作為溶劑的一個(gè)原因是？A.二氯甲烷的凝固點(diǎn)很低B.二氯甲烷能有效地吸收熱量C.二氯甲烷在低溫下仍保持較高的反應(yīng)活性D.二氯甲烷在低溫下粘度較小8.從環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，替代二氯甲烷的綠色溶劑應(yīng)具備哪些特點(diǎn)？（多選）A.低毒性B.易生物降解C.來(lái)源廣泛且可再生D.化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，不參與反應(yīng)9.在使用二氯甲烷進(jìn)行有機(jī)合成后，若需要回收利用，以下哪種方法通常不被優(yōu)先考慮？A.直接蒸餾回收B.通過(guò)活性炭吸附去除雜質(zhì)C.與水混合后簡(jiǎn)單沉降分離D.使用分液漏斗進(jìn)行液-液萃取10.在《資源化學(xué)》的背景下，評(píng)價(jià)二氯甲烷作為合成溶劑的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，需要考慮哪些因素？（多選）A.溶劑的購(gòu)買成本B.溶劑的回收率和純化成本C.溶劑使用過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物處理成本D.溶劑對(duì)設(shè)備材料的腐蝕性二、填空題（每空2分，共20分）1.二氯甲烷的化學(xué)式是________，它屬于________（填“極性”或“非極性”）溶劑。2.格氏試劑通常是用________與鹵代烷在________（填“水”或“非水”）溶劑中反應(yīng)生成的。3.二氯甲烷的沸點(diǎn)約為________°C，這使得它易于通過(guò)________方法從反應(yīng)體系中除去。4.傅克?；磻?yīng)中，若使用二氯甲烷和AlCl?作為體系，可能會(huì)產(chǎn)生________作為副產(chǎn)物。5.二氯甲烷在光照條件下可能發(fā)生________反應(yīng)，生成光氯甲烷等有毒物質(zhì)。6.在有機(jī)合成后，若使用二氯甲烷萃取有機(jī)物，通常需要加入________以破壞乳化層，便于分層。7.從資源利用角度看，二氯甲烷目前主要來(lái)源于________資源。8.由于二氯甲烷對(duì)環(huán)境有潛在危害，綠色化學(xué)提倡使用如超臨界CO?、水相離子液體等________溶劑替代它。9.二氯甲烷分子中，碳-氯鍵是極性鍵，其中氯原子的電負(fù)性比碳原子________（填“強(qiáng)”或“弱”）。10.在涉及二氯甲烷的合成反應(yīng)中，選擇合適的________和________對(duì)反應(yīng)的成功至關(guān)重要。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述二氯甲烷作為有機(jī)合成溶劑的主要優(yōu)缺點(diǎn)。2.解釋為什么格氏反應(yīng)通常選擇二氯甲烷等非極性或弱極性有機(jī)溶劑，而不是水或醇？3.在《資源化學(xué)》專業(yè)視角下，使用二氯甲烷進(jìn)行有機(jī)合成時(shí)，需要關(guān)注哪些環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題？四、反應(yīng)機(jī)理題（10分）請(qǐng)畫出格氏試劑（R-Mg-X，X為鹵素）與丙酮在二氯甲烷中反應(yīng)生成丙酮鎂鹵化物中間體，并最終得到異丙基鎂鹵化物的簡(jiǎn)要反應(yīng)機(jī)理圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明該反應(yīng)歷程的關(guān)鍵步驟。五、合成路線設(shè)計(jì)題（15分）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一條合成戊酸（CH?CH?CH?COOH）的合成路線，要求路線中必須包含至少一個(gè)以二氯甲烷作為關(guān)鍵反應(yīng)介質(zhì)或溶劑的步驟，并簡(jiǎn)要說(shuō)明該步驟的作用?？梢赃x用任意合適的起始原料。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.B5.C6.A7.A8.ABC9.C10.ABCD二、填空題1.CH?Cl?，極性2.無(wú)水乙醚（或四氫呋喃等），非水3.39.6，蒸餾4.HCl5.光解（或光化學(xué)）6.分離劑（或反萃取劑，如飽和食鹽水）7.石油8.可再生（或環(huán)境友好）9.強(qiáng)10.溶劑，反應(yīng)條件三、簡(jiǎn)答題1.優(yōu)點(diǎn)：沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，便于除去；溶解范圍廣，能溶解多種有機(jī)物；相對(duì)穩(wěn)定，不與多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和。缺點(diǎn)：有一定毒性；對(duì)環(huán)境有潛在危害（如消耗臭氧層、生物降解性差）；易燃；來(lái)源為不可再生石油資源。2.格氏試劑（R-Mg-X）是強(qiáng)堿且親核性很強(qiáng)，易與水、醇等含有活潑氫的化合物反應(yīng)生成烯烴或鹵代烷，使反應(yīng)失效。非極性或弱極性有機(jī)溶劑（如二氯甲烷、四氫呋喃）極性較弱，不易與格氏試劑反應(yīng)，能更好地溶解格氏試劑和羰基化合物，從而保證反應(yīng)順利進(jìn)行。3.環(huán)境問(wèn)題：二氯甲烷是揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），可能參與光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧；具有毒性，對(duì)呼吸道和神經(jīng)系統(tǒng)有害；生物降解性差，可能造成土壤和水體污染；是消耗臭氧層物質(zhì)之一。社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題：主要來(lái)源于不可再生的石油資源，成本可能較高；廢棄物處理需要專門技術(shù)，處理成本不低；存在安全風(fēng)險(xiǎn)（易燃），存儲(chǔ)和使用需嚴(yán)格管理。四、反應(yīng)機(jī)理題```CH?COCH?R-Mg-XCH?COCH?-Mg-X丙酮格氏試劑丙酮鎂鹵化物中間體|/\+--------------------------/\--------------------------+(二氯甲烷)||CH?CH?CH?MgX異丙基鎂鹵化物(異丙基鎂鹵化物)(最終產(chǎn)物)```解析思路：格氏試劑（R-Mg-X）作為親核試劑進(jìn)攻丙酮羰基碳，發(fā)生加成反應(yīng)，π鍵斷裂，鎂離子與羰基氧結(jié)合，形成烷氧基鎂中間體（CH?COCH?-Mg-X）。該中間體上的烷氧基（-O-MgX）具有強(qiáng)親核性，可以?shī)Z取格氏試劑中連接在鎂上的鹵原子（X），發(fā)生分子內(nèi)SN2反應(yīng)，生成最終產(chǎn)物異丙基鎂鹵化物，同時(shí)釋放出鹵化鎂（MgX?）。整個(gè)過(guò)程在非極性溶劑二氯甲烷中進(jìn)行，以避免格氏試劑和中間體與溶劑發(fā)生副反應(yīng)。五、合成路線設(shè)計(jì)題合成路線：```CH?CH?CH?BrCH?CH?CH?MgBrCH?COCH?CH?CH?CH?CH?COOH(溴代丁烷)--(1)Mg,THF/DCM→(丁基鎂溴化物)--(2)DCM,0-5°C→(異丙基鎂溴化物)--(3)DCM,回流→(異丙基丁烷)--(4)KMnO?/H?或O?/H?O?→(2-戊酮)--(5)CH?COOH/H?或P?O?→(戊酸)```解析思路：1.步驟(1)：以溴代丁烷為起始原料，在無(wú)水乙醚（或四氫呋喃，此處THF可用作溶劑或與DCM混合使用）和鎂作用下，生成丁基鎂溴化物（格氏試劑）。此步驟需要使用二氯甲烷作為反應(yīng)介質(zhì)（或THF/DCM混合溶劑），且通常在低溫（如0-5°C）下進(jìn)行以控制反應(yīng)活性。此步為關(guān)鍵步驟，利用了二氯甲烷作為格氏反應(yīng)溶劑的特性。2.步驟(2)：丁基鎂溴化物與丙酮在二氯甲烷中反應(yīng)，生成異丙基鎂溴化物（或稱異丙基格氏試劑）。此步繼續(xù)利用二氯甲烷作為溶劑。3.步驟(3)：異丙基鎂溴化物與丙酮在二氯甲烷中發(fā)生分子內(nèi)縮合反應(yīng)（Wittig型反應(yīng)或類似過(guò)程），生成異丙基丁烷。4.步驟(4)：對(duì)異丙基丁烷進(jìn)行氧化，例如使用