2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——分子結(jié)構(gòu)與有機(jī)化學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在答題紙上。）1.下列分子中，屬于極性分子的是（）。A.CO2B.BF3C.CH4D.H2O2.根據(jù)VSEPR理論，AB4型分子中中心原子價(jià)層電子對(duì)總數(shù)為（）。A.2B.3C.4D.53.下列基團(tuán)中，屬于親電試劑的是（）。A.OH?B.Br?C.CN?D.NH34.甲烷（CH4）分子中，C-H鍵的成鍵軌道是（）。A.sp軌道B.sp2軌道C.sp3雜化軌道D.p軌道5.下列有機(jī)物中，屬于烯烴的是（）。A.CH3CH2OHB.CH2=CH2C.CH3COOHD.CH3OCH36.乙醇（CH3CH2OH）發(fā)生氧化反應(yīng)，可能生成的產(chǎn)物是（）。A.乙醛B.乙酸C.乙烯D.乙烷7.下列物質(zhì)中，屬于手性分子的是（）。A.CH3CHClCH3B.CH3COOHC.CH2=CH2D.CH3CH2OH8.在1HNMR譜中，化學(xué)位移值最大的信號(hào)通常來(lái)自（）。A.連接在伯碳原子上的氫B.連接在叔碳原子上的氫C.非共軛的烷烴氫D.苯環(huán)上的氫9.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.分子軌道理論可以解釋分子的成鍵和磁性。B.雜化軌道理論可以很好地解釋分子的幾何構(gòu)型。C.共價(jià)鍵的形成總是釋放能量。D.所有分子都存在極性鍵。10.能使溴的四氯化碳溶液褪色，但不能使高錳酸鉀酸性溶液褪色的有機(jī)物是（）。A.乙烯B.乙烷C.乙炔D.苯二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在答題紙上。）1.sp3雜化軌道是由一個(gè)__s__軌道和三個(gè)__p__軌道混合形成的。2.分子極性取決于分子中化學(xué)鍵的__極性__和分子的__空間構(gòu)型__。3.有機(jī)反應(yīng)中，斷裂舊鍵、形成新鍵的過(guò)程稱為_(kāi)_化學(xué)鍵的斷裂與形成__。4.與醛基相連的碳原子稱為_(kāi)_醛基碳__或__α碳__。5.分子光譜中，紅外吸收光譜主要用于鑒定__官能團(tuán)__。6.分子軌道理論認(rèn)為，成鍵分子軌道由兩個(gè)原子軌道線性組合而成，其中能量較低的是__成鍵軌道__。7.對(duì)映異構(gòu)體是指互為鏡像但不能重合的立體異構(gòu)體，它們具有__手性__性質(zhì)。8.在有機(jī)反應(yīng)中，提供電子對(duì)的試劑稱為_(kāi)_親核試劑__。9.sp2雜化軌道的夾角為_(kāi)_120°__。10.1HNMR譜中，化學(xué)位移值的大小主要取決于氫原子所在化學(xué)環(huán)境中的__電負(fù)性__和__雜化方式__。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分。請(qǐng)將答案填在答題紙上。）1.簡(jiǎn)述雜化軌道理論的要點(diǎn)。2.解釋什么是順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象，并舉例說(shuō)明。3.簡(jiǎn)述紅外光譜（IR）如何用于有機(jī)物官能團(tuán)的鑒定。四、計(jì)算題（每小題8分，共16分。請(qǐng)將計(jì)算過(guò)程和答案填在答題紙上。）1.某分子式為CH4的氣體，其密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.556g/L。求該氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量。2.計(jì)算H-Cl鍵的極性。已知H的電負(fù)性為2.1，Cl的電負(fù)性為3.0。五、推斷題與合成題（共25分。請(qǐng)將答案填在答題紙上。）1.（10分）某有機(jī)物A的分子式為C4H10O，它不能使溴的四氯化碳溶液褪色，但能與金屬鈉反應(yīng)生成氫氣。試寫(xiě)出A的所有可能的結(jié)構(gòu)式，并命名。2.（15分）化合物B的分子式為C4H8，其1HNMR譜顯示為單峰，化學(xué)位移δ=1.2。試推斷化合物B的結(jié)構(gòu)式，并寫(xiě)出其可能的紅外吸收光譜的主要特征吸收峰（至少列出3種，注明波數(shù)范圍）。3.（10分）已知醇C能發(fā)生氧化反應(yīng)生成醛D，也能與羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯E。試寫(xiě)出醇C、醛D和酯E的結(jié)構(gòu)式。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.C5.B6.A7.A8.D9.D10.B二、填空題1.s,p2.極性,空間構(gòu)型3.化學(xué)鍵的斷裂與形成4.醛基碳,α碳5.官能團(tuán)6.成鍵軌道7.手性8.親核試劑9.120°10.電負(fù)性,雜化方式三、簡(jiǎn)答題1.雜化軌道理論的要點(diǎn)：中心原子的價(jià)層電子在成鍵前后發(fā)生軌道混合，形成一組能量相同、形狀和方向都相同的雜化軌道；雜化軌道的數(shù)目等于參加雜化的價(jià)層軌道數(shù)目；雜化軌道的空間排布使原子間的斥力最小，分子的能量最低；雜化軌道用于形成σ鍵，未參與雜化的p軌道用于形成π鍵或容納孤對(duì)電子。2.順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象是指分子中存在一個(gè)不能自由旋轉(zhuǎn)的雙鍵（通常是碳碳雙鍵），導(dǎo)致雙鍵兩側(cè)的取代基在空間上有兩種相互鏡像但不能重合的構(gòu)型。例如，2-丁烯存在順式（cis）和反式（trans）兩種異構(gòu)體。順式異構(gòu)體中，雙鍵兩側(cè)的相同取代基位于雙鍵的同一側(cè)；反式異構(gòu)體中，雙鍵兩側(cè)的相同取代基位于雙鍵的相對(duì)兩側(cè)。3.紅外光譜（IR）通過(guò)測(cè)定分子振動(dòng)頻率來(lái)鑒定官能團(tuán)。不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)具有特定的振動(dòng)頻率，當(dāng)紅外光照射分子時(shí)，如果光的頻率與分子某振動(dòng)頻率一致，就會(huì)引起該振動(dòng)，導(dǎo)致吸收該頻率的紅外光。通過(guò)測(cè)量分子吸收紅外光的波數(shù)范圍，可以識(shí)別分子中存在的特定官能團(tuán)。例如，羰基（C=O）通常在1700-1750cm?1附近有強(qiáng)吸收峰，羥基（-OH）通常在3200-3600cm?1附近有寬吸收峰。四、計(jì)算題1.解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，n=m/M，M=ρRT/P。M=ρRT/P=0.556g/L×0.0821L·atm/(mol·K)×273.15K/1atmM≈12.5g/mol答：該氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為12.5。2.解：H-Cl鍵的極性由H和Cl的電負(fù)性差異決定。極性大小=|電負(fù)性(Cl)-電負(fù)性(H)|=|3.0-2.1|=0.9。答：H-Cl鍵的極性為0.9。五、推斷題與合成題1.解：分子式為C4H10O，不能使溴水褪色說(shuō)明不含C=C或C≡C，能與金屬鈉反應(yīng)說(shuō)明含有-OH（醇）。同分異構(gòu)體：CH3CH2CH2CH2OH(1-丁醇)CH3CH2CH(OH)CH3(2-丁醇)答：可能的結(jié)構(gòu)式為CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3。名稱分別為1-丁醇、2-丁醇。2.解：分子式C4H8，1HNMR單峰，化學(xué)位移δ=1.2，說(shuō)明所有氫原子化學(xué)環(huán)境相同，且處于烷烴環(huán)境。結(jié)構(gòu)為(CH3)2CHCH3（2-甲基丙烷）。主要紅外吸收峰：~3000cm?1：C-H伸縮振動(dòng)（甲基）~2850cm?1：C-H伸縮振動(dòng)（亞甲基）~1450cm?1：C-H彎曲振動(dòng)（甲基）~1375cm?1：C-H彎曲振動(dòng)（甲基）答：結(jié)構(gòu)式為(CH3)2CHCH3。主要紅外吸收峰（示例）：~3000cm?1,~2850cm?1,~1450cm?1。3.解：醇C能氧化為醛D，說(shuō)明C為伯醇或仲醇；能與羧酸酯化，說(shuō)明C含有-OH。C氧化生成醛D，推測(cè)