2025年大學《應用化學》專業(yè)題庫——有機合成技術在合成材料中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內）1.在有機合成中，保護基的作用是（）。A.提高反應速率B.增加分子量C.防止特定官能團參與不必要的反應D.改變分子溶解性2.下列哪種反應通常用于合成碳-碳雙鍵？（）A.傅克?；磻狟.格氏反應C.Diels-Alder環(huán)加成反應D.醛縮合反應3.對于合成高分子材料而言，聚合反應的類型主要包括（）。A.取代反應和消除反應B.加成反應和重排反應C.自由基聚合、離子聚合和配位聚合D.酯化反應和硝化反應4.在合成需要特定光學活性的手性高分子材料時，常采用的方法是（）。A.使用非手性催化劑B.介導不對稱聚合C.后手性化修飾D.使用高分子量單體5.下列哪種聚合方法通常能提供結構規(guī)整、分子量可控的高分子？（）A.自由基懸浮聚合B.離子活性聚合（如CRP）C.乳液聚合D.聚合反應-離子交換樹脂法6.在合成聚烯烴類材料時，常用的引發(fā)劑類型是（）。A.酸催化劑B.堿催化劑C.過氧化物或偶氮化合物D.重金屬鹽7.下列哪種材料通常利用有機合成方法制備其功能基團？（）A.塑料瓶（聚對苯二甲酸乙二醇酯）B.導電聚合物（聚苯胺）C.玻璃纖維D.金屬鋁箔8.原子經(jīng)濟性是衡量有機合成反應綠色程度的重要指標，其定義為（）。A.反應產(chǎn)物的理論產(chǎn)量與反應物總量的比值B.有機產(chǎn)物收率與無機副產(chǎn)物產(chǎn)率的比值C.反應中轉化為目標產(chǎn)物的原子數(shù)與反應物總原子數(shù)的比值D.反應速率常數(shù)與活化能的比值9.在設計合成路線時，選擇使用保護基通常需要考慮的因素不包括（）。A.保護基的引入和脫除條件要溫和B.保護基不能與反應體系中的其他試劑發(fā)生副反應C.保護基的體積要盡可能大，以阻礙鄰近的反應位點D.保護基的化學性質應與被保護官能團完全相同10.對于合成具有特殊光電性質的有機材料，以下哪個概念不是合成設計時需要重點考慮的？（）A.分子共軛體系的長度和結構B.材料的晶態(tài)結構C.官能團的極性D.單體分子的旋光異構體數(shù)量二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.有機合成中的逆合成分析是一種重要的合成策略，其核心思想是利用________原理，將目標分子拆解為更小、更易合成的子結構。2.高分子材料的基本結構單元稱為________，而重復結構單元的連接方式稱為________。3.________聚合是通過活性中心（陰離子或陽離子）的持續(xù)增長而進行的，通常能獲得高分子量、結構規(guī)整的聚合物。4.在有機合成中，________是指一個反應中，理想情況下所有反應物的原子都轉化為了期望的產(chǎn)物，沒有副產(chǎn)物生成。5.為了合成含有羧基的高分子材料，可以選用含有________官能團的單體進行聚合。6.有機合成中常用的________反應可以用于構建碳-碳雙鍵，它是一種周環(huán)反應。7.對于某些對堿敏感的有機合成中間體，常使用________作為保護基來保護醇羥基。8.導電聚合物如聚苯胺的合成，通常涉及到其母體化合物（如苯胺）的________過程，并引入能夠導電的基團。9.在材料科學中，高分子材料的________性能與其分子鏈的柔順性、結晶度等因素密切相關。10.利用Grignard試劑可以合成含有________官能團的化合物，該反應通常在無水醚溶劑中進行。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述使用保護基策略在有機合成中的主要優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)。2.比較自由基聚合和離子聚合在反應活性、鏈增長方式、聚合物結構控制等方面的主要區(qū)別。3.為什么在合成某些高分子材料時，需要特別關注其分子量大小和分布？請舉例說明。四、合成路線設計題（共25分）請設計一條從環(huán)己烯出發(fā)，合成環(huán)己基甲醇（CH?OH-環(huán)己烷）的有機合成路線。要求路線中必須包含至少一步烯烴加成反應，并簡要說明每步反應的試劑和主要產(chǎn)物。在路線圖中，請用方框標注出環(huán)己基甲醇分子中的環(huán)己基部分。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.C9.C10.D二、填空題1.反應物2.單體；聚集體3.離子4.原子經(jīng)濟性5.羧基6.Diels-Alder7.腈8.氧化9.力學10.羥基三、簡答題1.優(yōu)勢：保護目標官能團，使其免受其他反應干擾；選擇合適的反應條件，使保護基和敏感官能團都能按預期反應。挑戰(zhàn)：保護基的選擇需滿足條件苛刻性（對目標反應條件穩(wěn)定，對敏感基團條件溫和）、易于引入和脫除、不影響后續(xù)反應等。2.自由基聚合：活性中心為自由基，反應活性高，對單體結構要求不嚴格，鏈增長為鏈式反應，易控制分子量分布（如加入調節(jié)劑），聚合物結構通常無規(guī)。離子聚合：活性中心為離子對或游離離子，反應活性相對較低，對單體結構（如親電/親核性）有要求，鏈增長為活性增長，通常在低溫下進行，易于獲得高分子量、結構規(guī)整（如立構規(guī)整）的聚合物。3.分子量大小和分布影響材料的力學性能（如強度、韌性）、熱性能（如玻璃化轉變溫度、熔融溫度）、加工性能（如流動性）和實際應用。例如，合成聚乙烯時，高分子量聚合物通常更堅韌，但加工困難；低分子量聚合物加工容易但性能較差。寬分布分子量可能提供更優(yōu)異的綜合性能。四、合成路線設計題```mermaidgraphLRA[環(huán)己烯]-->B{+HBr};B-->C[2-溴環(huán)己烷];C-->D[NaBH4,MeOH];D-->E[環(huán)己基甲醇]styleEfill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2pxstyleAfill:#ccf,stroke:#333,stroke-width:2pxstyleBfill:#ccf,stroke:#333,stroke-width:2pxstyleCfill:#ccf,stroke:#333,stroke-width:2pxstyleDfill:#ccf,stroke:#333,stroke-width:2px%%標注環(huán)己基%%subgraph環(huán)己基甲醇結構directionTBE1((環(huán)己基))E2(-CH2OH)end%%連接標注%%E1-->E2;```解析：從環(huán)己烯出發(fā)合成環(huán)己基甲醇，可以通過親電加成反應引入溴原子，再進行還原反應實現(xiàn)。1.第一步：環(huán)己烯與溴化氫（HBr）發(fā)生加成反應。這是一個典型的親電加成反應，溴原子加成到雙鍵上，得到2-溴環(huán)己烷。此步反應條件溫和，常用。2.第二步：2-溴環(huán)己烷在金屬氫化物（如NaBH?）和醇