2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——金屬有機化學(xué)在材料加工中的應(yīng)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(nèi)）1.下列哪一種化合物通常不作為有機金屬化學(xué)研究中的主要對象？A.四氫鋰鈉(LiNH?)B.三苯基甲基鋰(C?H??CLi)C.二茂鐵(Fe(C?H?)?)D.乙烯基鎂bromide(CH?=CHMgBr)2.根據(jù)晶體場理論，六配位的低自旋d?金屬離子（如Ti??）與強場配體（如CO）形成配合物時，其晶體場分裂能(Δo)與成鍵軌道能(eg)的相對大小及成鍵情況是？A.Δo<eg，主要形成σ鍵，配體提供孤對電子B.Δo>eg，主要形成σ鍵，配體提供孤對電子C.Δo<eg，主要形成π鍵，配體提供空軌道接受電子D.Δo>eg，主要形成π鍵，配體提供空軌道接受電子3.在Ziegler-Natta聚合中，起到活性中心路易斯酸作用的是？A.烯烴單體中的π電子B.轉(zhuǎn)移金屬化合物中的金屬離子C.轉(zhuǎn)移金屬化合物中的配體（如AlR?）D.聚合鏈末端的活性物種4.下列哪種反應(yīng)通常由Pd或Ni等過渡金屬的有機膦配合物催化？A.自由基聚合B.開環(huán)聚合C.碳-碳交叉偶聯(lián)反應(yīng)D.環(huán)加成聚合5.MOCVD（金屬有機化學(xué)氣相沉積）技術(shù)制備薄膜材料時，其突出優(yōu)點之一是？A.需要極高的反應(yīng)溫度B.沉積速率極慢，耗時很長C.難以精確控制薄膜的成分和摻雜濃度D.可在較低溫度下沉積高質(zhì)量的薄膜，并精確控制厚度和組分6.下列哪一項不是有機金屬化合物在材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的原因？A.具有獨特的電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)B.可以作為高效催化劑C.本身往往具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性D.原料來源廣泛，成本通常較低7.Schif堿配合物[R?C=NLi]+中的碳烯（Carbene）碳原子通常具有什么成鍵特征？A.sp3雜化，形成四個σ鍵B.sp2雜化，形成三個σ鍵和一個π鍵（與金屬成鍵）C.sp2雜化，具有孤對電子，可以接受質(zhì)子D.sp3d2雜化，形成六個σ鍵8.在設(shè)計用于MOCVD制備III-V族半導(dǎo)體（如GaAs）薄膜的反應(yīng)物時，通常需要使用？A.對應(yīng)金屬的羰基化合物和砷的氫化物B.對應(yīng)金屬的烷基化合物和磷的鹵化物C.對應(yīng)金屬的茂金屬化合物和砷的蒸氣D.對應(yīng)金屬的氨配合物和磷的氫化物9.下列哪種金屬有機化合物是合成金屬有機框架（MOF）材料的重要前驅(qū)體？A.乙酰丙酮(Acetylacetone)B.乙硼酸(Boronicacid)C.1,4-丁二炔(1,4-Butadiyne)D.硅烷(Silane)10.金屬卡賓（MetalCarbene）在有機合成中通常表現(xiàn)出怎樣的化學(xué)行為？A.主要作為路易斯堿B.主要作為親核試劑，參與加成反應(yīng)C.主要作為親電試劑，參與親電取代反應(yīng)D.可以作為路易斯酸或路易斯堿，主要參與環(huán)加成反應(yīng)二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.有機金屬化合物中，金屬原子與碳原子之間通常形成______鍵，這種鍵既有共價性又有離子性。2.能夠穩(wěn)定低價金屬并使其具有催化活性的有機配體，如膦配體R?P，通常表現(xiàn)出______性。3.Ziegler-Natta催化劑通常由兩部分組成：含過渡金屬的化合物和含______的化合物。4.金屬有機化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)中，前驅(qū)體氣體在襯底表面發(fā)生______和表面反應(yīng)，最終沉積形成薄膜。5.18電子規(guī)則是判斷過渡金屬有機配合物穩(wěn)定性的一種經(jīng)驗規(guī)則，它認為穩(wěn)定的配合物中心金屬原子周圍的價層電子總數(shù)（包括與配體共享的電子）通常接近______個。6.Schif堿RC=NLi在有機合成中常用作______試劑。7.基于金屬有機前驅(qū)體的原子層沉積（ALD）技術(shù)，其核心在于連續(xù)、交替進行兩個半反應(yīng)循環(huán)，每個循環(huán)精確控制______的脈沖量。8.有機金屬催化的烯烴聚合可以控制聚合物的______和______。9.過渡金屬卡賓配合物通常具有______結(jié)構(gòu)，其中金屬與羰基碳原子之間的距離較短。10.將金屬有機化合物直接熱解或光解，利用其不穩(wěn)定性來制備無機材料的方法屬于______化學(xué)氣相沉積。三、簡答題（每小題5分，共15分）1.簡述膦配體在過渡金屬有機化學(xué)中的主要作用。2.與傳統(tǒng)的高溫高壓氣相沉積方法相比，MOCVD技術(shù)具有哪些優(yōu)點？3.簡要說明金屬有機前驅(qū)體在ALD技術(shù)中起作用的基本原理。四、論述題（每小題10分，共20分）1.論述金屬有機化學(xué)在合成具有特殊光學(xué)或磁學(xué)功能聚合物方面的應(yīng)用潛力。2.以一種具體的金屬有機前驅(qū)體為例（如三甲基硅基乙炔），簡述其如何用于制備無機陶瓷材料，并說明其反應(yīng)過程和可能的調(diào)控途徑。試卷答案一、選擇題1.A2.D3.B4.C5.D6.D7.B8.A9.B10.B二、填空題1.配位2.路易斯3.堿4.沉積5.186.碳-碳偶聯(lián)7.沉積反應(yīng)物8.結(jié)構(gòu)，序列9.螺旋10.化學(xué)氣相三、簡答題1.簡述膦配體在過渡金屬有機化學(xué)中的主要作用。解析思路：膦配體是重要的路易斯堿，可以與過渡金屬形成穩(wěn)定的配合物。它們不僅提供配位環(huán)境，影響金屬中心的電子結(jié)構(gòu)和氧化態(tài)，還能通過空間位阻效應(yīng)影響反應(yīng)選擇性（如立體化學(xué)控制）。此外，某些膦配體還能參與氧化還原過程，作為電子給體或受體，在催化循環(huán)中起到關(guān)鍵作用。2.與傳統(tǒng)的高溫高壓氣相沉積方法相比，MOCVD技術(shù)具有哪些優(yōu)點？解析思路：MOCVD技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：1）可在較低溫度下進行沉積，適用于制備敏感材料；2）前驅(qū)體氣體分子在到達襯底前已充分分解，雜質(zhì)引入少，薄膜純度高；3）通過精確控制前驅(qū)體流量和反應(yīng)參數(shù)，可以精確控制薄膜的組分、厚度和微觀結(jié)構(gòu)；4）可同時沉積多層異質(zhì)薄膜，制備復(fù)雜器件。3.簡要說明金屬有機前驅(qū)體在ALD技術(shù)中起作用的基本原理。解析思路：ALD的核心在于利用前驅(qū)體和反應(yīng)劑（通常是H?O或NH?）在襯底表面進行自限制的表面反應(yīng)。每次脈沖注入的前驅(qū)體量足以覆蓋整個表面，隨后吹掃去除過量前驅(qū)體。當反應(yīng)劑脈沖注入時，僅在表面發(fā)生反應(yīng)，生成薄膜原子層，并釋放副產(chǎn)物。該過程在一個反應(yīng)腔內(nèi)連續(xù)進行，通過精確控制脈沖時間和壓力，即可實現(xiàn)單原子層（或亞原子層）的精確沉積。四、論述題1.論述金屬有機化學(xué)在合成具有特殊光學(xué)或磁學(xué)功能聚合物方面的應(yīng)用潛力。解析思路：金屬有機單元（如金屬中心、有機配體或含金屬的基團）的引入可以賦予聚合物獨特的光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。例如，通過引入發(fā)光金屬有機單元（如釕、銥、鉑的配合物），可以合成具有高量子產(chǎn)率、可調(diào)發(fā)射波長、長壽命發(fā)光的聚合物，用于有機發(fā)光二極管（OLED）、傳感器等。利用具有磁性的金屬有機化合物（如鐵、鈷、鎳的卟啉或簇合物）作為聚合物主鏈或側(cè)基，可以制備具有鐵電、磁致變色、巨磁阻等特性的聚合物材料，應(yīng)用于信息存儲、磁傳感器等領(lǐng)域。此外，金屬有機單元的電子結(jié)構(gòu)和能級可以調(diào)控，從而影響聚合物的電荷傳輸性能，用于有機太陽能電池、導(dǎo)電薄膜等。其應(yīng)用潛力在于設(shè)計合成具有特定功能的“分子工程”聚合物。2.以一種具體的金屬有機前驅(qū)體為例（如三甲基硅基乙炔），簡述其如何用于制備無機陶瓷材料，并說明其反應(yīng)過程和可能的調(diào)控途徑。解析思路：以三甲基硅基乙炔[(CH?)?SiC≡CCH?]為例。該前驅(qū)體在MOCVD或熱解過程中，其硅基團[(CH?)?Si-]可以通過水解或氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無機二氧化硅(SiO?)網(wǎng)絡(luò)，而乙炔基團(C≡C-)可以發(fā)生脫氫偶聯(lián)、聚合或加氫等反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為碳或含碳的陶瓷基體。反應(yīng)過程可能包括：(1)[(CH?)?SiC≡CCH?]在襯底表面沉積；(2)硅基團與H?O或O?反應(yīng)，生成Si-O-Si鍵并釋放甲烷(CH?)：(CH?)?Si-C≡C-CH?+H?O→(CH?)?Si-OH+HC≡CCH?→SiO?+(CH?)?Si-OH+CH?(簡化示意)；(3)乙炔基團在高溫下脫氫聚合：2HC≡CCH?→(CH?=C=CH?)n(聚乙