2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——精細(xì)化工合成工藝的研究考試時(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)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不是精細(xì)化工產(chǎn)品的典型特征？（A）A.產(chǎn)品種類繁多，但產(chǎn)量巨大B.通常作為其他產(chǎn)品的中間體或添加劑C.單位重量或體積的附加值較高D.生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小，技術(shù)要求較高2.在精細(xì)化工合成中，使用相轉(zhuǎn)移催化劑的主要目的是？（C）A.提高反應(yīng)溫度B.增加反應(yīng)物濃度C.使在水相和有機(jī)相之間的反應(yīng)能夠順利進(jìn)行D.減少副反應(yīng)的發(fā)生3.對(duì)于需要高度選擇性的精細(xì)化學(xué)品合成，以下哪種催化劑或條件選擇通常更有效？（B）A.使用強(qiáng)酸性條件B.使用手性催化劑或不對(duì)稱誘導(dǎo)條件C.采用高溫高壓條件D.使用廉價(jià)易得的非選擇性催化劑4.下列哪個(gè)過(guò)程不屬于典型的物理分離方法？（A）A.化學(xué)沉淀B.蒸餾C.萃取D.吸附5.在評(píng)價(jià)一個(gè)精細(xì)化工合成工藝的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，以下哪個(gè)因素通常不是主要考慮？（D）A.原材料成本B.能源消耗C.設(shè)備投資D.產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)期價(jià)格（雖然重要，但通常不是工藝本身評(píng)價(jià)的直接因素）6.原子經(jīng)濟(jì)性高的合成路線通常意味著？（C）A.反應(yīng)速率快B.產(chǎn)物的純度高C.更多原子轉(zhuǎn)化到目標(biāo)產(chǎn)物中，副產(chǎn)物少D.使用綠色溶劑7.在設(shè)計(jì)精細(xì)化學(xué)品合成路線時(shí)，優(yōu)先考慮使用原子經(jīng)濟(jì)性高的步驟，主要是為了？（B）A.提高反應(yīng)溫度B.減少?gòu)U物產(chǎn)生，符合綠色化學(xué)要求C.降低催化劑用量D.縮短反應(yīng)時(shí)間8.對(duì)于間歇式反應(yīng)器，描述錯(cuò)誤的是？（D）A.適用于小批量、多品種的生產(chǎn)B.反應(yīng)物和產(chǎn)物濃度隨時(shí)間變化C.設(shè)備投資相對(duì)較低D.反應(yīng)過(guò)程控制相對(duì)簡(jiǎn)單，不易出現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)態(tài)9.在精細(xì)化工生產(chǎn)中，處理含氯有機(jī)廢水的常用方法之一是？（A）A.氧化法或吸附法B.直接排放C.生物降解法（對(duì)某些氯代物效果差）D.鹽析法10.采用微反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化工合成的優(yōu)勢(shì)包括？（C）A.只適用于液相反應(yīng)B.產(chǎn)品分離困難C.反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化，安全性高，產(chǎn)物選擇性好D.設(shè)備投資巨大，操作復(fù)雜二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）11.精細(xì)化工產(chǎn)品通常按其______、______或______進(jìn)行分類。12.影響精細(xì)化學(xué)品合成反應(yīng)速率和選擇性的關(guān)鍵因素包括反應(yīng)物濃度、______、______、催化劑等。13.在多步合成路線中，______是連接各個(gè)反應(yīng)單元的關(guān)鍵步驟，其效率直接影響總收率。14.常用的化學(xué)合成反應(yīng)類型包括取代反應(yīng)、______反應(yīng)、______反應(yīng)、重排反應(yīng)和聚合反應(yīng)等。15.為了提高精細(xì)化學(xué)品合成的原子經(jīng)濟(jì)性，可以采用______、______等技術(shù)手段。16.在評(píng)價(jià)精細(xì)化工合成工藝的安全性時(shí)，需要關(guān)注原料、中間體和產(chǎn)物的______、______、______等性質(zhì)。17.綠色化學(xué)的十二項(xiàng)原則中，提倡使用______和可再生的原料，以及設(shè)計(jì)______的產(chǎn)品。18.分子蒸餾是一種在極高真空下進(jìn)行的______蒸餾，適用于分離沸點(diǎn)相近、熱穩(wěn)定性差的化合物。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）19.簡(jiǎn)述相轉(zhuǎn)移催化劑在精細(xì)化工合成中的作用機(jī)理。20.比較連續(xù)流反應(yīng)器和間歇式反應(yīng)器在精細(xì)化工合成工藝中的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。21.簡(jiǎn)述在精細(xì)化工合成過(guò)程中，選擇合適的溶劑需要考慮哪些主要因素？22.闡述綠色化學(xué)理念對(duì)精細(xì)化工合成工藝設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義。四、計(jì)算題（共10分）23.某精細(xì)化學(xué)品A的合成路線包含兩步反應(yīng)：第一步反應(yīng)物B和C的摩爾比為1:2，收率為85%；第二步以第一步產(chǎn)物為主要反應(yīng)物，收率為90%。若起始投入B100mol，計(jì)算最終產(chǎn)品A的產(chǎn)率（以B計(jì)）。五、綜合應(yīng)用題（共30分）24.以苯酚和甲醛為起始原料，合成酚醛樹(shù)脂（簡(jiǎn)寫(xiě)為PF樹(shù)脂）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一條至少包含兩步主要反應(yīng)的合成路線，并簡(jiǎn)述每步反應(yīng)的原理、條件選擇依據(jù)（至少提及溫度、催化劑等一個(gè)關(guān)鍵因素）以及可能的主要副產(chǎn)物。同時(shí)，分析該合成路線在原子經(jīng)濟(jì)性、產(chǎn)物純化、潛在安全環(huán)保問(wèn)題方面可能存在的挑戰(zhàn)，并提出至少兩項(xiàng)可以改進(jìn)的方案。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.A5.D6.C7.B8.D9.A10.C二、填空題11.功能、用途、化學(xué)結(jié)構(gòu)12.溫度、壓力、催化劑13.中間體14.加成、縮合15.原子經(jīng)濟(jì)性、綠色化學(xué)16.毒性、腐蝕性、易燃性17.可再生的、持久性小的18.高真空三、簡(jiǎn)答題19.解析思路：相轉(zhuǎn)移催化劑能夠?qū)⑺嗪陀袡C(jī)相中的反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到同一相（通常是有機(jī)相）或形成反應(yīng)活性中心，克服了傳統(tǒng)上水相和有機(jī)相之間反應(yīng)難以進(jìn)行或需要使用大量強(qiáng)酸強(qiáng)堿的缺點(diǎn)，從而提高了反應(yīng)效率和選擇性。20.解析思路：間歇式反應(yīng)器操作靈活，適合小批量、多品種生產(chǎn)，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，投資較低；但混合不均，控制復(fù)雜，副產(chǎn)物可能增多。連續(xù)流反應(yīng)器混合好，傳質(zhì)傳熱效率高，反應(yīng)過(guò)程易于控制，安全性高，規(guī)模易于放大；但設(shè)備投資高，操作控制要求嚴(yán)格，不適合某些多品種生產(chǎn)。選擇哪種取決于產(chǎn)品特性、產(chǎn)量需求、經(jīng)濟(jì)性等因素。21.解析思路：選擇溶劑需考慮：①溶解性（能良好溶解反應(yīng)物、產(chǎn)物、催化劑）；②反應(yīng)性（不參與反應(yīng)，不促進(jìn)副反應(yīng)）；③選擇性（對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物有良好選擇性）；④物理化學(xué)性質(zhì)（沸點(diǎn)、粘度、密度、極性等，影響傳質(zhì)傳熱）；⑤安全性（毒性、易燃性、環(huán)保性）；⑥成本和經(jīng)濟(jì)性。22.解析思路：綠色化學(xué)理念指導(dǎo)精細(xì)化工合成工藝設(shè)計(jì)，要求從源頭消除或減少有害物質(zhì)，如使用可再生原料、設(shè)計(jì)原子經(jīng)濟(jì)性高的合成路線（減少?gòu)U物）、使用環(huán)境友好的催化劑和溶劑、提高能源效率、設(shè)計(jì)易降解產(chǎn)品等，從而減少環(huán)境污染，提高可持續(xù)性。四、計(jì)算題23.解析思路：先計(jì)算第一步生成A的量，再計(jì)算第二步生成A的量。第一步：B投入100mol，生成A的理論量是100mol*85%=85mol。但B是1mol，C是2mol，所以C有200mol，第一步消耗C2*85=170mol，剩余C200-170=30mol。第二步以第一步產(chǎn)物85molA為主要反應(yīng)物，收率為90%，則最終生成A=85mol*90%=76.5mol。產(chǎn)率計(jì)算：(最終A的量/起始B的量)*100%=(76.5mol/100mol)*100%=76.5%。注意這里是假設(shè)C足量，且第二步反應(yīng)主要消耗第一步生成的A。更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算應(yīng)考慮C的實(shí)際限制，但題目未明確，按此處理。答：最終產(chǎn)品A的產(chǎn)率為76.5%（以B計(jì)）。五、綜合應(yīng)用題24.解析思路：路線設(shè)計(jì)：苯酚+甲醛→HCHO過(guò)量時(shí)生成線性酚醛樹(shù)脂（羥甲基苯酚縮聚）；HCHO過(guò)量少或等量時(shí)生成支鏈酚醛樹(shù)脂。具體路線（以合成線性PF為例）：第一步：苯酚與甲醛在酸性催化劑（如HCl氣相或水溶液）存在下，加熱（通常160-180°C）進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成羥甲基苯酚，同時(shí)釋放水。第二步：反應(yīng)混合物繼續(xù)在較高溫度（如180-200°C）下進(jìn)行進(jìn)一步縮聚，形成線性酚醛樹(shù)脂。反應(yīng)原理：主要是酚羥基與甲醛的羥甲基在酸性條件下縮合，脫去水分子，形成醚鍵和/或酚醛鍵，逐步形成高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。條件選擇依據(jù)：①第一步酸性催化劑：HCl催化劑效果好，易得，但可能腐蝕設(shè)備，且反應(yīng)易控制?？蛇x用其他酸如硫酸。②溫度：第一步需足夠高（160-180°C）以克服反應(yīng)活化能，促進(jìn)縮聚；第二步需更高溫度（180-200°C）以加快分子間交聯(lián)和固化。③HCHO用量：通常苯酚過(guò)量，以保證反應(yīng)向樹(shù)脂方向進(jìn)行。甲醛的添加量和反應(yīng)時(shí)間決定了樹(shù)脂的分子量和交聯(lián)程度。主要副產(chǎn)物：可能生成甲酚（鄰、間、對(duì)位）、未反應(yīng)的苯酚或甲醛、低聚物等。挑戰(zhàn)分析：①原子經(jīng)濟(jì)性：傳統(tǒng)PF合成原子經(jīng)濟(jì)性不高，副產(chǎn)物多（如甲酚），且使用了過(guò)量HCHO。②產(chǎn)物純化：縮聚產(chǎn)物分子量分布寬，分離純化困難，通常得到混合物。③安全環(huán)保：甲醛是揮發(fā)性有毒物質(zhì)，存在安全隱患和環(huán)境污染問(wèn)題；酸性廢水處理困難。改進(jìn)方案：