2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫——有機(jī)化學(xué)中的手性探究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題1.互為鏡像但不能重合的兩個(gè)立體異構(gòu)體稱為________。2.分子中存在手性中心，但整體分子沒有旋光性的現(xiàn)象稱為________。3.用CIP優(yōu)先次序規(guī)則判斷構(gòu)型時(shí)，若四個(gè)原子連在手性中心上，其原子序數(shù)分別為5,3,4,2，則該手性中心的構(gòu)型為________。4.順反異構(gòu)體產(chǎn)生的條件是分子中必須存在一個(gè)________，且該鍵兩端的原子或基團(tuán)各不相同。5.E/Z標(biāo)記法主要用于區(qū)分具有________的雙鍵。6.手性分子與手性環(huán)境（如手性催化劑、手性溶劑）相互作用，導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生________的現(xiàn)象稱為手性誘導(dǎo)。7.若一個(gè)分子包含兩個(gè)或多個(gè)手性中心，其整體構(gòu)型（絕對(duì)構(gòu)型）的確定需要考慮所有手性中心的________。8.在手性環(huán)境中，非對(duì)映異構(gòu)體之間的反應(yīng)速率常數(shù)之比稱為________。9.螺旋透視式（Skeletionformula）是表示手性分子構(gòu)型的一種有效方法，其中實(shí)線代表鍵在紙面后方，虛線代表鍵在________。10.Fischer投影式中，手性中心用交叉的短線表示，四個(gè)基團(tuán)分別指向________、右方、上方和下方。二、選擇題（每題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）1.下列分子中，具有手性中心的是（）A.2-氯丁烷B.2-氯丁烯C.1,2-二氯丙烷D.2,3-二甲基丁烷2.下列說法正確的是（）A.互為對(duì)映體的混合物稱為外消旋體。B.非對(duì)映異構(gòu)體是等同的。C.所有手性分子都能使平面偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)。D.內(nèi)消旋體是由兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體以等比例混合而成的混合物。3.分子CHCl=CHCH(CH?)?中，雙鍵的構(gòu)型是（）A.(E)-構(gòu)型B.(Z)-構(gòu)型C.順式D.反式4.下列關(guān)于手性催化劑的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.可以提高化學(xué)反應(yīng)的對(duì)映選擇性。B.本身通常在反應(yīng)后仍保持手性。C.可以催化非手性底物生成手性產(chǎn)物。D.其作用機(jī)制必然涉及非對(duì)映相互作用。5.分子CCl?CH(OH)CH?CH?有兩個(gè)手性中心，其(R,S)構(gòu)型的表示為（）A.(R,R)B.(R,S)C.(S,R)D.(S,S)6.下列分子中，不存在順反異構(gòu)體的是（）A.CH?CH=CHCH?B.CH?=CHCH?CH?C.CH?CH=CHCH?CH?D.CH?CH=CHCH?F7.將外消旋體[R]-乳酸在手性催化劑存在下進(jìn)行消旋化反應(yīng)，主要產(chǎn)物是（）A.[R]-乳酸B.[S]-乳酸C.等量的[R]-乳酸和[S]-乳酸D.非對(duì)映異構(gòu)體混合物8.下列關(guān)于Allene(如CH?=C=CH?)的敘述，正確的是（）A.分子中沒有手性中心。B.分子中所有碳原子都是手性中心。C.分子可以存在對(duì)映異構(gòu)體。D.分子可以存在順反異構(gòu)體。9.若一個(gè)手性分子與D型葡萄糖溶液混合，旋光度將（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定10.在一個(gè)非手性溶劑中，等量的(R)-溴代丙酸和(S)-溴代丙酸與苦味酸反應(yīng)，反應(yīng)速率之比約為（）A.1:1B.10:1C.1:10D.100:1三、判斷題（對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“×”）1.手性分子必定含有手性中心。（）2.互為對(duì)映體的分子，其物理性質(zhì)完全相同。（）3.具有手性中心的分子一定是手性分子。（）4.內(nèi)消旋體具有旋光性。（）5.E/Z標(biāo)記法和順反標(biāo)記法對(duì)于任何雙鍵都是等效的。（）6.手性催化劑一定能催化所有不對(duì)稱反應(yīng)。（）7.旋光度是手性分子的特征物理常數(shù)。（）8.非對(duì)映異構(gòu)體之間的反應(yīng)速率通常相等。（）9.Fischer投影式中，與手性中心相連的橫線代表鍵在紙面前方。（）10.螺旋透視式中，楔形線代表鍵在紙面后方。（）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述手性、對(duì)映異構(gòu)體和非對(duì)映異構(gòu)體之間的區(qū)別。2.解釋什么是外消旋體。為什么外消旋體在某些方面表現(xiàn)得像非手性分子？3.請(qǐng)列舉三種常見的立體化學(xué)表示法，并簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。4.什么是手性催化？它在有機(jī)合成中有何重要意義？5.當(dāng)分子中存在雙鍵和手性中心時(shí)，如何確定其立體化學(xué)構(gòu)型？（請(qǐng)說明判斷步驟）五、分析題1.某化合物A的分子式為C?H??O，已知A含有一個(gè)手性中心。當(dāng)A與L-酒石酸在醋酸溶液中反應(yīng)生成復(fù)合物時(shí)，測(cè)得旋光度[α]=+16.5°。請(qǐng)寫出化合物A的結(jié)構(gòu)式，并確定其絕對(duì)構(gòu)型（R或S）。（提示：L-酒石酸是(+)型）2.分子B的結(jié)構(gòu)式如下（請(qǐng)自行繪制或描述）：```CH?|CH?-C=CH-CH?-CH?|OH```請(qǐng)回答：(1)分子B中有多少個(gè)手性中心？請(qǐng)指出它們的位置。(2)判斷每個(gè)手性中心的構(gòu)型（R或S）。(3)分子B是否存在順反異構(gòu)體？若存在，請(qǐng)畫出順式異構(gòu)體的鋸架式結(jié)構(gòu)。(4)分子B有多少種對(duì)映異構(gòu)體？有多少種非對(duì)映異構(gòu)體？（包括自身）3.考慮以下反應(yīng)：(R)-2-溴丁烷與堿金屬鋰反應(yīng)生成格氏試劑，該格氏試劑再與乙酮反應(yīng)，最后水解得到產(chǎn)物C。(1)寫出反應(yīng)的主要步驟，并注明關(guān)鍵反應(yīng)類型。(2)預(yù)測(cè)產(chǎn)物C的立體化學(xué)構(gòu)型（R或S），并簡(jiǎn)要說明理由。(3)如果上述反應(yīng)在非手性溶劑中進(jìn)行，產(chǎn)物C將是以何種混合物形式存在？（等量對(duì)映異構(gòu)體？非對(duì)映異構(gòu)體？外消旋體？）---試卷答案一、填空題1.對(duì)映異構(gòu)體2.外消旋體3.S4.立體障礙（或雙鍵）5.立體障礙（或雙鍵）6.對(duì)映選擇性7.相關(guān)性（或絕對(duì)構(gòu)型）8.非對(duì)映選擇性9.前方10.左方二、選擇題1.A2.A3.B4.D5.B6.B7.C8.C9.D10.C三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.×四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：*手性：指物體與其鏡像不能重合的性質(zhì)，是分子的固有屬性。*對(duì)映異構(gòu)體：互為鏡像但不能重合的兩個(gè)立體異構(gòu)體，具有相同的物理性質(zhì)（旋光度數(shù)值相等、符號(hào)相反），但在手性環(huán)境中有不同的旋光性或反應(yīng)性。*非對(duì)映異構(gòu)體：不互為鏡像的兩個(gè)立體異構(gòu)體，具有不同的物理性質(zhì)，在手性環(huán)境中表現(xiàn)出非對(duì)映選擇性。*區(qū)別：關(guān)鍵在于鏡像關(guān)系（對(duì)映異構(gòu)體互為鏡像，非對(duì)映異構(gòu)體不互為鏡像）以及物理性質(zhì)和手性環(huán)境中的行為（對(duì)映異構(gòu)體性質(zhì)相同但旋光性相反，非對(duì)映異構(gòu)體性質(zhì)不同且反應(yīng)速率不同）。2.解析思路：*外消旋體：由等量的兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體以等摩爾比混合而成的混合物。*原因：對(duì)映異構(gòu)體雖然旋光性大小相等、方向相反，但在非手性環(huán)境（如溶劑、容器）中，它們之間的相互作用（如與溶劑分子的作用力）是等效的，導(dǎo)致其整體宏觀性質(zhì)（如旋光度、溶解度等）與單一對(duì)映異構(gòu)體相同，表現(xiàn)得像非手性分子。3.解析思路：*表示法：Fischer投影式、鋸架式（Wedge-Dashformula）、球棍模型、螺旋透視式（Skeletionformula）。*Fischer投影式：優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、易于書寫和比較構(gòu)型；缺點(diǎn)是空間感差，難以想象三維結(jié)構(gòu)，且不適用于表示環(huán)狀結(jié)構(gòu)或雙鍵。*鋸架式：優(yōu)點(diǎn)是能較好地表示三維空間構(gòu)型，直觀易懂；缺點(diǎn)是書寫相對(duì)復(fù)雜。*球棍模型：優(yōu)點(diǎn)是能直觀地表示原子大小和連接方式，立體感強(qiáng)；缺點(diǎn)是過于繁瑣，不便于書寫和快速分析。*螺旋透視式：優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、適合表示長(zhǎng)碳鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，易于繪制；缺點(diǎn)是相對(duì)抽象，需要一定的空間想象能力。4.解析思路：*手性催化：指利用手性催化劑或手性試劑來誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生特定對(duì)映異構(gòu)體（或非對(duì)映異構(gòu)體）的催化過程。*意義：手性催化是現(xiàn)代有機(jī)合成和藥物化學(xué)中實(shí)現(xiàn)手性分子高效、高區(qū)域選擇性和高對(duì)映選擇性合成的關(guān)鍵技術(shù)。它使得大規(guī)模、高純度制備單一對(duì)映異構(gòu)體成為可能，對(duì)于合成具有特定活性的手性藥物、天然產(chǎn)物和功能材料至關(guān)重要。5.解析思路：*判斷步驟：1.識(shí)別手性中心：檢查分子結(jié)構(gòu)，找出連接四個(gè)不同基團(tuán)的碳原子（手性中心）。注意判斷手性中心數(shù)量。2.確定基團(tuán)優(yōu)先次序：對(duì)每個(gè)手性中心，根據(jù)CIP規(guī)則（原子序數(shù)、向遠(yuǎn)處原子/基團(tuán)的延伸順序）確定四個(gè)基團(tuán)的優(yōu)先次序（1>2>3>4）。5.判斷構(gòu)型：將基團(tuán)1放在鍵軸線上（遠(yuǎn)離觀察者），基團(tuán)4放在鍵軸線的同一側(cè)。如果基團(tuán)2在基團(tuán)3的前方，則該手性中心為R構(gòu)型；如果基團(tuán)2在基團(tuán)3的后方，則該手性中心為S構(gòu)型。也可以使用楔形線和虛線輔助判斷。6.綜合判斷：如果分子包含多個(gè)手性中心，需根據(jù)其連接方式和反應(yīng)要求，判斷整個(gè)分子的絕對(duì)構(gòu)型或特定反應(yīng)后的構(gòu)型轉(zhuǎn)化。五、分析題1.解析思路：*信息分析：C?H??O，含1個(gè)手性中心，與(+)型L-酒石酸復(fù)合物測(cè)得[α]=+16.5°。*結(jié)構(gòu)推導(dǎo)：分子式C?H??O的手性分子，考慮醇類或醚類。結(jié)合手性中心數(shù)量和官能團(tuán)，可能結(jié)構(gòu)如CH?CH(OH)CH?CH?CH?或CH?CH?CH(OH)CH?CH?等。需結(jié)合旋光度信息。*旋光度判斷：L-酒石酸是(+)型，復(fù)合物[α]=+16.5°，說明該化合物A是(+)型，且與L-酒石酸形成的是對(duì)映異構(gòu)體復(fù)合物。因此，化合物A本身應(yīng)為(-)型對(duì)映異構(gòu)體。*構(gòu)型確定：對(duì)結(jié)構(gòu)CH?CH(OH)CH?CH?CH?進(jìn)行分析，手性中心在C2。判斷C2的構(gòu)型：*基團(tuán)優(yōu)先次序：OH>CH?CH?CH?>CH?>H。*按照規(guī)則，OH放在鍵軸線上，H放在OH的同一側(cè)。如果CH?CH?CH?在CH?的前方，則構(gòu)型為S；如果CH?CH?CH?在CH?的后方，則構(gòu)型為R。*實(shí)際上，該化合物的(-)型旋光度與(+)型L-酒石酸復(fù)合，表明其構(gòu)型為R。*結(jié)論：結(jié)構(gòu)式為CH?CH(OH)CH?CH?CH?，絕對(duì)構(gòu)型為(R)。2.解析思路：*(1)識(shí)別手性中心：檢查每個(gè)碳原子連接的基團(tuán)是否不同。*C2:CH?,CH=CH?,OH,H。四個(gè)基團(tuán)不同，是手性中心。*C3:CH?,CH=CH-CH?-CH?,OH,H。四個(gè)基團(tuán)不同，是手性中心。*其他碳原子連接的基團(tuán)均相同或?yàn)槭中灾行牡囊徊糠帧?共有2個(gè)手性中心。*(2)判斷構(gòu)型：*C2:優(yōu)先次序OH>CH=CH?>CH?>H。OH放在鍵軸線上，H在同一側(cè)。判斷CH?和CH=CH?的相對(duì)位置。CH=CH?作為一個(gè)基團(tuán)，其遠(yuǎn)程原子是C4和C5。觀察C2-C3鍵平面，CH?在后，CH=CH?(遠(yuǎn)程指向C4和C5)在前。構(gòu)型為R。*C3:優(yōu)先次序OH>CH?>CH=CH?>H。OH放在鍵軸線上，H在同一側(cè)。判斷CH?和CH=CH?的相對(duì)位置。CH?在后，CH=CH?(遠(yuǎn)程指向C2和C4)在前。構(gòu)型為S。*(3)順反異構(gòu)體：存在順反異構(gòu)體。條件是雙鍵兩端碳原子各連接兩個(gè)不同基團(tuán)。本分子中C2=C3雙鍵滿足條件。順式(Z)是雙鍵上兩個(gè)取代基在雙鍵同一側(cè)。鋸架式表示：```CH?|H-C=C-CH?CH?|/OHCH?```順式構(gòu)型為：```CH?|H-C=C-CH?CH?|\OHCH?```*(4)對(duì)映異構(gòu)體和非對(duì)映異構(gòu)體：*對(duì)映異構(gòu)體數(shù)量：2個(gè)手性中心，有22=4種對(duì)映異構(gòu)體。*非對(duì)映異構(gòu)體數(shù)量：2個(gè)手性中心，有22-2=2種非對(duì)映異構(gòu)體（自身除外）。具體為(R,S)和(S,R)兩種。3.解析思路：*(1)反應(yīng)步驟：*步驟1:(R)-2-溴丁烷與Li反應(yīng)（格氏反應(yīng)），生成(R)-2-丁基鋰。C?H?Br+Li→C?H?Li+LiBr。類型：親核取代（SN2）。*步驟2:(R)-2-丁基鋰與乙酮(CH?COCH?)反應(yīng)，發(fā)生親核加成，生成(R)-2-丁基乙酮負(fù)離子。C?H?Li+CH?COCH?→C?H?CH?COCH??+LiBr。類型：親核加成。*步驟3:(R)-2-丁基乙酮負(fù)離子與水(H?O)或酸作用，發(fā)生酸堿反應(yīng)（質(zhì)子化），生成醇(2-丁醇)。C?H?CH?COCH??+H?O→C?H?CH?COCH?OH+OH?。類型：酸堿反應(yīng)/質(zhì)子化。*(2)產(chǎn)物構(gòu)型預(yù)測(cè)：*格氏試劑的碳負(fù)離子對(duì)后續(xù)親核加成反應(yīng)具有構(gòu)型傳遞（stereotransfer）作用。由于底物格氏試劑(R)-2-丁基