2025年大學《資源化學》專業(yè)題庫——金屬有機化學反應及其應用研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪一種化合物通常不被認為是傳統(tǒng)意義上的金屬有機化合物？A.Fe(CO)5B.[Ni(COD)]2(COD=環(huán)辛二烯)C.LiAlH4D.CpTiCl3(Cp=環(huán)戊二烯基)2.在Wittig反應中，如果使用的磷葉立德是穩(wěn)定的陰離子型，則通常需要哪種金屬化合物作為催化劑？A.鈷B.鈀C.鉑D.錫3.下列關于交叉偶聯(lián)反應的敘述，錯誤的是？A.Suzuki偶聯(lián)反應可以實現(xiàn)芳基和烯基的連接。B.Heck反應通常在Pd催化劑和堿存在下進行。C.Sonogashira偶聯(lián)反應對炔底物的空間位阻要求不嚴。D.Buchwald-Hartwig偶聯(lián)反應能夠催化C-H鍵活化。4.金屬有機化學中，利用CO2作為碳源合成有機分子，哪種催化劑體系受到廣泛關注？A.基于釕的均相催化體系B.基于鎳的多相催化體系C.基于鈀的有機金屬合成法D.基于銅的芬頓反應催化劑5.下列哪種金屬有機試劑在室溫下通常為固體，且對空氣和水敏感？A.烷基鋰B.格氏試劑C.乙基鋰D.苯基鋰6.哪種金屬有機反應通常用于合成環(huán)狀化合物，特別是五元或六元雜環(huán)？A.aldol縮合反應B.Diels-Alder環(huán)加成反應C.羧化反應D.齊格反應7.在工業(yè)上，金屬有機化學方法被用于生產哪些類型的物質？A.藥物分子B.高性能聚合物C.催化劑D.以上都是8.下列哪種配體由于具有弱的σ-給電子能力和強的π-配位能力，常用于促進C-H鍵活化？A.乙酰丙酮(Acac)B.三苯基膦(PPh3)C.二茂鐵(Cp2Fe)D.1,10-菲羅啉9.金屬有機化學在生物質資源利用方面有哪些潛在應用？A.將木質纖維素降解產物轉化為平臺化合物B.開發(fā)高效的生物質催化轉化催化劑C.利用金屬有機催化實現(xiàn)糖類的高值化轉化D.以上都是10.下列哪種反應通常不屬于金屬卡賓化學的研究范疇？A.烯烴的環(huán)化反應B.羰基化合物的加成反應C.醛酮的氫化反應D.烷烴的異構化反應二、填空題1.金屬有機化合物通常是指含有______與______直接成鍵的化合物。2.______反應是制備不飽和烯烴的另一種重要方法，其關鍵試劑是烯基金屬。3.在有機合成中，有機鋰試劑通常用作______試劑或______試劑。4.______是鈀催化交叉偶聯(lián)反應中常用的堿，它可以促進鹵代烷的脫鹵化氫。5.利用CO和H2合成甲醇或烯烴等含氧化合物，屬于金屬有機化學在______領域的應用。6.______是指金屬與有機配體形成的具有晶體工程學意義的多孔材料，在催化和吸附中應用廣泛。7.理解金屬有機反應機理需要關注金屬中心的______變化、配體的______以及反應中間體的______。8.______反應是連接兩個不同取代烯烴片段的強大工具，通常由鈀催化劑和有機鹵化物實現(xiàn)。9.從資源角度出發(fā)，開發(fā)高效、選擇性、可持續(xù)的金屬有機催化體系是______化學的重要方向。10.原位紅外光譜等是研究金屬有機反應機理的常用______技術。三、簡答題1.簡述膦葉立德在Wittig反應中作為親核試劑進攻烯烴碳原子的過程。2.解釋什么是C-H鍵活化，并列舉至少兩種金屬有機化學中實現(xiàn)C-H鍵活化的策略。3.闡述金屬有機化學在利用CO2資源合成化學品方面所面臨的挑戰(zhàn)。四、論述題結合資源化學專業(yè)的背景，論述金屬有機多相催化在生物質高效轉化與應用中的潛力與優(yōu)勢。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.A6.B7.D8.D9.D10.D二、填空題1.金屬；碳2.烯烴復分解3.格氏試劑；脫鋁劑4.堿性氮化合物（如DBU、Cs2CO3、Na2CO3等，或具體實例如Cs2CO3）5.煤化工/石油化工/化石能源轉化6.金屬有機框架/MOFs7.氧化態(tài)；電子；結構8.Heck反應9.綠色化學10.光譜/原位表征三、簡答題1.膦葉立德中的膦原子具有孤對電子，可以作為親核試劑。其進攻過程通常經(jīng)歷：首先，膦葉立德與烯烴在金屬催化劑（如Pd）存在下相互作用，金屬可以與膦原子或烯烴雙鍵形成配位鍵；接著，膦葉立德陰離子（去質子化的膦部分）的碳負離子部分通過金屬傳遞，最終與烯烴的缺電子碳原子發(fā)生親核加成，生成乙烯基金屬中間體；最后，該中間體與另一分子烯烴發(fā)生消除反應，釋放出金屬卡賓，并生成目標產物烯烴。整個過程涉及金屬的配位、氧化還原以及親核加成-消除步驟。2.C-H鍵活化是指催化活化分子中C-H鍵，使其能夠參與進一步轉化的過程。策略包括：①利用強π-接受配體（如N-heterocycliccarbenes,NHCs；或含雜原子的配體）與缺電子金屬配位，增強金屬中心的電正性，從而活化C-H鍵；②利用主族金屬（如堿金屬、堿土金屬）與有機試劑形成的強相互作用（如金屬-卡賓鍵），使得連接在該金屬上的C-H鍵變得相對“活潑”；③通過構建特殊的金屬簇或納米顆粒結構，產生高活性位點來促進C-H鍵活化。3.挑戰(zhàn)包括：①CO2分子中C=O鍵能高，化學性質相對惰性，活化能壘高；②CO2是線性分子，缺乏足夠的空位或空間來與催化劑活性位點有效相互作用；③活化CO2后產生的中間體往往不穩(wěn)定，容易發(fā)生副反應；④開發(fā)廉價、高效、高選擇性的CO2活化催化劑，并實現(xiàn)催化劑的回收利用，降低成本和環(huán)境污染，是實際應用中的主要難題。四、論述題金屬有機多相催化在生物質高效轉化與應用中展現(xiàn)出巨大潛力與優(yōu)勢。首先，金屬有機框架（MOFs）等多相催化劑具有高比表面積、可設計的孔道結構和化學性質，能夠有效吸附和容納生物質降解產物（如糖類、小分子醇類）或反應中間體，從而提高反應物濃度和接觸效率。其次，通過在MOFs骨架上引入金屬有機節(jié)點（如金屬-有機配位單元），可以構建具有特定電子結構和催化活性的活性位點，實現(xiàn)對生物質轉化關鍵步驟（如氧化、脫氫、偶聯(lián)等）的高