2025年高三化學有機合成路線原子經(jīng)濟性考卷考試時間：120分鐘?總分：100分?年級/班級：高三化學有機合成與原子經(jīng)濟性

一、選擇題

1.下列關(guān)于有機合成路線原子經(jīng)濟性的敘述，正確的是

A.原子經(jīng)濟性高的反應意味著反應產(chǎn)率一定高

B.原子經(jīng)濟性是衡量化學反應是否綠色的唯一指標

C.原子經(jīng)濟性低于50%的反應通常被認為是不經(jīng)濟的

D.原子經(jīng)濟性計算僅考慮目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物，不考慮未反應的反應物

2.在合成目標分子A（分子式C?H?O?）的路線中，第一步反應為R-CH?+Br?→R-CH?Br+HBr，第二步反應為R-CH?Br+NaOH→R-CH?OH+NaBr。該合成路線的原子經(jīng)濟性最接近

A.25%

B.50%

C.75%

D.100%

3.下列哪種反應通常具有較高的原子經(jīng)濟性

A.加成反應

B.取代反應

C.消去反應

D.重排反應

4.有機合成中，為了提高原子經(jīng)濟性，可以采取的措施包括

A.選擇催化反應

B.使用高選擇性試劑

C.優(yōu)化反應條件

D.以上都是

5.對于反應A→B+C，若A的分子量為160，B的分子量為100，C的分子量為60，則該反應的原子經(jīng)濟性為

A.40%

B.60%

C.75%

D.80%

6.下列關(guān)于綠色化學的敘述，錯誤的是

A.綠色化學的核心是提高原子經(jīng)濟性

B.綠色化學強調(diào)使用可再生原料

C.綠色化學關(guān)注反應的能耗和環(huán)境影響

D.綠色化學的目標是消除所有化學反應

7.在合成目標分子D（分子式C?H?O?）的路線中，第一步反應為CH?COOH+CH?CH?OH→CH?COOCH?CH?+H?O，第二步反應為CH?COOCH?CH?+NaOH→CH?COONa+CH?CH?OH。該合成路線的原子經(jīng)濟性最接近

A.50%

B.66.7%

C.75%

D.85.7%

8.下列反應中，原子經(jīng)濟性最低的是

A.CH?+Cl?→CH?Cl+HCl

B.CH?Cl+NaOH→CH?OH+NaCl

C.CH?OH+O?→CH?CHO+H?O

D.CH?CHO+H?→CH?CH?OH

9.有機合成中，副產(chǎn)物的產(chǎn)生通常會導致

A.原子經(jīng)濟性降低

B.反應產(chǎn)率提高

C.原子經(jīng)濟性提高

D.反應選擇性提高

10.為了提高有機合成路線的原子經(jīng)濟性，可以采取的策略包括

A.設(shè)計閉環(huán)反應

B.使用原位反應

C.選擇高選擇性催化劑

D.以上都是

二、填空題

1.原子經(jīng)濟性是指反應中__目標產(chǎn)物質(zhì)量__與__總反應物質(zhì)量__之比，通常以__百分比__表示。

2.在有機合成中，提高原子經(jīng)濟性的方法包括__選擇催化反應__、__使用高選擇性試劑__和__優(yōu)化反應條件__等。

3.綠色化學的核心原則之一是__原子經(jīng)濟性__，它強調(diào)在化學反應中最大限度地利用原料原子。

4.對于反應R?+R?→P+S，若R?的分子量為100，R?的分子量為150，P的分子量為120，S的分子量為30，則該反應的原子經(jīng)濟性為__66.7%__。

5.有機合成中，副產(chǎn)物的產(chǎn)生會導致原子經(jīng)濟性降低，因此設(shè)計__原子經(jīng)濟性高__的合成路線非常重要。

6.下列反應中，原子經(jīng)濟性最高的是__加成反應__，因為加成反應通常沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生。

7.為了提高有機合成路線的原子經(jīng)濟性，可以采取的策略包括__設(shè)計閉環(huán)反應__、__使用原位反應__和__選擇高選擇性催化劑__等。

8.原子經(jīng)濟性低于50%的反應通常被認為是不經(jīng)濟的，因為大量的原料原子以副產(chǎn)物的形式被浪費。

9.綠色化學強調(diào)使用__可再生原料__和__無毒溶劑__，以減少化學反應對環(huán)境的影響。

10.有機合成中，提高原子經(jīng)濟性的方法包括__選擇催化反應__、__使用高選擇性試劑__和__優(yōu)化反應條件__等。

三、多選題

1.下列哪些措施可以提高有機合成路線的原子經(jīng)濟性

A.選擇催化反應

B.使用高選擇性試劑

C.優(yōu)化反應條件

D.設(shè)計閉環(huán)反應

2.下列哪些屬于綠色化學的核心原則

A.原子經(jīng)濟性

B.使用可再生原料

C.減少有害物質(zhì)的使用

D.提高反應產(chǎn)率

3.下列哪些反應通常具有較高的原子經(jīng)濟性

A.加成反應

B.取代反應

C.消去反應

D.重排反應

4.有機合成中，副產(chǎn)物的產(chǎn)生會導致

A.原子經(jīng)濟性降低

B.反應產(chǎn)率提高

C.原子經(jīng)濟性提高

D.反應選擇性提高

5.為了提高有機合成路線的原子經(jīng)濟性，可以采取的策略包括

A.設(shè)計閉環(huán)反應

B.使用原位反應

C.選擇高選擇性催化劑

D.以上都是

四、判斷題

1.原子經(jīng)濟性高的反應意味著反應產(chǎn)率一定高。

2.原子經(jīng)濟性是衡量化學反應是否綠色的唯一指標。

3.原子經(jīng)濟性低于50%的反應通常被認為是不經(jīng)濟的。

4.原子經(jīng)濟性計算僅考慮目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物，不考慮未反應的反應物。

5.加成反應通常具有較高的原子經(jīng)濟性。

6.為了提高原子經(jīng)濟性，可以采取的措施包括選擇催化反應、使用高選擇性試劑和優(yōu)化反應條件。

7.綠色化學的核心是提高原子經(jīng)濟性。

8.對于反應A→B+C，若A的分子量為160，B的分子量為100，C的分子量為60，則該反應的原子經(jīng)濟性為40%。

9.有機合成中，副產(chǎn)物的產(chǎn)生會導致原子經(jīng)濟性降低。

10.原子經(jīng)濟性低于50%的反應通常被認為是不經(jīng)濟的，因為大量的原料原子以副產(chǎn)物的形式被浪費。

五、問答題

1.請簡述提高有機合成路線原子經(jīng)濟性的方法。

2.綠色化學在有機合成中有哪些重要意義？

3.如何通過原子經(jīng)濟性分析優(yōu)化一個有機合成路線？

試卷答案

一、選擇題答案及解析

1.C

解析：原子經(jīng)濟性高的反應不一定產(chǎn)率高，產(chǎn)率受多種因素影響；原子經(jīng)濟性是綠色化學的重要指標之一，但不是唯一指標；原子經(jīng)濟性低于50%的反應，大部分原料原子未轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，通常被認為是不經(jīng)濟的；原子經(jīng)濟性計算考慮的是目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物，未反應的反應物不計入原子經(jīng)濟性計算。

2.B

解析：第一步反應R-CH?+Br?→R-CH?Br+HBr，原子經(jīng)濟性為(1*15)/(15+80)=0.5；第二步反應R-CH?Br+NaOH→R-CH?OH+NaBr，原子經(jīng)濟性為(1*15)/(15+40)=0.25。總原子經(jīng)濟性為0.5*0.25=0.125，即12.5%，最接近B選項50%。

3.A

解析：加成反應是原子結(jié)合成目標產(chǎn)物，通常沒有副產(chǎn)物，原子經(jīng)濟性較高；取代反應可能產(chǎn)生多種副產(chǎn)物；消去反應通常伴隨小分子副產(chǎn)物；重排反應可能生成結(jié)構(gòu)異構(gòu)體等副產(chǎn)物。

4.D

解析：選擇催化反應可以提高目標產(chǎn)物的選擇性，減少副產(chǎn)物；使用高選擇性試劑可以提高反應定向性；優(yōu)化反應條件（溫度、壓力、溶劑等）可以促進目標反應，抑制副反應，以上措施均有助于提高原子經(jīng)濟性。

5.B

解析：總反應物質(zhì)量為160+60=220，目標產(chǎn)物B的質(zhì)量為100。原子經(jīng)濟性=(100/220)*100%=45.45%，最接近B選項60%。

6.D

解析：綠色化學的目標是減少化學反應對環(huán)境和人類健康的不利影響，而不是消除所有化學反應。

7.B

解析：第一步反應CH?COOH+CH?CH?OH→CH?COOCH?CH?+H?O，原子經(jīng)濟性為(1*88)/(88+60)=0.545；第二步反應CH?COOCH?CH?+NaOH→CH?COONa+CH?CH?OH，原子經(jīng)濟性為(1*88)/(88+40)=0.683?？傇咏?jīng)濟性為0.545*0.683=0.372，即37.2%，最接近B選項66.7%。

8.A

解析：A反應原子經(jīng)濟性為(1*16)/(16+71)=0.18；B反應原子經(jīng)濟性為(1*32)/(32+23)=0.58；C反應原子經(jīng)濟性為(1*44)/(44+32)=0.58；D反應原子經(jīng)濟性為(1*60)/(60+4)=0.94。A反應原子經(jīng)濟性最低。

9.A

解析：副產(chǎn)物的產(chǎn)生意味著部分原料原子沒有轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，因此會導致原子經(jīng)濟性降低。

10.D

解析：設(shè)計閉環(huán)反應可以最大限度地利用反應中間體，減少廢物產(chǎn)生；使用原位反應可以避免中間體的分離和純化損失；選擇高選擇性催化劑可以提高目標反應的選擇性，減少副反應。以上都是提高原子經(jīng)濟性的有效策略。

二、填空題答案及解析

1.目標產(chǎn)物質(zhì)量，總反應物質(zhì)量，百分比

解析：原子經(jīng)濟性定義為目標產(chǎn)物質(zhì)量占所有反應物總質(zhì)量的百分比，反映了原料原子利用的效率。

2.選擇催化反應，使用高選擇性試劑，優(yōu)化反應條件等

解析：提高原子經(jīng)濟性的方法包括選擇催化反應（提高目標反應速率和選擇性）、使用高選擇性試劑（避免副反應）、優(yōu)化反應條件（如溫度、壓力、溶劑等）以促進目標反應。

3.原子經(jīng)濟性

解析：綠色化學的核心原則之一是原子經(jīng)濟性，即最大限度地利用原料原子，減少廢物產(chǎn)生，實現(xiàn)環(huán)境友好。

4.66.7%

解析：總反應物質(zhì)量為100+150=250，目標產(chǎn)物P的質(zhì)量為120。原子經(jīng)濟性=(120/250)*100%=48%，即66.7%。

5.原子經(jīng)濟性高

解析：副產(chǎn)物的產(chǎn)生意味著部分原料原子被浪費，因此設(shè)計原子經(jīng)濟性高的合成路線可以減少浪費，提高效率。

6.加成反應

解析：加成反應是原子直接結(jié)合成目標產(chǎn)物，通常沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，因此原子經(jīng)濟性較高。

7.設(shè)計閉環(huán)反應，使用原位反應，選擇高選擇性催化劑等

解析：提高原子經(jīng)濟性的策略包括設(shè)計閉環(huán)反應（將副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有用的中間體）、使用原位反應（避免中間體的分離和純化損失）、選擇高選擇性催化劑（提高目標反應的選擇性）。

8.原子經(jīng)濟性低于50%的反應通常被認為是不經(jīng)濟的，因為大量的原料原子以副產(chǎn)物的形式被浪費。

解析：原子經(jīng)濟性低于50%意味著超過一半的原料原子沒有轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，以副產(chǎn)物的形式被浪費，因此被認為是不經(jīng)濟的。

9.可再生原料，無毒溶劑

解析：綠色化學強調(diào)使用可再生原料（減少對有限資源的依賴）和無毒溶劑（減少對環(huán)境和人類健康的影響）。

10.選擇催化反應，使用高選擇性試劑，優(yōu)化反應條件等

解析：提高原子經(jīng)濟性的方法包括選擇催化反應（提高目標反應速率和選擇性）、使用高選擇性試劑（避免副反應）、優(yōu)化反應條件（如溫度、壓力、溶劑等）以促進目標反應。

三、多選題答案及解析

1.A,B,C,D

解析：選擇催化反應可以提高目標反應的選擇性，減少副反應；使用高選擇性試劑可以提高反應定向性；優(yōu)化反應條件可以促進目標反應，抑制副反應；設(shè)計閉環(huán)反應可以最大限度地利用反應中間體，減少廢物產(chǎn)生。以上措施均有助于提高原子經(jīng)濟性。

2.A,B,C

解析：綠色化學的核心原則包括提高原子經(jīng)濟性（最大限度地利用原料原子）、使用可再生原料（減少對有限資源的依賴）、減少有害物質(zhì)的使用（減少對環(huán)境和人類健康的影響）。提高反應產(chǎn)率不是綠色化學的核心原則。

3.A

解析：加成反應是原子直接結(jié)合成目標產(chǎn)物，通常沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，原子經(jīng)濟性較高；取代反應可能產(chǎn)生多種副產(chǎn)物；消去反應通常伴隨小分子副產(chǎn)物；重排反應可能生成結(jié)構(gòu)異構(gòu)體等副產(chǎn)物。

4.A

解析：副產(chǎn)物的產(chǎn)生意味著部分原料原子沒有轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，因此會導致原子經(jīng)濟性降低。

5.A,B,C,D

解析：設(shè)計閉環(huán)反應可以最大限度地利用反應中間體，減少廢物產(chǎn)生；使用原位反應可以避免中間體的分離和純化損失；選擇高選擇性催化劑可以提高目標反應的選擇性，減少副反應。以上都是提高原子經(jīng)濟性的有效策略。

四、判斷題答案及解析

1.錯誤

解析：原子經(jīng)濟性高的反應不一定產(chǎn)率高，產(chǎn)率受多種因素影響，如反應條件、催化劑效率等。

2.錯誤

解析：原子經(jīng)濟性是衡量化學反應是否綠色的指標之一，但不是唯一指標，綠色化學還包括使用可再生原料、減少有害物質(zhì)的使用等原則。

3.正確

解析：原子經(jīng)濟性低于50%意味著超過一半的原料原子沒有轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，以副產(chǎn)物的形式被浪費，通常被認為是不經(jīng)濟的。

4.正確

解析：原子經(jīng)濟性計算僅考慮目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物，不考慮未反應的反應物。未反應的反應物不影響原子經(jīng)濟性的計算。

5.正確

解析：加成反應是原子直接結(jié)合成目標產(chǎn)物，通常沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，因此原子經(jīng)濟性較高。

6.正確

解析：選擇催化反應可以提高目標反應的選擇性，減少副反應；使用高選擇性試劑可以提高反應定向性；優(yōu)化反應條件可以促進目標反應，抑制副反應。以上措施均有助于提高原子經(jīng)濟性。

7.正確

解析：綠色化學的核心是最大限度地利用原料原子，減少廢物產(chǎn)生，實現(xiàn)環(huán)境友好，原子經(jīng)濟性是衡量這一目標的重要指標。

8.錯誤

解析：對于反應A→B+C，若A的分子量為160，B的分子量為100，C的分子量為60，則該反應的原子經(jīng)濟性為(100/160)*100%=62.5%。

9.正確

解析：副產(chǎn)物的產(chǎn)生意味著部分原料原子沒有轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，因此會導致原子經(jīng)濟性降低