2025年有機化學綠色合成評價試卷考試時長：120分鐘滿分：100分班級：__________姓名：__________學號：__________得分：__________試卷名稱：2025年有機化學綠色合成評價試卷考核對象：有機化學專業(yè)本科三年級學生及行業(yè)初級從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）總分20分-單選題（總共10題，每題2分）總分20分-多選題（總共10題，每題2分）總分20分-簡答題（總共3題，每題4分）總分12分-應用題（總共2題，每題9分）總分18分總分：100分一、判斷題（每題2分，共20分）請判斷下列說法的正誤。1.綠色合成要求反應原子經(jīng)濟性必須達到100%。2.催化劑在綠色合成中僅起到加速反應速率的作用。3.微波輻射合成屬于綠色合成技術的一種，因為它能顯著降低能耗。4.溶劑-Free反應意味著完全不使用任何溶劑。5.生物催化技術因使用酶作為催化劑，因此其綠色合成評價中無需考慮環(huán)境影響。6.高溫高壓反應通常不符合綠色合成的原則。7.綠色化學的12原則中，優(yōu)先使用更安全的溶劑是其中之一。8.光催化反應屬于綠色合成，但僅適用于可見光條件。9.原子經(jīng)濟性高的反應必然具有較低的環(huán)境毒性。10.綠色合成評價中，反應時間越長，綠色程度越高。二、單選題（每題2分，共20分）請選擇最符合題意的選項。1.下列哪種溶劑通常被認為是最環(huán)保的綠色溶劑？（）A.乙醇B.甲苯C.乙酸乙酯D.二氯甲烷2.綠色合成中，原子經(jīng)濟性最高的反應類型是？（）A.加成反應B.消除反應C.重排反應D.酯化反應3.以下哪種技術不屬于綠色合成中的催化劑類型？（）A.光催化劑B.固體酸催化劑C.生物酶催化劑D.高錳酸鉀氧化劑4.微波輻射合成的優(yōu)勢不包括？（）A.能耗低B.反應時間短C.選擇性高D.設備成本高5.綠色化學的12原則中，哪一項強調(diào)減少有害物質(zhì)的使用？（）A.設計安全的化學產(chǎn)品B.設計安全的化學過程C.實現(xiàn)原子經(jīng)濟性D.使用更安全的溶劑6.以下哪種反應通常被認為具有較低的環(huán)境毒性？（）A.氧化反應B.還原反應C.加氫反應D.硝化反應7.綠色合成評價中，哪個指標最能反映反應的可持續(xù)性？（）A.反應速率B.原子經(jīng)濟性C.產(chǎn)率D.催化劑用量8.光催化反應中，常用的光源不包括？（）A.紫外光B.可見光C.紅外光D.X射線9.以下哪種溶劑在綠色合成中通常被避免使用？（）A.水B.乙醇C.丙酮D.四氯化碳10.綠色合成中，哪個原則強調(diào)使用可再生資源？（）A.避免使用有害物質(zhì)B.設計安全的化學過程C.實現(xiàn)原子經(jīng)濟性D.使用可再生原料三、多選題（每題2分，共20分）請選擇所有符合題意的選項。1.綠色合成評價中，以下哪些指標是重要的？（）A.原子經(jīng)濟性B.能耗C.溶劑毒性D.催化劑壽命2.微波輻射合成的優(yōu)勢包括？（）A.能耗低B.反應時間短C.選擇性高D.設備成本高3.綠色化學的12原則中，以下哪些強調(diào)減少廢物產(chǎn)生？（）A.設計安全的化學產(chǎn)品B.實現(xiàn)原子經(jīng)濟性C.避免使用有害物質(zhì)D.使用更安全的溶劑4.以下哪些技術屬于綠色合成中的催化劑類型？（）A.光催化劑B.固體酸催化劑C.生物酶催化劑D.高錳酸鉀氧化劑5.綠色合成中，以下哪些溶劑通常被認為是最環(huán)保的？（）A.水B.乙醇C.丙酮D.四氯化碳6.高溫高壓反應通常不符合綠色合成的原則，原因包括？（）A.能耗高B.設備成本高C.選擇性低D.副產(chǎn)物多7.綠色合成評價中，以下哪些指標最能反映反應的可持續(xù)性？（）A.原子經(jīng)濟性B.能耗C.溶劑毒性D.催化劑用量8.光催化反應中，常用的光源包括？（）A.紫外光B.可見光C.紅外光D.X射線9.以下哪些溶劑在綠色合成中通常被避免使用？（）A.水B.乙醇C.丙酮D.四氯化碳10.綠色合成中，以下哪些原則強調(diào)使用可再生資源？（）A.避免使用有害物質(zhì)B.設計安全的化學過程C.實現(xiàn)原子經(jīng)濟性D.使用可再生原料四、簡答題（每題4分，共12分）1.簡述綠色化學的12原則中，設計安全的化學產(chǎn)品和設計安全的化學過程的主要區(qū)別。2.解釋什么是原子經(jīng)濟性，并舉例說明如何提高反應的原子經(jīng)濟性。3.微波輻射合成在綠色合成中有哪些優(yōu)勢？五、應用題（每題9分，共18分）1.某綠色合成反應如下：\[\text{A}+\text{B}\xrightarrow{\text{催化劑}}\text{C}+\text{D}\]已知該反應的原子經(jīng)濟性為85%，能耗為50kJ/mol，溶劑為水，催化劑為生物酶。請評價該反應的綠色程度，并說明改進方向。2.設計一個綠色合成路線，將苯酚轉(zhuǎn)化為對氨基苯酚，要求使用可再生原料、低能耗、高原子經(jīng)濟性，并說明每一步的綠色優(yōu)勢。標準答案及解析一、判斷題1.×（綠色合成要求原子經(jīng)濟性盡可能高，但并非必須達到100%，實際操作中可能因副反應存在而略低于100%。）2.×（催化劑不僅加速反應速率，還能提高選擇性、降低能耗等。）3.√（微波輻射能提高反應速率、降低能耗，符合綠色合成原則。）4.×（溶劑-Free反應指不使用傳統(tǒng)有機溶劑，但可能使用水或其他綠色溶劑。）5.×（生物催化技術仍需考慮酶的來源、穩(wěn)定性及環(huán)境影響。）6.√（高溫高壓反應通常能耗高、設備要求高，不符合綠色合成原則。）7.√（綠色化學12原則之一是優(yōu)先使用更安全的溶劑。）8.×（光催化反應可使用可見光或紫外光，不限于可見光。）9.×（原子經(jīng)濟性高的反應通常副產(chǎn)物少，但毒性仍需單獨評估。）10.×（反應時間越長，能耗越高，綠色程度越低。）二、單選題1.A（乙醇是生物基綠色溶劑，毒性低、可再生。）2.A（加成反應通常原子經(jīng)濟性最高，副產(chǎn)物少。）3.D（高錳酸鉀是氧化劑，非催化劑。）4.D（微波輻射設備成本高，不屬于優(yōu)勢。）5.B（設計安全的化學過程強調(diào)反應條件的安全性。）6.A（氧化反應通常涉及有害物質(zhì)，綠色程度較低。）7.B（原子經(jīng)濟性直接反映原料利用率，綠色程度的核心指標。）8.D（X射線不適用于光催化。）9.D（四氯化碳毒性高，被綠色合成避免。）10.D（使用可再生原料是綠色化學12原則之一。）三、多選題1.A,B,C（原子經(jīng)濟性、能耗、溶劑毒性是綠色合成的重要指標。）2.A,B,C（微波輻射能耗低、時間短、選擇性高。）3.B,C（實現(xiàn)原子經(jīng)濟性和避免有害物質(zhì)直接減少廢物。）4.A,B,C（光催化劑、固體酸催化劑、生物酶催化劑均屬于綠色催化劑。）5.A,B,C（水、乙醇、丙酮是綠色溶劑，四氯化碳被避免。）6.A,B,C,D（高溫高壓能耗高、設備成本高、選擇性低、副產(chǎn)物多。）7.A,B,C（原子經(jīng)濟性、能耗、溶劑毒性反映可持續(xù)性。）8.A,B,C（紫外光、可見光、紅外光可用于光催化，X射線不適用。）9.C,D（丙酮、四氯化碳毒性高，被避免。）10.C,D（實現(xiàn)原子經(jīng)濟性和使用可再生原料強調(diào)可再生資源。）四、簡答題1.設計安全的化學產(chǎn)品強調(diào)從源頭上減少化學品的危害，例如使用低毒性、低反應活性的原料，避免產(chǎn)生致癌物等。設計安全的化學過程則關注反應條件的安全性，如降低反應溫度、壓力，使用無害溶劑，減少爆炸風險等。兩者均旨在減少化學品對人類和環(huán)境的危害，但側(cè)重點不同。2.原子經(jīng)濟性指反應中原料原子進入目標產(chǎn)物中的比例，計算公式為：\[\text{原子經(jīng)濟性}=\frac{\text{目標產(chǎn)物原子量之和}}{\text{反應物原子量之和}}\times100\%\]。提高原子經(jīng)濟性的方法包括：選擇高選擇性催化劑、避免副反應、使用可再生原料等。例如，使用環(huán)氧化合物開環(huán)加成反應，原子經(jīng)濟性可達100%。3.微波輻射合成的優(yōu)勢包括：能耗低、反應時間短、選擇性高、副產(chǎn)物少，且設備可連續(xù)操作，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。五、應用題1.評價綠色程度：-原子經(jīng)濟性85%：反應有15%的原子未進入目標產(chǎn)物，存在副反應或未回收原料。-能耗50kJ/mol：相對較高，可優(yōu)化反應條件降低能耗。-溶劑為水：綠色溶劑，優(yōu)點。-催化劑為生物酶：綠色催化劑，可生物降解，環(huán)境友好。改進方向：優(yōu)化催化劑提高選擇性，降低能耗（如使用微波輻射），回收未反應原料。2.綠色合成路線設計：-第一步：苯酚催化氨基化（使用氨氣或肼，催化劑為鈀碳或生物酶），生成對氨基苯酚。\[\text{苯酚}+\text{NH}_3\xrightarrow{\text{催化劑}}\text{對氨基苯酚}+\text{H}_2\text{O}\]綠