2025年有機(jī)合成工(高級(jí)工)理論考試題庫一、選擇題1.下列哪種試劑常用于醇的氧化反應(yīng)生成醛？A.高錳酸鉀B.重鉻酸鉀C.三氧化鉻-吡啶絡(luò)合物（PCC）D.硝酸答案：C。高錳酸鉀和重鉻酸鉀氧化性較強(qiáng)，會(huì)將醇氧化到羧酸階段；硝酸也有強(qiáng)氧化性，易過度氧化醇；而PCC是溫和的氧化劑，可將醇氧化為醛。2.下列化合物進(jìn)行親核取代反應(yīng)活性最高的是：A.氯苯B.芐基氯C.氯乙烯D.氯乙烷答案：B。芐基氯由于芐基正離子的穩(wěn)定性，使得其進(jìn)行親核取代反應(yīng)活性較高；氯苯和氯乙烯中氯原子與苯環(huán)或雙鍵形成p-π共軛，使得碳-氯鍵較穩(wěn)定，親核取代活性低；氯乙烷的活性不如芐基氯。3.下列反應(yīng)屬于自由基取代反應(yīng)的是：A.苯的硝化反應(yīng)B.甲烷的氯代反應(yīng)C.乙烯的加成反應(yīng)D.醇的消除反應(yīng)答案：B。苯的硝化反應(yīng)是親電取代反應(yīng)；乙烯的加成反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)；醇的消除反應(yīng)是消除小分子生成不飽和鍵的反應(yīng)；甲烷的氯代反應(yīng)是典型的自由基取代反應(yīng)。4.下列化合物中，能發(fā)生碘仿反應(yīng)的是：A.乙醛B.丙醛C.苯甲醛D.3-戊酮答案：A。能發(fā)生碘仿反應(yīng)的是具有甲基酮結(jié)構(gòu)（-COCH?）或能被氧化為甲基酮結(jié)構(gòu)的醇。乙醛具有-COCH?結(jié)構(gòu)，能發(fā)生碘仿反應(yīng)；丙醛、苯甲醛沒有該結(jié)構(gòu)；3-戊酮沒有甲基酮結(jié)構(gòu)。5.下列哪種方法可以用來鑒別伯、仲、叔醇？A.盧卡斯試劑B.托倫試劑C.斐林試劑D.溴水答案：A。盧卡斯試劑（濃鹽酸和無水氯化鋅的混合物）與伯、仲、叔醇反應(yīng)的速率不同，可以用來鑒別它們；托倫試劑用于鑒別醛；斐林試劑用于鑒別還原糖和脂肪醛；溴水用于鑒別不飽和烴等。6.下列化合物中，酸性最強(qiáng)的是：A.乙酸B.苯甲酸C.三氯乙酸D.丙酸答案：C。吸電子基團(tuán)會(huì)增強(qiáng)羧酸的酸性，三氯乙酸中氯原子是強(qiáng)吸電子基團(tuán)，使得羧基上的氫更易電離，酸性最強(qiáng)；苯甲酸的酸性比乙酸稍強(qiáng)；丙酸酸性比乙酸弱。7.下列反應(yīng)中，屬于親電加成反應(yīng)的是：A.乙烯與溴的加成B.乙炔與氫氣的加成C.乙烯與水的加成D.以上都是答案：D。乙烯與溴的加成、乙炔與氫氣的加成、乙烯與水的加成都屬于親電加成反應(yīng)。在這些反應(yīng)中，試劑首先作為親電試劑進(jìn)攻不飽和鍵。8.下列化合物中，具有芳香性的是：A.環(huán)戊二烯B.環(huán)辛四烯C.苯D.環(huán)己烯答案：C。具有芳香性的化合物需要滿足休克爾規(guī)則，即π電子數(shù)為4n+2（n=0，1，2……）且具有平面共軛體系。苯的π電子數(shù)為6（n=1），具有芳香性；環(huán)戊二烯、環(huán)辛四烯、環(huán)己烯不滿足休克爾規(guī)則。9.下列哪種物質(zhì)可以用來保護(hù)羰基？A.乙二醇B.乙醇C.丙醇D.丁醇答案：A。乙二醇可以與羰基發(fā)生縮醛化反應(yīng)，生成縮醛，從而保護(hù)羰基，在合適的條件下縮醛又可以水解恢復(fù)羰基；乙醇、丙醇、丁醇一般不能有效保護(hù)羰基。10.下列化合物進(jìn)行硝化反應(yīng)時(shí)，硝基進(jìn)入間位的是：A.甲苯B.苯酚C.硝基苯D.苯胺答案：C。甲苯、苯酚、苯胺中的甲基、羥基、氨基都是鄰、對(duì)位定位基，硝化反應(yīng)時(shí)硝基進(jìn)入鄰、對(duì)位；硝基苯中的硝基是間位定位基，硝化反應(yīng)時(shí)硝基進(jìn)入間位。二、判斷題1.所有的醇都能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣。（√）醇中的羥基氫具有一定的酸性，能與金屬鈉反應(yīng)生成醇鈉和氫氣。2.醛和酮都能與托倫試劑發(fā)生銀鏡反應(yīng)。（×）只有醛能與托倫試劑發(fā)生銀鏡反應(yīng)，酮不能。3.烯烴的順反異構(gòu)體是構(gòu)造異構(gòu)體。（×）烯烴的順反異構(gòu)體是立體異構(gòu)體，不是構(gòu)造異構(gòu)體，構(gòu)造異構(gòu)體是指分子中原子連接方式不同的異構(gòu)體。4.苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)，活化基團(tuán)使反應(yīng)速率加快，鈍化基團(tuán)使反應(yīng)速率減慢。（√）活化基團(tuán)（如甲基、羥基等）能使苯環(huán)電子云密度增加，有利于親電試劑進(jìn)攻，使反應(yīng)速率加快；鈍化基團(tuán)（如硝基、羰基等）使苯環(huán)電子云密度降低，反應(yīng)速率減慢。5.鹵代烴的消除反應(yīng)和取代反應(yīng)是相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)。（√）在鹵代烴的反應(yīng)中，消除反應(yīng)和取代反應(yīng)的發(fā)生取決于反應(yīng)條件、鹵代烴的結(jié)構(gòu)等因素，它們是相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)。6.羧酸的酸性比碳酸弱。（×）一般來說，羧酸的酸性比碳酸強(qiáng)，羧酸能與碳酸鈉等反應(yīng)生成二氧化碳。7.所有的胺都能與鹽酸反應(yīng)生成鹽。（√）胺具有堿性，能與鹽酸等酸反應(yīng)生成鹽。8.共軛二烯烴比孤立二烯烴更穩(wěn)定。（√）共軛二烯烴由于存在共軛效應(yīng)，使分子能量降低，比孤立二烯烴更穩(wěn)定。9.酯在酸性和堿性條件下的水解反應(yīng)機(jī)理相同。（×）酯在酸性條件下水解是可逆反應(yīng)，是通過親核加成-消除反應(yīng)機(jī)理；在堿性條件下水解是不可逆反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理與酸性條件不同。10.酚羥基的酸性比醇羥基的酸性強(qiáng)。（√）酚羥基由于苯環(huán)的共軛效應(yīng)，使氧-氫鍵電子云更偏向氧原子，氫更易電離，酸性比醇羥基強(qiáng)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述傅-克烷基化反應(yīng)的原理和特點(diǎn)。傅-克烷基化反應(yīng)是在無水三氯化鋁等路易斯酸的催化下，鹵代烴與苯及其衍生物發(fā)生的芳環(huán)上的烷基取代反應(yīng)。原理是鹵代烴在路易斯酸作用下生成碳正離子，碳正離子作為親電試劑進(jìn)攻苯環(huán)，發(fā)生親電取代反應(yīng)。特點(diǎn)包括：（1）反應(yīng)可能發(fā)生重排，因?yàn)樘颊x子可能會(huì)發(fā)生重排形成更穩(wěn)定的碳正離子；（2）反應(yīng)不易停留在一取代階段，容易生成多取代產(chǎn)物；（3）當(dāng)苯環(huán)上有強(qiáng)吸電子基（如硝基、羰基等）時(shí)，反應(yīng)不發(fā)生，因?yàn)閺?qiáng)吸電子基使苯環(huán)電子云密度降低，不利于親電試劑進(jìn)攻。2.說明如何鑒別1-丁醇、2-丁醇和2-甲基-2-丙醇?？梢允褂帽R卡斯試劑進(jìn)行鑒別。將三種醇分別與盧卡斯試劑混合，室溫下，2-甲基-2-丙醇（叔醇）立即出現(xiàn)渾濁并分層，因?yàn)槭宕寂c盧卡斯試劑反應(yīng)速率最快；2-丁醇（仲醇）需要數(shù)分鐘后出現(xiàn)渾濁并分層；1-丁醇（伯醇）在室溫下放置較長(zhǎng)時(shí)間也不出現(xiàn)明顯現(xiàn)象，需加熱后才會(huì)出現(xiàn)渾濁并分層。3.寫出乙酰乙酸乙酯的互變異構(gòu)體，并說明在什么條件下哪種異構(gòu)體占優(yōu)勢(shì)。乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式互變異構(gòu)體。酮式結(jié)構(gòu)為CH?COCH?COOC?H?，烯醇式結(jié)構(gòu)為CH?C(OH)=CHCOOC?H?。在一般情況下，酮式異構(gòu)體占優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橥浇Y(jié)構(gòu)的羰基具有較高的穩(wěn)定性。但在極性溶劑中，如水中，烯醇式含量會(huì)有所增加；在非極性溶劑中，烯醇式含量相對(duì)較低。此外，一些金屬離子（如銅離子）可以與烯醇式形成配合物，使烯醇式含量增加。4.簡(jiǎn)述格氏試劑的制備方法和注意事項(xiàng)。格氏試劑（RMgX）通常由鹵代烴（RX）與金屬鎂在無水乙醚或四氫呋喃等無水有機(jī)溶劑中反應(yīng)制備，反應(yīng)式為RX+Mg→RMgX。注意事項(xiàng)包括：（1）反應(yīng)必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，因?yàn)楦袷显噭┯鏊畷?huì)分解生成烴，遇氧氣會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)；（2）所用的鹵代烴和有機(jī)溶劑必須經(jīng)過嚴(yán)格的除水干燥處理；（3）反應(yīng)過程中要避免引入其他雜質(zhì)，防止影響反應(yīng)的進(jìn)行和格氏試劑的純度。5.比較苯、甲苯和硝基苯進(jìn)行硝化反應(yīng)的難易程度，并說明原因。硝化反應(yīng)的難易程度順序?yàn)椋杭妆剑颈剑鞠趸?。原因是：甲苯中的甲基是供電子基，它通過誘導(dǎo)效應(yīng)和超共軛效應(yīng)使苯環(huán)電子云密度增加，尤其是鄰、對(duì)位電子云密度增加更為明顯，有利于親電試劑（硝基正離子）的進(jìn)攻，所以甲苯的硝化反應(yīng)比苯容易；而硝基苯中的硝基是強(qiáng)吸電子基，它通過誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)使苯環(huán)電子云密度降低，親電試劑進(jìn)攻苯環(huán)變得困難，所以硝基苯的硝化反應(yīng)比苯難。四、合成題1.由苯合成對(duì)硝基苯甲酸。步驟如下：（1）苯與濃硫酸、濃硝酸混合加熱，發(fā)生硝化反應(yīng)，生成硝基苯。C?H?+HNO?（濃）→C?H?NO?+H?O（濃硫酸作催化劑）（2）硝基苯在鐵和鹽酸的作用下還原為苯胺。C?H?NO?+3Fe+6HCl→C?H?NH?+3FeCl?+2H?O（3）苯胺與乙酸酐反應(yīng)生成乙酰苯胺，保護(hù)氨基。C?H?NH?+(CH?CO)?O→C?H?NHCOCH?+CH?COOH（4）乙酰苯胺再與濃硫酸、濃硝酸混合發(fā)生硝化反應(yīng)，生成對(duì)硝基乙酰苯胺。C?H?NHCOCH?+HNO?（濃）→p-O?NC?H?NHCOCH?+H?O（濃硫酸作催化劑）（5）對(duì)硝基乙酰苯胺在稀酸或稀堿條件下水解，生成對(duì)硝基苯胺。p-O?NC?H?NHCOCH?+H?O→p-O?NC?H?NH?+CH?COOH（酸或堿催化）（6）對(duì)硝基苯胺在亞硝酸鈉和鹽酸的作用下生成重氮鹽。p-O?NC?H?NH?+NaNO?+2HCl→p-O?NC?H?N??Cl?+NaCl+2H?O（0-5℃）（7）重氮鹽與氰化亞銅反應(yīng)生成對(duì)硝基苯甲腈。p-O?NC?H?N??Cl?+CuCN→p-O?NC?H?CN+N?+CuCl（8）對(duì)硝基苯甲腈在酸性條件下水解生成對(duì)硝基苯甲酸。p-O?NC?H?CN+2H?O+H?→p-O?NC?H?COOH+NH??2.由乙烯合成正丁醇。（1）乙烯在催化劑作用下與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醇。CH?=CH?+H?O→CH?CH?OH（催化劑）（2）乙醇在銅或銀等催化劑作用下氧化生成乙醛。2CH?CH?OH+O?→2CH?CHO+2H?O（Cu或Ag催化）（3）兩分子乙醛在稀堿條件下發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，生成3-羥基丁醛。2CH?CHO→CH?CH(OH)CH?CHO（稀堿催化）（4）3-羥基丁醛在加熱條件下脫水生成2-丁烯醛。CH?CH(OH)CH?CHO→CH?CH=CHCHO+H?O（加熱）（5）2-丁烯醛在鎳等催化劑作用下加氫還原生成正丁醇。CH?CH=CHCHO+2H?→CH?CH?CH?CH?OH（Ni催化）3.由甲苯合成間溴苯甲酸。（1）甲苯在光照條件下與溴發(fā)生自由基取代反應(yīng)，生成芐基溴。C?H?CH?+Br?→C?H?CH?Br+HBr（光照）（2）芐基溴在氫氧化鈉水溶液中水解生成苯甲醇。C?H?CH?Br+NaOH→C?H?CH?OH+NaBr（3）苯甲醇在銅或銀等催化劑作用下氧化生成苯甲醛。2C?H?CH?OH+O?→2C?H?CHO+2H?O（Cu或Ag催化）（4）苯甲醛在新制的氫氧化銅等氧化劑作用下氧化生成苯甲酸。C?H?CHO+2Cu(OH)?+NaOH→C?H?COONa+Cu?O↓+3H?OC?H?COONa+H?→C?H?COOH（5）苯甲酸與溴在三溴化鐵等催化劑作用下發(fā)生親電取代反應(yīng)，生成間溴苯甲酸。C?H?COOH+Br?→m-BrC?H?COOH+HBr（FeBr?催化）4.由乙炔合成正己醛。（1）乙炔在液氨中與氨基鈉反應(yīng)生成乙炔鈉。HC≡CH+NaNH?→HC≡CNa+NH?（液氨）（2）乙炔鈉與1-溴丁烷反應(yīng)生成1-己炔。HC≡CNa+CH?CH?CH?CH?Br→CH?CH?CH?CH?C≡CH+NaBr（3）1-己炔在林德拉催化劑作用下加氫生成順-1-己烯。CH?CH?CH?CH?C≡CH+H?→CH?CH?CH?CH?CH=CH?（林德拉催化劑）（4）順-1-己烯在硼氫化-氧化反應(yīng)條件下生成正己醇。CH?CH?CH?CH?CH=CH?+B?H?→(CH?CH?CH?CH?CH?CH?)?B(CH?CH?CH?CH?CH?CH?)?B+H?O?+OH?→3CH?CH?CH?CH?CH?CH?OH+B(OH)?（5）正己醇在三氧化鉻-吡啶絡(luò)合物（PCC）等溫和氧化劑作用下氧化生成正己醛。CH?CH?CH?CH?CH?CH?OH→CH?CH?CH?CH?CH?CHO（PCC氧化）5.由環(huán)己醇合成己二酸。（1）環(huán)己醇在濃硫酸等催化劑作用下加熱發(fā)生消除反應(yīng)生成環(huán)己烯。C?H??OH→C?H??+H?O（濃硫酸，加熱）（2）環(huán)己烯在高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑作用下氧化斷裂生成己二酸。C?H??+4[O]→HOOC(CH?)?COOH（KMnO?氧化）五、計(jì)算題1.在一個(gè)有機(jī)合成反應(yīng)中，投入原料A的質(zhì)量為50g，其摩爾質(zhì)量為100g/mol，反應(yīng)結(jié)束后得到產(chǎn)物B的質(zhì)量為30g，產(chǎn)物B的摩爾質(zhì)量為120g/mol，計(jì)算該反應(yīng)的產(chǎn)率。首先計(jì)算原料A的物質(zhì)的量：\(n(A)=\frac{m(A)}{M(A)}=\frac{50g}{100g/mol}=0.5mol\)根據(jù)化學(xué)計(jì)量關(guān)系，如果原料A完全反應(yīng)生成產(chǎn)物B，理論上生成產(chǎn)物B的物質(zhì)的量與原料A的物質(zhì)的量關(guān)系假設(shè)為1:1（根據(jù)具體反應(yīng)確定），則理論上生成產(chǎn)物B的物質(zhì)的量也為0.5mol。理論上生成產(chǎn)物B的質(zhì)量為：\(m_{理論}(B)=n(B)×M(B)=0.5mol×120g/mol=60g\)產(chǎn)率的計(jì)算公式為：產(chǎn)率\(=\frac{m_{實(shí)際}(B)}{m_{理論}(B)}×100\%\)將實(shí)際得到產(chǎn)物B的質(zhì)量30g和理論質(zhì)量60g代入公式，可得產(chǎn)率為：\(\frac{30g}{60g}×100\%=50\%\)2.某有機(jī)化合物的分子式為C?H??O，其核磁共振氫譜顯示有三組峰，峰面積比為3:2:1，紅外光譜顯示在1720cm?1處有強(qiáng)吸收峰，推測(cè)該化合物的結(jié)構(gòu)。首先，根據(jù)紅外光譜在1720cm?1處有強(qiáng)吸收峰，可判斷該化合物含有羰基（C=O）。然后，根據(jù)分子式C?H??O計(jì)算不飽和度：\(Ω=\frac{2C+2+N-H-X}{2}=\frac{2×5+2-10}{2}=1\)，說明分子中除了羰基外沒有其他不飽和鍵或環(huán)。再根據(jù)核磁共振氫譜有三組峰，峰面積比為3:2:1，說明分子中有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且其數(shù)目比為3:2:1。綜合以上信息，該化合物的結(jié)構(gòu)可能為2-戊酮（CH?COCH?CH?CH?）。在2-戊酮中，甲基（-CH?）上的氫為一種化學(xué)環(huán)境，有3個(gè)氫；與羰基相連的亞甲基（-CH?-）上的氫為一種化學(xué)環(huán)境，有2個(gè)氫；遠(yuǎn)離羰基的亞甲基和甲基上的氫可以看作一種化學(xué)環(huán)境（由于碳鏈較長(zhǎng)，這部分氫的化學(xué)環(huán)境相對(duì)較接近），相當(dāng)于有1個(gè)等效氫（這里是從峰面積比例角度考慮）。3.在一個(gè)有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中，需要配制0.1mol/L的氫氧化鈉溶液500mL，計(jì)算需要稱取氫氧化鈉固體的質(zhì)量。根據(jù)物質(zhì)的量濃度的計(jì)算公式\(c=\frac{n}{V}\)（\(c\)為物質(zhì)的量濃度，\(n\)為溶質(zhì)的物質(zhì)的量，\(V\)為溶液的體積），可先計(jì)算所需氫氧化鈉的物質(zhì)的量。已知\(c=0.1mol/L\)，\(V=500mL=0.5L\)，則\(n=c×V=0.1mol/L×0.5L=0.05mol\)。氫氧化鈉（NaOH）的摩爾質(zhì)量\(M(NaOH)=40g/mol\)，根據(jù)\(m=n×M\)（\(m\)為質(zhì)量），可得需要稱取氫氧化鈉固體的質(zhì)量為：\(m