地方政府公務人員四等-化學工程類科有機化學概要110 年第 16 題單選題

請問下列化合物在水溶液中的鹼性大小為何（由弱鹼至強鹼排列）？

A$\mathrm{IV} < \mathrm{II} < \mathrm{I} < \mathrm{III}$

BIII < II < IV < I

C$\mathrm{II} < \mathrm{I} < \mathrm{III} < \mathrm{IV}$正確答案

D$\mathrm{II} < \mathrm{III} < \mathrm{I} < \mathrm{IV}$

答案與詳解

正確答案

比較四種含氮/胺基化合物的鹼性強弱：吡咯(II)最弱、對硝基苯胺(I)次之、吡啶(III)再次、苄胺(IV)最強，由弱至強排列為 II < I < III < IV。

II(吡咯)孤對電子參與6π芳香體系，幾乎無鹼性(pKaH≈−3.8)；I(對硝基苯胺)硝基強吸電子，苯胺本已弱，更被削弱；III(吡啶)sp²氮孤對電子可接受質子(pKaH≈5.2)；IV(苄胺)sp³氮、苯環共軛效應最小，鹼性最強(pKaH≈9.4)，排列 II<I<III<IV 正確。

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Pro · 無限

重點　比較四種含氮/胺基化合物的鹼性強弱：吡咯(II)最弱、對硝基苯胺(I)次之、吡啶(III)再次、苄胺(IV)最強，由弱至強排列為 II < I < III < IV。

秒殺技巧

鹼性關鍵看孤對電子可用度：苄胺sp³氮最強→吡啶sp²氮中等→硝基拉電子削弱苯胺→吡咯氮孤對進入芳香系統最弱。

A✕ 陷阱

此選項將吡啶(III)排為最弱，但吡啶氮的孤對電子未參與芳香體系，可提供給質子，鹼性遠強於吡咯，排列明顯錯誤。

B✕ 陷阱

此選項把苄胺(IV)排在中間、苯胺(I)排最強，忽略硝基強烈吸電子對苯環的影響，且苄胺sp³氮鹼性應最強，排列錯誤。

C✓ 正確

D✕

此選項將吡啶(III)排第二弱、硝基苯胺(I)排第三，但吡啶鹼性(pKaH≈5.2)強於對硝基苯胺(pKaH≈1.0)，III與I的順序應對調，排列錯誤。

編號	化合物	氮的類型	特殊效應	pKaH(共軛酸)約值	鹼性強弱
II	吡咯	sp²，五員芳香環NH	孤對電子貢獻6π體系，幾乎無法接受質子	≈ −3.8	最弱①
I	對硝基苯胺	sp²苯胺型，-NH₂直接連苯環	硝基(-NO₂)對位強吸電子，進一步削弱氨基電子密度	≈ 1.0	次弱②
III	吡啶	sp²，六員芳香環N	孤對電子垂直於芳香π體系，可接受質子	≈ 5.2	次強③
IV	苄胺	sp³，-CH₂NH₂	苯環與氮隔一CH₂，共軛效應極小，孤對電子自由度最高	≈ 9.4	最強④

陷阱提醒

最常見陷阱：誤以為吡啶氮也像吡咯一樣孤對電子參與芳香體系而認為鹼性弱。實際上吡咯N提供孤對電子進入π系統（5員環），而吡啶N的孤對電子在環平面方向與π系統垂直，兩者機制完全不同，不可混淆。