化學工藝合成材料工藝練習題姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.有機合成中，哪種催化劑用于加氫反應(yīng)？

A.鉑

B.鈷

C.鎳

D.鉑鈷合金

2.下列哪種化合物屬于聚烯烴？

A.聚苯乙烯

B.聚乙烯

C.聚丙烯

D.聚氯乙烯

3.在聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的主要作用是什么？

A.降低反應(yīng)活化能

B.控制分子量分布

C.促進鏈增長

D.以上都是

4.下列哪種聚合方法屬于自由基聚合？

A.聚合反應(yīng)

B.離子聚合

C.鏈增長聚合

D.鏈轉(zhuǎn)移聚合

5.下列哪種單體不能發(fā)生自由基聚合？

A.乙烯

B.丙烯

C.甲基丙烯酸甲酯

D.苯乙烯

6.在聚合反應(yīng)中，終止劑的作用是什么？

A.增加反應(yīng)速率

B.控制分子量分布

C.停止鏈增長

D.促進鏈轉(zhuǎn)移

7.下列哪種聚合方法屬于陽離子聚合？

A.聚乙烯

B.聚丙烯

C.聚苯乙烯

D.聚丙烯腈

8.在聚合反應(yīng)中，溶劑的主要作用是什么？

A.促進鏈增長

B.控制分子量分布

C.降低反應(yīng)活化能

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：C.鎳

解題思路：在有機合成中，鎳（通常以鎳鋁合金形式）是常用的加氫催化劑。

2.答案：B.聚乙烯

解題思路：聚烯烴是指主要由烯烴單體聚合而成的一類高分子化合物，其中聚乙烯是最典型的例子。

3.答案：D.以上都是

解題思路：引發(fā)劑在聚合反應(yīng)中具有多種作用，包括降低反應(yīng)活化能、控制分子量分布以及促進鏈增長。

4.答案：C.鏈增長聚合

解題思路：自由基聚合是一種鏈增長聚合，其特征是通過自由基中間體進行鏈增長。

5.答案：D.苯乙烯

解題思路：苯乙烯可以通過自由基聚合聚苯乙烯，但丙烯和甲基丙烯酸甲酯同樣可以發(fā)生自由基聚合。

6.答案：C.停止鏈增長

解題思路：終止劑在聚合反應(yīng)中的作用是停止鏈增長，防止進一步增加聚合物分子量。

7.答案：A.聚乙烯

解題思路：陽離子聚合通常用于生產(chǎn)聚乙烯，該聚合方法以正離子為增長劑。

8.答案：D.以上都是

解題思路：溶劑在聚合反應(yīng)中起到多種作用，包括促進鏈增長、控制分子量分布和降低反應(yīng)活化能。二、填空題1.在聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的主要作用是__________。

解答：引發(fā)劑的主要作用是提供反應(yīng)所需的活性中心，從而啟動聚合反應(yīng)。

2.聚合物分子量分布的寬窄取決于__________。

解答：聚合物分子量分布的寬窄取決于聚合反應(yīng)的控制條件，如溫度、壓力、反應(yīng)時間等。

3.鏈增長聚合分為__________和__________兩種類型。

解答：鏈增長聚合分為自由基聚合和陽離子聚合兩種類型。

4.聚合反應(yīng)中，終止劑的作用是__________。

解答：終止劑的作用是使活性中心失活，從而終止聚合反應(yīng)。

5.在聚合反應(yīng)中，溶劑的主要作用是__________。

解答：在聚合反應(yīng)中，溶劑的主要作用是溶解單體和反應(yīng)物，降低反應(yīng)活化能，促進反應(yīng)進行。

答案及解題思路：

答案：

1.提供反應(yīng)所需的活性中心

2.聚合反應(yīng)的控制條件

3.自由基聚合和陽離子聚合

4.使活性中心失活

5.溶解單體和反應(yīng)物，降低反應(yīng)活化能，促進反應(yīng)進行

解題思路：

1.引發(fā)劑在聚合反應(yīng)中起到啟動作用，提供活性中心。

2.聚合物的分子量分布受多種因素影響，其中反應(yīng)條件是關(guān)鍵因素。

3.鏈增長聚合根據(jù)活性中心的類型分為自由基聚合和陽離子聚合。

4.終止劑通過使活性中心失活來停止聚合反應(yīng)的進行。

5.溶劑在聚合反應(yīng)中起到介質(zhì)作用，影響反應(yīng)速率和聚合物的功能。三、判斷題1.在聚合反應(yīng)中，自由基聚合的速率比陽離子聚合的速率快。（）

答案：錯誤

解題思路：在聚合反應(yīng)中，自由基聚合和陽離子聚合的速率受多種因素影響，包括反應(yīng)條件、單體性質(zhì)、催化劑等。通常情況下，自由基聚合的速率并不一定比陽離子聚合的速率快。在某些特定的條件下，如適當?shù)臏囟群痛呋瘎┐嬖跁r，陽離子聚合的速率可能會超過自由基聚合。

2.聚合物分子量分布越窄，其功能越好。（）

答案：正確

解題思路：聚合物分子量分布越窄，說明聚合物分子量分布范圍較小，分子量分布集中，這種聚合物的功能通常會更好。因為分子量分布窄的聚合物在物理和化學性質(zhì)上更加均勻，從而提高了聚合物的力學功能、熱穩(wěn)定性和透明度等。

3.鏈增長聚合分為自由基聚合和陽離子聚合兩種類型。（）

答案：正確

解題思路：鏈增長聚合是聚合反應(yīng)的基本類型之一，它包括自由基聚合和陽離子聚合。自由基聚合是通過自由基引發(fā)劑引發(fā)的單體鏈增長過程，而陽離子聚合則是通過陽離子引發(fā)劑引發(fā)的單體鏈增長過程。

4.在聚合反應(yīng)中，終止劑的作用是增加反應(yīng)速率。（）

答案：錯誤

解題思路：在聚合反應(yīng)中，終止劑的作用是終止聚合反應(yīng)，即終止鏈增長過程。終止劑通過提供自由基、陽離子或其他活性中間體來與增長鏈反應(yīng)，從而消耗掉活性中心，使反應(yīng)停止。因此，終止劑的作用是降低反應(yīng)速率，而不是增加反應(yīng)速率。

5.聚合物分子量分布的寬窄取決于反應(yīng)溫度。（）

答案：錯誤

解題思路：聚合物分子量分布的寬窄主要取決于聚合反應(yīng)的機理、單體性質(zhì)、反應(yīng)條件等因素。雖然反應(yīng)溫度對聚合反應(yīng)有影響，但它并不是決定聚合物分子量分布寬窄的唯一因素。例如在自由基聚合中，分子量分布的寬窄還受到引發(fā)劑種類、濃度、反應(yīng)時間等多種因素的影響。四、簡答題1.簡述自由基聚合的機理。

自由基聚合機理主要包括以下幾個步驟：

a.引發(fā)劑分解：引發(fā)劑在熱、光或化學作用下分解，產(chǎn)生自由基。

b.逐步增長：自由基與單體分子反應(yīng)，形成活性中心，進而與單體分子發(fā)生鏈增長反應(yīng)。

c.終止反應(yīng)：自由基之間或與單體分子發(fā)生終止反應(yīng)，形成聚合物。

2.簡述陽離子聚合的機理。

陽離子聚合機理主要包括以下幾個步驟：

a.陽離子活性中心：通過質(zhì)子化或電子轉(zhuǎn)移等途徑，陽離子活性中心。

b.鏈增長：陽離子活性中心與單體分子反應(yīng)，形成新的陽離子活性中心，并使鏈增長。

c.終止反應(yīng)：陽離子活性中心之間或與單體分子發(fā)生終止反應(yīng)，形成聚合物。

3.簡述聚合反應(yīng)中引發(fā)劑、終止劑和溶劑的作用。

a.引發(fā)劑：引發(fā)劑在聚合反應(yīng)中起到啟動反應(yīng)的作用，通過分解產(chǎn)生自由基或陽離子活性中心。

b.終止劑：終止劑用于控制聚合反應(yīng)的速度和分子量，通過與自由基或活性中心反應(yīng)，終止鏈增長。

c.溶劑：溶劑用于溶解單體和聚合物，降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率。

4.簡述聚合物分子量分布的測定方法。

聚合物分子量分布的測定方法主要包括：

a.光散射法：通過測量光在聚合物溶液中的散射強度，分析分子量分布。

b.超速離心法：通過離心力分離不同分子量的聚合物，分析分子量分布。

c.氣相色譜法：通過色譜分離不同分子量的聚合物，分析分子量分布。

5.簡述聚合物功能與分子量分布的關(guān)系。

聚合物功能與分子量分布密切相關(guān)，具體關(guān)系

a.分子量：分子量越大，聚合物的強度、硬度、耐熱性等功能越好。

b.分子量分布：分子量分布窄的聚合物，其功能較為均勻；分子量分布寬的聚合物，其功能可能存在較大差異。

答案及解題思路：

1.答案：自由基聚合機理包括引發(fā)劑分解、逐步增長和終止反應(yīng)三個步驟。

解題思路：理解自由基聚合的基本概念，分析自由基聚合的各個步驟及其作用。

2.答案：陽離子聚合機理包括陽離子活性中心、鏈增長和終止反應(yīng)三個步驟。

解題思路：掌握陽離子聚合的基本原理，分析陽離子聚合的各個階段及其化學過程。

3.答案：引發(fā)劑啟動反應(yīng)，終止劑控制反應(yīng)速度和分子量，溶劑降低反應(yīng)活化能。

解題思路：了解引發(fā)劑、終止劑和溶劑在聚合反應(yīng)中的作用，分析其對反應(yīng)的影響。

4.答案：聚合物分子量分布的測定方法包括光散射法、超速離心法和氣相色譜法。

解題思路：熟悉聚合物分子量分布的測定原理，了解不同測定方法的特點和應(yīng)用。

5.答案：聚合物功能與分子量分布密切相關(guān)，分子量越大，功能越好；分子量分布越窄，功能越均勻。

解題思路：理解分子量與聚合物功能的關(guān)系，分析分子量分布對功能的影響。五、計算題1.已知某聚合物的分子量為2000，試計算其分子量分布指數(shù)。

解題思路：

分子量分布指數(shù)，通常表示為PDI（PolydispersityIndex），可以通過以下公式計算：

\[

PDI=\frac{Mw}{Mn}

\]

其中，\(Mw\)是數(shù)均分子量，\(Mn\)是重均分子量。由于題目只給出了分子量2000，未提供數(shù)均或重均分子量，無法直接計算PDI。

2.已知某聚合物的分子量分布為Mw/Mn=2.0，試計算其分子量分布寬度。

解題思路：

分子量分布寬度通常用重均分子量與數(shù)均分子量的比值（Mw/Mn）來表示。已知Mw/Mn=2.0，分子量分布寬度即為2.0。

3.已知某聚合物的分子量分布為Mw/Mn=2.5，試計算其分子量分布寬度。

解題思路：

同第2題，已知Mw/Mn=2.5，因此分子量分布寬度為2.5。

4.已知某聚合物的分子量分布為Mw/Mn=1.5，試計算其分子量分布寬度。

解題思路：

已知Mw/Mn=1.5，因此分子量分布寬度為1.5。

5.已知某聚合物的分子量分布為Mw/Mn=3.0，試計算其分子量分布寬度。

解題思路：

已知Mw/Mn=3.0，因此分子量分布寬度為3.0。

答案及解題思路：

1.答案：無法計算，因為缺少數(shù)均或重均分子量數(shù)據(jù)。

解題思路：如上所述，需要數(shù)均或重均分子量來計算分子量分布指數(shù)。

2.答案：2.0

解題思路：根據(jù)Mw/Mn的定義，直接得出分子量分布寬度為2.0。

3.答案：2.5

解題思路：根據(jù)Mw/Mn的定義，直接得出分子量分布寬度為2.5。

4.答案：1.5

解題思路：根據(jù)Mw/Mn的定義，直接得出分子量分布寬度為1.5。

5.答案：3.0

解題思路：根據(jù)Mw/Mn的定義，直接得出分子量分布寬度為3.0。六、論述題1.論述聚合反應(yīng)中引發(fā)劑、終止劑和溶劑的作用及其對聚合物功能的影響。

引發(fā)劑的作用：引發(fā)劑在聚合反應(yīng)中起到啟動反應(yīng)的作用，它能夠降低反應(yīng)的活化能，從而加速聚合反應(yīng)的進行。常見的引發(fā)劑有自由基引發(fā)劑、陽離子引發(fā)劑和陰離子引發(fā)劑。

終止劑的作用：終止劑用于終止聚合反應(yīng)，防止聚合物的分子量無限增長。常見的終止劑有自由基終止劑、陽離子終止劑和陰離子終止劑。

溶劑的作用：溶劑可以降低聚合反應(yīng)的活化能，增加反應(yīng)物的溶解度，提高反應(yīng)速度。不同的溶劑對聚合物的功能也有一定的影響。

2.論述聚合物分子量分布的測定方法及其應(yīng)用。

測定方法：常用的聚合物分子量分布測定方法有凝膠滲透色譜法（GPC）、光散射法、黏度法等。

應(yīng)用：聚合物分子量分布的測定對于評價聚合物的功能和優(yōu)化聚合工藝具有重要意義。

3.論述聚合物功能與分子量分布的關(guān)系及其在材料設(shè)計中的應(yīng)用。

關(guān)系：聚合物的功能與其分子量分布密切相關(guān)，分子量分布越窄，聚合物的功能越穩(wěn)定。

應(yīng)用：在材料設(shè)計中，可以根據(jù)不同的需求選擇合適的分子量分布，以滿足不同的功能要求。

4.論述聚合反應(yīng)的機理及其影響因素。

機理：聚合反應(yīng)分為自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合和配位聚合等類型。每種聚合機理都有其獨特的反應(yīng)過程和條件。

影響因素：聚合反應(yīng)的機理受反應(yīng)物、反應(yīng)條件、引發(fā)劑、終止劑等因素的影響。

5.論述聚合反應(yīng)中溫度、壓力和溶劑對聚合物功能的影響。

溫度：溫度對聚合反應(yīng)的速率和聚合物的分子量分布有重要影響。溫度越高，反應(yīng)速率越快，但過高的溫度可能導致聚合物的降解。

壓力：壓力對聚合反應(yīng)的速率和聚合物的功能有一定影響，但在一般聚合反應(yīng)中，壓力的影響相對較小。

溶劑：溶劑的選擇對聚合物的功能有重要影響，不同的溶劑可能導致聚合物的分子量分布、結(jié)晶度等功能發(fā)生改變。

答案及解題思路：

1.引發(fā)劑、終止劑和溶劑在聚合反應(yīng)中起到關(guān)鍵作用，影響聚合物的功能。引發(fā)劑啟動反應(yīng)，終止劑終止反應(yīng)，溶劑影響反應(yīng)速度和聚合物的分子量分布。

2.聚合物分子量分布的測定方法包括GPC、光散射法和黏度法等，這些方法可以應(yīng)用于評價聚合物的功能和優(yōu)化聚合工藝。

3.聚合物的功能與分子量分布密切相關(guān)，分子量分布越窄，功能越穩(wěn)定。在材料設(shè)計中，可以根據(jù)需求選擇合適的分子量分布以滿足功能要求。

4.聚合反應(yīng)的機理包括自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合和配位聚合等，這些機理受反應(yīng)物、反應(yīng)條件、引發(fā)劑、終止劑等因素的影響。

5.溫度、壓力和溶劑對聚合反應(yīng)的影響不同。溫度越高，反應(yīng)速率越快，但可能導致聚合物降解；壓力對聚合反應(yīng)的影響相對較小；溶劑的選擇會影響聚合物的分子量分布、結(jié)晶度等功能。七、實驗題1.實驗名稱：聚合反應(yīng)速率測定

（1）實驗?zāi)康?/p>

掌握聚合反應(yīng)速率的測定方法。

理解聚合反應(yīng)速率對聚合過程的影響。

（2）實驗原理

通過監(jiān)測聚合反應(yīng)過程中反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度變化，計算聚合反應(yīng)速率。

（3）實驗步驟

1.準備實驗裝置，包括反應(yīng)器、溫度控制器、取樣裝置等。

2.配制一定濃度的單體溶液。

3.將單體溶液加入反應(yīng)器，啟動反應(yīng)。

4.在不同時間點取樣，測定反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度。

5.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算聚合反應(yīng)速率。

（4）實驗數(shù)據(jù)記錄與分析

1.記錄實驗過程中各時間點的反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度。

2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制聚合反應(yīng)速率曲線。

3.分析聚合反應(yīng)速率與反應(yīng)條件的關(guān)系。

2.實驗名稱：聚合物分子量分布測定

（1）實驗?zāi)康?/p>

掌握聚合物分子量分布的測定方法。

了解聚合物分子量分布對聚合物功能的影響。

（2）實驗原理

通過凝膠滲透色譜（GPC）或光散射法等方法，測定聚合物溶液的分子量分布。

（3）實驗步驟

1.配制一定濃度的聚合物溶液。

2.將聚合物溶液通過GPC或光散射儀。

3.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算聚合物分子量分布。

（4）實驗數(shù)據(jù)記錄與分析

1.記錄GPC或光散射儀的輸出數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制聚合物分子量分布曲線。

3.分析聚合物分子量分布與聚合物功能的關(guān)系。

3.實驗名稱：聚合物功能測試

（1）實驗?zāi)康?/p>

掌握聚合物功能的測試方法。

了解聚合物功能與材料應(yīng)用的關(guān)系。

（2）實驗原理

通過力學功能、熱功能、電功能等測試方法，評價聚合物的功能。

（3）實驗步驟

1.準備聚合物樣品。

2.進行力學功能測試，如拉伸強度、彎曲強度等。

3.進行熱功能測試，如熱穩(wěn)定性、熔融指數(shù)等。

4.進行電功能測試，如電導率、介電常數(shù)等。

（4）實驗數(shù)據(jù)記錄與分析

1.記錄各項測試結(jié)果。

2.分析聚合物功能與材料應(yīng)用的關(guān)系。

4.實驗名稱：聚合反應(yīng)機理研究

（1）實驗?zāi)康?/p>

掌握聚合反應(yīng)機理的研究方法。

了解聚合反應(yīng)機理對聚合過程的影響。

（2）實驗原理

通過研究聚合反應(yīng)中的中間體、反應(yīng)路徑等，揭示聚合反應(yīng)機理。

（3）實驗步驟

1.設(shè)計實驗方案，包括反應(yīng)條件、監(jiān)測方法等。

2