2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——分子科學與工程專業(yè)技術(shù)能力考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種官能團通常存在于生物活性分子中，并參與氫鍵形成？A.羧基B.酰胺基C.碳碳雙鍵D.醚鍵2.在分子模擬中，力場主要用于描述原子間的相互作用。以下哪種力場通常更適合模擬生物大分子（如蛋白質(zhì)）？A.MM2B.MM3C.OPLSD.Amber3.下列哪種光譜技術(shù)主要用于測定不飽和有機化合物（如烯烴、炔烴）的碳碳雙鍵或三鍵位置？A.核磁共振（NMR）波譜B.紅外光譜（IR）C.傅里葉變換紅外光譜（FTIR）D.紫外-可見光譜（UV-Vis）4.分子印跡技術(shù)中，識別位點的形成通?；谀０宸肿优c功能單體、交聯(lián)劑之間形成的特定空間構(gòu)型，這主要依賴于：A.共價鍵B.范德華力C.氫鍵D.離子鍵5.在高分子材料中，提高分子量通常會導致：A.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）升高B.溶解度增加C.拉伸強度降低D.流動性增加6.下列哪種方法通常用于分離和鑒定混合物中的小分子化合物？A.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）B.液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）C.透射電子顯微鏡（TEM）D.X射線衍射（XRD）7.基于分子設(shè)計原理，為了提高藥物分子的親水性，通?？梢砸耄篈.疏水基團（如甲基）B.羧基或氨基C.脂環(huán)結(jié)構(gòu)D.酯基8.納米材料因其獨特的尺寸效應而表現(xiàn)出不同于宏觀材料的性質(zhì)。以下哪項不屬于典型的納米材料性質(zhì)？A.高表面比B.改變的電學性質(zhì)C.增強的機械強度D.完全相同的化學性質(zhì)9.在分子組裝過程中，自組裝通常指的是：A.通過外部刺激精確控制分子排布的過程B.分子依靠自身相互作用的內(nèi)在驅(qū)動力自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的過程C.需要大量能量輸入才能驅(qū)動的非自發(fā)過程D.分子間的隨機碰撞和結(jié)合10.分子傳感器的設(shè)計核心在于構(gòu)建能夠?qū)μ囟繕宋锂a(chǎn)生選擇性響應的分子識別單元，以下哪種材料常被用作這類識別單元？A.金屬塊體B.金屬納米顆粒C.金屬有機框架（MOF）D.合成高分子聚合物二、填空題（每空2分，共20分）1.分子模擬常用的計算方法包括分子力學方法、______方法和量子力學方法。2.分子光譜學中，拉曼光譜與紅外光譜的主要區(qū)別在于它研究的是分子振動時______的變化。3.在設(shè)計具有特定功能的分子或材料時，需要考慮分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能之間的______關(guān)系。4.生物大分子的折疊和穩(wěn)定性受到多種非共價鍵相互作用的影響，包括氫鍵、______、π-π堆積和范德華力等。5.分子印跡聚合物具有高度的選擇性，這主要歸因于其印跡孔道與模板分子具有高度的______。6.藥物分子的分子設(shè)計通常需要考慮藥效、藥代動力學和______等多個方面的因素。7.納米材料按維度可分為零維、一維、______和三維材料。8.分子自組裝在自然界和人工合成中廣泛存在，例如蛋白質(zhì)的______就是自組裝的典型例子。9.傅里葉變換核磁共振（FT-NMR）技術(shù)通過快速進行______的傅里葉變換來獲得NMR譜圖。10.分子間相互作用，如氫鍵和范德華力，雖然強度較弱，但在分子識別、______和材料性質(zhì)等方面起著至關(guān)重要的作用。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述分子模擬在藥物設(shè)計中的應用優(yōu)勢。2.簡述影響分子印跡聚合物選擇性和穩(wěn)定性的主要因素。3.簡述理解分子間相互作用對于開發(fā)新型功能材料的重要性。四、計算題（6分）假設(shè)一個簡單的分子系統(tǒng)包含3個原子，其原子間距離分別為r??=0.154nm,r??=0.203nm,r??=0.259nm。請計算該系統(tǒng)原子間的鍵角θ???（單位為度）。假設(shè)原子位于一個平面內(nèi)。五、論述題（13分）結(jié)合具體實例，論述分子設(shè)計的基本思路及其在解決實際問題（如開發(fā)新型催化劑、構(gòu)建智能材料或設(shè)計新型功能分子）中的作用和挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題1.A2.C3.D4.B5.A6.B7.B8.D9.B10.C二、填空題1.統(tǒng)計力學2.能量3.對應4.鹽橋（或靜電作用）5.特異性（或互補性）6.安全性7.二維8.折疊9.頻譜10.顏色（或磁性、催化活性等均可）三、簡答題1.解析思路：答案應從效率、成本、虛擬篩選、性質(zhì)預測等方面展開。分子模擬可以在計算機上快速評估大量分子的性質(zhì)和活性，避免昂貴的實驗合成和篩選，幫助研究人員更高效地找到潛在的候選藥物分子，并預測其物理化學性質(zhì)、藥代動力學特性等，為后續(xù)實驗合成和優(yōu)化提供指導。2.解析思路：答案應涉及單體選擇、交聯(lián)劑性質(zhì)、功能單體與模板作用力、聚合物拓撲結(jié)構(gòu)、后處理過程等方面。單體和交聯(lián)劑的性質(zhì)直接影響印跡孔道的尺寸、形狀和化學環(huán)境；功能單體與模板分子間的作用力強度和特異性決定了識別位點的結(jié)合能力；聚合物拓撲結(jié)構(gòu)影響孔道連通性；后處理過程（如溶劑洗脫）的溫和性關(guān)系到印跡孔道的保留。3.解析思路：答案應從材料功能來源、調(diào)控手段、設(shè)計依據(jù)等方面說明。材料的功能（如催化、傳感、分離、光學、磁學等）往往源于其內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)、組成和相互作用。理解分子間相互作用（如氫鍵、π-π作用等）是構(gòu)筑這些微觀結(jié)構(gòu)、調(diào)控材料宏觀性能的基礎(chǔ)。只有深入理解這些相互作用，才能有目的地設(shè)計出具有特定功能和優(yōu)異性能的新型材料。四、計算題解析思路：根據(jù)題意，三個原子共平面，可以使用余弦定理計算鍵角。設(shè)θ???為原子3指向原子1再指向原子2的夾角。根據(jù)余弦定理：cos(θ???)=(r??2+r??2-r??2)/(2*r??*r??)。將距離單位統(tǒng)一為米（1nm=10??m），代入數(shù)值計算即可。計算結(jié)果為cos(θ???)≈-0.045，θ???≈103.2°。五、論述題解析思路：答案應包含分子設(shè)計的定義、基本思路（目標導向、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性質(zhì)預