2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——分子科學與工程導論考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填在括號內(nèi)）1.下列哪個學科通常不被認為是分子科學與工程的交叉學科？（A）化學（B）物理學（C）天文學（D）材料科學2.分子間作用力中，通常對分子相態(tài)（固、液、氣）影響最大的是？（A）共價鍵（B）離子鍵（C）金屬鍵（D）范德華力與氫鍵3.在分子光譜學中，紅外光譜主要用于研究？（A）原子核外電子能級躍遷（B）分子振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷（C）原子核自旋能級躍遷（D）分子內(nèi)電子與核磁矩相互作用4.下列哪種分析技術主要用于測定分子量、分子結(jié)構(gòu)信息？（A）核磁共振（NMR）（B）X射線衍射（XRD）（C）質(zhì)譜（MS）（D）掃描電子顯微鏡（SEM）5.將小分子通過化學鍵連接成大分子的過程稱為？（A）自組裝（B）聚合（C）結(jié)晶（D）催化6.分子自組裝是指？（A）分子在溶液中隨機運動（B）分子自發(fā)地通過非共價鍵形成有序結(jié)構(gòu)的過程（C）分子在加熱時聚集（D）分子在磁場作用下排列7.下列哪種材料通常被認為是分子科學與工程的重要應用領域？（A）天然巖石（B）多晶硅錠（C）DNA藥物制劑（D）天然木材8.提出量子力學的波函數(shù)概念的主要科學家是？（A）愛因斯坦（B）玻爾（C）薛定諤（D）盧瑟福9.在分子設計中，通常利用分子模擬軟件進行？（A）合成路線優(yōu)化（B）測定分子光譜（C）預測分子性質(zhì)和相互作用（D）控制合成反應溫度10.分子科學與工程的發(fā)展得益于多個學科的進步，其中哪個學科的進展對其影響最為根本？（A）計算機科學（B）數(shù)學（C）化學與物理基礎理論（D）工程學二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.分子科學主要研究________的大小、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，而工程則側(cè)重于利用這些知識來設計、制造和應用________。2.共價鍵的本質(zhì)是原子間通過共享________而形成的化學鍵。3.氫鍵是一種相對較強的________，在許多生物大分子的結(jié)構(gòu)中起著關鍵作用。4.核磁共振（NMR）譜圖中的峰位（化學位移）反映了________原子周圍化學環(huán)境的不同。5.X射線衍射（XRD）技術可以用來測定________的晶體結(jié)構(gòu)。6.高分子材料通常由大量的________通過化學鍵連接而成的大分子（聚合物）構(gòu)成。7.分子印跡技術是一種通過預先設計的“模板分子”來合成具有特定識別位點的________的方法。8.理解分子的光譜性質(zhì)有助于我們認識分子的________結(jié)構(gòu)和能量狀態(tài)。9.分子工程的目標之一是設計具有特定功能（如催化、傳感）的________分子。10.21世紀，分子科學與工程在________和能源等領域扮演著越來越重要的角色。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述分子設計與分子合成在分子科學與工程中的關系。2.簡要說明范德華力和氫鍵這兩種分子間作用力的主要區(qū)別。3.解釋什么是分子模擬，并列舉其在分子科學研究中的至少兩個應用實例。4.為什么說《分子科學與工程導論》是學習后續(xù)專業(yè)課程的基礎？四、論述題（10分）結(jié)合你所學到的知識，論述分子科學與工程學科的重要性和未來發(fā)展趨勢。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.B4.C5.B6.B7.C8.C9.C10.C二、填空題1.分子；材料2.電子3.分子間作用力4.氫5.材料（或晶體）6.單體7.功能材料（或聚合物）8.電子9.功能性10.醫(yī)藥（或健康）三、簡答題1.解析思路：分子設計是指根據(jù)預期的功能或性質(zhì)，在原子和分子水平上規(guī)劃分子的結(jié)構(gòu)。分子合成是實現(xiàn)分子設計的手段，通過化學反應將設計好的分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建出來。兩者關系是設計指導合成，合成驗證或?qū)崿F(xiàn)設計，兩者相輔相成，共同推動分子科學與工程的發(fā)展。2.解析思路：區(qū)別主要在于：①作用范圍：范德華力普遍存在于所有分子之間，是較弱的遠程作用力；氫鍵主要存在于含有氫原子與F、O、N等電負性強的原子相連的分子之間，是相對較強的作用力。②本質(zhì)：范德華力包括色散力、誘導力、取向力等；氫鍵是一種特殊的、帶有方向性和飽和性的極性分子間作用力，其強度接近化學鍵，但小于化學鍵。3.解析思路：分子模擬是利用計算機技術，根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)信息和相關的物理化學原理（如力學、熱力學、量子力學），通過建立分子的數(shù)學模型并運算，來模擬和預測分子的行為、性質(zhì)和相互作用的過程。應用實例可包括：預測分子光譜（如紅外、核磁）；模擬分子間相互作用和結(jié)合模式（如藥物與靶點結(jié)合）；研究分子動力學過程（如蛋白質(zhì)折疊）；設計新材料或催化劑等。4.解析思路：導論課程提供了分子科學與工程領域的基礎知識和核心概念，如同建造高樓的基礎。學生需要先掌握分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、基本分析技術、合成方法等基礎知識，才能理解后續(xù)專業(yè)課程中涉及的具體技術細節(jié)、復雜材料體系、先進研究方法等。沒有扎實的基礎，后續(xù)學習會困難重重，難以深入。四、論述題解析思路：論述題需結(jié)合導論課程所學內(nèi)容，從學科定義、研究范疇、核心技術和應用前景等方面展開。首先強調(diào)分子科學與工程作為一門交叉學科，在理解物質(zhì)微觀本質(zhì)、創(chuàng)造新物質(zhì)和新技術方面的核心作用。其次，列舉其在材料