2025年大學《化學》專業(yè)題庫——光電功能高分子材料的設計考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪種高分子材料不屬于光電功能高分子材料？A.聚乙烯B.聚乙烯醇C.聚對苯二甲酸乙二醇酯D.聚甲基丙烯酸甲酯2.光電功能高分子材料的主要功能不包括：A.光電轉(zhuǎn)換B.光致變色C.傳感D.機械強度高3.下列哪種單體不適合用于合成具有光電功能的聚乙烯類材料？A.苯乙烯B.乙烯基咔唑C.丙烯腈D.4-乙烯基苯酚4.有機光伏器件的基本結(jié)構(gòu)不包括：A.染料層B.活性層C.電極層D.基底層5.下列哪種不是常用的光電功能高分子材料的制備方法？A.聚合反應B.噴涂C.溶劑萃取D.熱壓延6.提高光電功能高分子材料光電轉(zhuǎn)換效率的主要途徑不包括：A.優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)B.提高材料純度C.增加材料厚度D.改善界面接觸7.光致變色材料的變色機理不包括：A.光致異構(gòu)化B.光致氧化還原C.光致分解D.熱致變色8.下列哪種不是常用的光電功能高分子材料的表征方法？A.紫外-可見光譜B.光致發(fā)光光譜C.傅里葉變換紅外光譜D.拉伸試驗9.電致發(fā)光器件的主要發(fā)光機制不包括：A.電子-空穴復合B.能級躍遷C.分子激發(fā)D.原子發(fā)射10.光電功能高分子材料在下列哪個領(lǐng)域應用前景廣闊？A.建筑材料B.生物醫(yī)學C.電子信息D.農(nóng)業(yè)機械二、填空題（每空1分，共20分）1.光電功能高分子材料是指具有光電轉(zhuǎn)換、______、______等功能的合成高分子材料。2.有機半導體材料通常具有______的能帶結(jié)構(gòu)。3.光伏器件的基本結(jié)構(gòu)包括______、______和______。4.提高光電功能高分子材料光電轉(zhuǎn)換效率的主要途徑包括______、______和______。5.光致變色材料的變色機理主要包括______、______和______。6.電致發(fā)光器件的主要發(fā)光機制包括______、______和______。7.常用的光電功能高分子材料的制備方法包括______、______和______。8.常用的光電功能高分子材料的表征方法包括______、______和______。9.影響光電功能高分子材料光電性能的主要因素包括______、______和______。10.光電功能高分子材料在______、______和______等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。三、簡答題（每小題5分，共30分）1.簡述光電功能高分子材料的設計原則。2.簡述有機光伏器件的工作原理。3.簡述光致變色材料的特性。4.簡述電致發(fā)光器件的分類。5.簡述光電功能高分子材料的優(yōu)勢。6.簡述光電功能高分子材料面臨的挑戰(zhàn)。四、論述題（每小題10分，共20分）1.論述分子結(jié)構(gòu)對光電功能高分子材料光電性能的影響。2.論述光電功能高分子材料在未來科技發(fā)展中的重要作用。試卷答案一、選擇題1.A2.D3.A4.D5.C6.C7.D8.D9.D10.C解析：A選項聚乙烯屬于典型的非極性聚合物，不具備光電功能；B選項聚乙烯醇含有羥基，具有一定的光電活性；C選項聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）可以用于制備光電功能材料；D選項聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）主要用作有機玻璃，光電功能較弱。B、C、D材料在一定條件下可表現(xiàn)出光電功能。D選項機械強度高并非光電功能。2.D解析：光電功能高分子材料主要功能是利用光生電或電生光，包括光電轉(zhuǎn)換、光致變色、傳感等。機械強度高屬于力學性能范疇，不是其主要功能。3.A解析：苯乙烯是典型的苯乙烯類單體，主要合成聚苯乙烯，屬于通用塑料，不具備特殊的光電功能。乙烯基咔唑、4-乙烯基苯酚含有雜環(huán)或強吸電子基團，有利于光電性能。丙烯腈含有吸電子氰基，可以提高材料的極性和導電性。4.D解析：有機光伏器件的基本結(jié)構(gòu)包括活性層、電極層和基底層。染料層是染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)，不是有機光伏器件的基本結(jié)構(gòu)。5.C解析：常用的光電功能高分子材料的制備方法包括聚合反應（如本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合等）、噴涂（主要用于制備薄膜）和熱壓延（主要用于制備復合材料）。溶劑萃取是分離提純方法，不是制備方法。6.C解析：提高光電轉(zhuǎn)換效率的主要途徑包括優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)（提高分子量和長寬比）、提高材料純度（減少缺陷）和改善界面接觸（提高電荷分離和傳輸效率）。增加材料厚度會降低器件效率。7.D解析：光致變色材料的變色機理包括光致異構(gòu)化（如順反異構(gòu)）、光致氧化還原（產(chǎn)生自由基）和光致分解（分子結(jié)構(gòu)破壞）。熱致變色是受熱引起的變色，不屬于光致變色機理。8.D解析：常用的光電功能高分子材料的表征方法包括紫外-可見光譜（研究吸收光譜）、光致發(fā)光光譜（研究發(fā)光性能）和傅里葉變換紅外光譜（研究分子結(jié)構(gòu)）。拉伸試驗是研究力學性能的方法。9.D解析：電致發(fā)光器件的主要發(fā)光機制包括電子-空穴復合（產(chǎn)生激子）、能級躍遷（激子發(fā)射光子）和分子激發(fā)（分子吸收能量后發(fā)射光子）。原子發(fā)射是原子物理過程，不是電致發(fā)光機制。10.C解析：光電功能高分子材料在電子信息領(lǐng)域應用前景廣闊，例如有機發(fā)光二極管（OLED）、有機太陽能電池（OSC）、有機光電器件等。建筑材料、生物醫(yī)學、農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域應用相對較少。解析思路：選擇題主要考察對基本概念、原理和方法的掌握。通過分析每個選項的內(nèi)容，排除錯誤選項，選出正確選項。解析時需明確每個選項的含義及相關(guān)知識點。二、填空題1.光致變色，傳感2.能帶隙較窄3.活性層，電極層，基底層4.優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)，提高材料純度，改善界面接觸5.光致異構(gòu)化，光致氧化還原，光致分解6.電子-空穴復合，能級躍遷，分子激發(fā)7.聚合反應，噴涂，熱壓延8.紫外-可見光譜，光致發(fā)光光譜，傅里葉變換紅外光譜9.分子結(jié)構(gòu)，材料純度，界面接觸10.電子信息，能源，材料解析思路：填空題主要考察對重要概念、公式、原理的記憶和理解。根據(jù)題目要求，填寫正確的關(guān)鍵詞或短語。解析時需明確每個空格所對應的知識點。三、簡答題1.光電功能高分子材料的設計原則包括：選擇合適的單體，設計合理的分子結(jié)構(gòu)，優(yōu)化材料的能帶結(jié)構(gòu)，提高材料的光電轉(zhuǎn)換效率，改善材料的加工性能等。2.有機光伏器件的工作原理是：利用半導體材料的光生伏特效應，將光能轉(zhuǎn)化為電能。當光照到有機光伏器件的活性層時，產(chǎn)生電子-空穴對，電子和空穴在電場作用下分別移向不同的電極，形成光電流。3.光致變色材料的特性包括：可逆的變色性，對特定波長的光敏感，變色速度快，顏色穩(wěn)定性好等。4.電致發(fā)光器件的分類包括：有機發(fā)光二極管（OLED），量子點發(fā)光二極管（QLED），磷光發(fā)光二極管（PLD）等。5.光電功能高分子材料的優(yōu)勢包括：制備方法簡單，成本較低，性能可調(diào)范圍廣，應用領(lǐng)域廣泛等。6.光電功能高分子材料面臨的挑戰(zhàn)包括：光電轉(zhuǎn)換效率有待提高，材料穩(wěn)定性需要改善，器件壽命需要延長等。解析思路：簡答題主要考察對基本原理、設計思路的理解和闡述能力。根據(jù)題目要求，簡明扼要地回答問題。解析時需明確問題的核心內(nèi)容，并圍繞核心內(nèi)容展開回答。四、論述題1.分子結(jié)構(gòu)對光電功能高分子材料光電性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，分子結(jié)構(gòu)影響材料的能帶結(jié)構(gòu)，能帶隙的大小直接影響光電轉(zhuǎn)換效率。其次，分子結(jié)構(gòu)影響材料的電子遷移率，電子遷移率越高，電荷傳輸效率越高，器件性能越好。此外，分子結(jié)構(gòu)還影響材料的分子量和長寬比，分子量和長寬比越大，材料的比表面積越大，光電活性越高。最后，分子結(jié)構(gòu)還影響材料的溶解性和加工性能，影響材料的制備和應用。2.光電功能高分子材料在未來科技發(fā)展中的重要作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，光電功能高分子材料可以用于制備新型電子器件，例如有機發(fā)光二極管（OLED）、有機太陽能電池（OSC）、有機光電器件等，這些器件具有輕薄、柔性、可大面積制備等優(yōu)點，可以應用于顯示、照明、能源等領(lǐng)域。其次，光電功能高分子材料可以用于制備新型傳感器，例如光學傳感器、化學傳感器