2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——化學(xué)合成世界在聚合物中的應(yīng)用研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在自由基聚合中，引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基，下列哪種物質(zhì)常用作油溶性引發(fā)劑？（）A.過(guò)硫酸銨B.AIBNC.BPOD.過(guò)氧化苯甲酰2.下列哪種聚合物是通過(guò)加聚反應(yīng)制得的？（）A.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）B.聚丙烯腈（PAN）C.聚氯乙烯（PVC）D.聚己內(nèi)酯（PCL）3.能夠進(jìn)行陰離子聚合的單體通常是？（）A.苯乙烯B.丙烯腈C.環(huán)氧乙烷D.苯乙烯4.在高分子化合物中，能夠影響其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的主要因素是？（）A.分子量B.支化程度C.晶度D.以上都是5.下列哪種聚合物屬于熱塑性彈性體（TPE）？（）A.腈-氯橡膠（NBR）B.腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）C.苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR）D.腈-丁二烯橡膠（BR）6.在有機(jī)合成中，保護(hù)基的作用是？（）A.提高反應(yīng)速率B.防止特定基團(tuán)參與不期望的反應(yīng)C.增加分子量D.改善溶解性7.齊格勒-納塔催化劑通常由哪種金屬化合物與有機(jī)鋁化合物組成？（）A.鈦B.釩C.鎳D.鋅8.下列哪種方法不屬于聚合物的物理改性手段？（）A.共混B.增塑C.交聯(lián)D.引入功能基團(tuán)9.生物醫(yī)用聚合物的關(guān)鍵要求通常不包括？（）A.生物相容性B.化學(xué)穩(wěn)定性C.易燃性D.可降解性（視應(yīng)用而定）10.可降解聚合物在環(huán)境中最終分解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)，其常見(jiàn)的降解方式有？（）A.光降解B.水解C.酶降解D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.高分子化合物通常由許多重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)化學(xué)鍵連接而成，這種重復(fù)結(jié)構(gòu)單元被稱為_(kāi)_______。2.加聚反應(yīng)通常沒(méi)有小分子副產(chǎn)物生成，而縮聚反應(yīng)則通常伴有________生成。3.聚合物的分子量分布（MWD）常用________和________來(lái)表征。4.催化劑在聚合反應(yīng)中能夠改變反應(yīng)的________和________。5.功能性聚合物是指分子鏈上含有________基團(tuán)的聚合物，使其具有特殊的物理、化學(xué)或生物功能。6.離子液體作為一種綠色溶劑，在聚合物合成中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如________和________。7.聚合物鏈的構(gòu)象是指聚合物鏈在________空間中的形態(tài)。8.設(shè)計(jì)聚合物合成路線時(shí)，需要考慮單體的________、反應(yīng)的________以及最終聚合物的________。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述自由基聚合反應(yīng)的基本步驟。2.比較加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述聚合物交聯(lián)的意義及其對(duì)聚合物性能的影響。四、計(jì)算題（共10分）某聚合物樣品的質(zhì)量為2.35克，經(jīng)溶劑萃取去除未反應(yīng)的單體和低聚物后，得到干燥聚合物1.15克。已知該聚合物的單體分子量為62.1g/mol。請(qǐng)計(jì)算該聚合物的數(shù)均分子量（Mn）。五、論述題（共35分）1.詳細(xì)說(shuō)明烯烴類單體通過(guò)自由基聚合合成聚烯烴的原理，并討論影響聚合反應(yīng)速率和聚合物分子量的主要因素。（15分）2.選擇一種你熟悉的聚合物（可以是天然或合成），闡述其主要的合成方法，分析其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，并討論其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和局限性。（20分）試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.D5.B6.B7.A8.C9.C10.D二、填空題1.結(jié)構(gòu)單元2.小分子副產(chǎn)物3.數(shù)均分子量；重均分子量4.速率；選擇性5.功能性基團(tuán)6.低粘度；對(duì)極性單體有良好溶解性7.拓?fù)?.結(jié)構(gòu)；條件；性能三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：自由基聚合通常包括引發(fā)、增長(zhǎng)、終止和轉(zhuǎn)移四個(gè)步驟。引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基，自由基與單體加成形成活性中心，活性中心與單體加成增長(zhǎng)鏈，兩個(gè)活性中心相遇發(fā)生終止，或發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移。2.解析思路：加聚反應(yīng)單體通常不發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，通過(guò)不飽和鍵的斷裂或單體間的加成形成高分子，無(wú)小分子副產(chǎn)物生成；縮聚反應(yīng)單體通常含有至少兩種官能團(tuán)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成高分子，同時(shí)生成小分子副產(chǎn)物（如水、醇等）。3.解析思路：交聯(lián)是指聚合物分子鏈之間通過(guò)化學(xué)鍵形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其意義在于提高聚合物的強(qiáng)度、硬度、耐熱性和耐溶劑性，但通常降低其韌性和加工流動(dòng)性。四、計(jì)算題解：設(shè)聚合物的聚合度（n）為聚合物質(zhì)量=n*單體分子量1.15g=n*62.1g/moln=1.15g/62.1g/mol≈0.01853mol總質(zhì)量=n*單體分子量+未反應(yīng)單體質(zhì)量2.35g=0.01853mol*62.1g/mol+未反應(yīng)單體質(zhì)量未反應(yīng)單體質(zhì)量=2.35g-0.1153g≈2.2347g未反應(yīng)單體摩爾數(shù)=2.2347g/62.1g/mol≈0.03599mol聚合度（n）=(總摩爾數(shù)-未反應(yīng)摩爾數(shù))/單體在聚合物中的摩爾數(shù)總摩爾數(shù)=(2.35g/62.1g/mol)+(1.15g/62.1g/mol)≈0.05452mol單體在聚合物中的摩爾數(shù)=0.01853moln=(0.05452mol-0.03599mol)/0.01853mol≈1.088數(shù)均分子量Mn=(總質(zhì)量/總摩爾數(shù))=(2.35g/0.05452mol)≈43.0g/mol（注：計(jì)算過(guò)程可能因保留位數(shù)不同有微小差異，結(jié)果約為43g/mol）五、論述題1.解析思路：烯烴類單體（如乙烯、丙烯）通過(guò)自由基聚合合成聚烯烴的原理基于鏈增長(zhǎng)自由基反應(yīng)。單體分子在熱、光或引發(fā)劑作用下產(chǎn)生初級(jí)自由基，初級(jí)自由基與單體雙鍵加成形成增長(zhǎng)鏈自由基，增長(zhǎng)鏈自由基再與單體加成，鏈增長(zhǎng)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，最終形成高分子鏈。影響聚合反應(yīng)速率的主要因素包括引發(fā)劑濃度、溫度、單體活性、氧含量等。引發(fā)劑濃度越高，初始自由基濃度越高，聚合速率越快。溫度升高，引發(fā)劑分解速率加快，鏈反應(yīng)活化能降低，均使聚合速率加快。單體活性順序（如乙烯>丙烯>丁烯>異丁烯）影響起始步驟速率。氧等雜質(zhì)會(huì)消耗自由基，使聚合速率下降。影響聚合物分子量的因素主要有引發(fā)劑濃度、單體濃度、溫度和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。引發(fā)劑濃度越低，產(chǎn)生的自由基數(shù)量雖少但壽命長(zhǎng)，平均鏈長(zhǎng)越長(zhǎng)，分子量越高。單體濃度和溫度對(duì)分子量的影響與對(duì)速率的影響相反。鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)（向單體、向引發(fā)劑、向聚合物、向溶劑等）會(huì)中斷鏈增長(zhǎng)，使平均鏈長(zhǎng)縮短，分子量降低?？刂七@些因素可以調(diào)控聚合物的分子量和分子量分布。2.解析思路：（以聚乙烯為例）選擇：聚乙烯（PE）主要合成方法：聚乙烯主要通過(guò)高壓自由基聚合（如齊格勒-納塔催化劑工業(yè)化前的高壓法）和低壓配位聚合（使用齊格勒-納塔或茂金屬催化劑的氣相法、溶液法）制備。結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系：聚乙烯是由乙烯單元通過(guò)碳-碳單鍵連接形成的無(wú)規(guī)線性或支鏈高分子。其性能與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。高密度聚乙烯（HDPE）結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子鏈排列緊密，因而密度大、強(qiáng)度高、耐熱性好。低密度聚乙烯（LDPE）含有較多支鏈，結(jié)晶度低，結(jié)構(gòu)不規(guī)整，分子鏈間空隙大，因而密度小、柔韌性好、透明度較高，但強(qiáng)度和耐熱性相對(duì)較低。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）中醋酸