云南省專升本2025年高分子材料與工程專業(yè)聚合物化學練習試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.下列單體中，屬于乙烯基單體的是（）。A.丙烯腈B.丙烯酸C.苯乙烯D.乙二醇2.聚合反應(yīng)按機理分類，不屬于連鎖聚合的是（）。A.自由基聚合B.陰離子聚合C.縮聚反應(yīng)D.陽離子聚合3.在自由基聚合中，引發(fā)劑分解產(chǎn)生的具有反應(yīng)活性的物質(zhì)是（）。A.單體自由基B.鏈引發(fā)劑分子C.過渡態(tài)D.鏈終止物4.聚合物的重均分子量（Mw）與數(shù)均分子量（Mn）的關(guān)系是（）。A.Mw<MnB.Mw=MnC.Mw≥MnD.Mw≤Mn5.對于自由基聚合，降低反應(yīng)溫度通常會導致（）。A.聚合速率加快，分子量增大B.聚合速率加快，分子量減小C.聚合速率減慢，分子量增大D.聚合速率減慢，分子量減小6.下列聚合物中，屬于熱塑性塑料的是（）。A.腈綸B.尼龍C.聚氯乙烯D.皮革7.聚合物的鏈增長反應(yīng)通常是指（）。A.鏈自由基與單體加成形成新的鏈自由基B.鏈自由基與其他聚合物分子加成C.鏈自由基的交聯(lián)D.鏈自由基的終止8.下列關(guān)于聚合物交聯(lián)的描述，錯誤的是（）。A.交聯(lián)會顯著提高聚合物的強度和耐熱性B.交聯(lián)后的聚合物通常仍是熱塑性材料C.交聯(lián)反應(yīng)是不可逆的D.交聯(lián)度是衡量交聯(lián)程度的重要參數(shù)9.聚合物降解是指（）。A.聚合物發(fā)生解聚反應(yīng)生成單體B.聚合物分子量發(fā)生降低C.聚合物大分子鏈斷裂或結(jié)構(gòu)變化D.聚合物溶解在溶劑中10.下列單體中，聚合時能形成立構(gòu)規(guī)整聚合物的是（）。A.苯乙烯B.丙烯腈C.乙烯D.丁二烯二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.聚合物的分子量表示方法有______、______和______。2.自由基聚合中，常用的鏈轉(zhuǎn)移劑包括______和______。3.聚合物的主鏈由______構(gòu)成，側(cè)基由______構(gòu)成。4.聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是______與______發(fā)生轉(zhuǎn)變時的溫度。5.縮聚反應(yīng)的典型特征是每生成一個重復(fù)單元，同時______小分子。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。請給出每個名詞的準確定義。）1.聚合度2.轉(zhuǎn)化率3.立構(gòu)規(guī)整聚合物4.聚合物降解四、簡答題（每小題5分，共15分。請簡要回答下列問題。）1.簡述自由基聚合的鏈增長反應(yīng)步驟。2.影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的主要因素有哪些？3.簡述加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的主要區(qū)別。五、計算題（每小題7分，共14分。請列出計算步驟并給出結(jié)果。）1.某自由基聚合反應(yīng)，起始單體濃度為10mol/L，反應(yīng)30分鐘后，測得轉(zhuǎn)化率為60%。假設(shè)聚合反應(yīng)為一級反應(yīng)，計算該聚合反應(yīng)的速率常數(shù)k。2.某聚合物樣品，數(shù)均分子量Mn=10,000g/mol，重均分子量Mw=20,000g/mol。計算該聚合物的多分散指數(shù)PDI（Mw/Mn）。六、論述題（10分。請就下列問題展開論述。）試述引發(fā)劑種類、濃度對自由基聚合反應(yīng)的影響。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.C5.C6.C7.A8.B9.C10.B二、填空題1.數(shù)均分子量，重均分子量，粘均分子量2.鏈轉(zhuǎn)移劑，溶劑或單體3.苯環(huán)或亞甲基，其他原子或原子團4.晶態(tài)，非晶態(tài)5.生成三、名詞解釋1.聚合度：指平均每個聚合物大分子鏈中所包含的重復(fù)單元的數(shù)目。2.轉(zhuǎn)化率：指已反應(yīng)的單體量占初始單體總量的百分比。3.立構(gòu)規(guī)整聚合物：指聚合物主鏈上原子或基團在空間排列具有高度規(guī)整性（如全同、間同、無規(guī)）的聚合物。4.聚合物降解：指聚合物在光、熱、氧、化學介質(zhì)等作用下，發(fā)生化學結(jié)構(gòu)或物理性能惡化的現(xiàn)象。四、簡答題1.簡述自由基聚合的鏈增長反應(yīng)步驟。解析思路：自由基聚合的鏈增長主要包括三個連續(xù)的基元反應(yīng)：鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止。鏈引發(fā)是引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基的過程；鏈增長是單體自由基與單體加成，形成新的自由基，使鏈增長下去的過程；鏈終止是兩個自由基相互作用，形成穩(wěn)定分子，鏈增長停止的過程?？赡苓€存在鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即自由基從增長鏈轉(zhuǎn)移到其他分子上。2.影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的主要因素有哪些？解析思路：Tg是聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度。其主要影響因素包括：分子量（通常分子量越大，Tg越高）；側(cè)基體積和極性（側(cè)基越大、極性越強，Tg越低）；結(jié)晶度（結(jié)晶度越高，非晶區(qū)減少，Tg越高）；交聯(lián)度（交聯(lián)度越高，Tg越高，甚至失去意義）；溶劑效應(yīng)（對于溶液聚合物，溶劑與鏈段相互作用力越強，Tg越低）。3.簡述加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的主要區(qū)別。解析思路：加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)是兩類重要的聚合反應(yīng)類型，其主要區(qū)別在于：單體類型（加聚反應(yīng)單體通常不含官能團或官能團在聚合后消失，縮聚反應(yīng)單體通常含有兩個或多個官能團，聚合時生成小分子副產(chǎn)物）；反應(yīng)機理（加聚反應(yīng)是鏈式反應(yīng)，縮聚反應(yīng)是逐步反應(yīng)）；產(chǎn)物結(jié)構(gòu)（加聚產(chǎn)物鏈結(jié)構(gòu)簡單，重復(fù)單元與單體相同；縮聚產(chǎn)物主鏈上含有官能團，分子量較準確，且生成小分子副產(chǎn)物如水、醇等）。五、計算題1.某自由基聚合反應(yīng)，起始單體濃度為10mol/L，反應(yīng)30分鐘后，測得轉(zhuǎn)化率為60%。假設(shè)聚合反應(yīng)為一級反應(yīng)，計算該聚合反應(yīng)的速率常數(shù)k。解析思路：一級反應(yīng)的動力學方程為ln(C0/C)=kt，其中C0為初始濃度，C為時刻t的濃度，k為速率常數(shù)。轉(zhuǎn)化率α=(C0-C)/C0，所以C=C0(1-α)。代入一級動力學方程，ln[C0/C0(1-α)]=kt，即ln(1/1-α)=kt。計算k時，注意單位換算，時間t需轉(zhuǎn)換為秒。k=ln(1/1-α)/t。計算：C=10mol/L*(1-0.60)=4mol/L。k=ln(1/1-0.60)/30*60s=ln(1/0.40)/1800s=ln(2.5)/1800s≈0.9163/1800s≈5.09x10^-4s^-1。2.某聚合物樣品，數(shù)均分子量Mn=10,000g/mol，重均分子量Mw=20,000g/mol。計算該聚合物的多分散指數(shù)PDI（Mw/Mn）。解析思路：多分散指數(shù)（PDI）是衡量聚合物分子量分布寬窄的參數(shù)，定義為重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)的比值。直接根據(jù)公式計算即可。計算：PDI=Mw/Mn=20,000g/mol/10,000g/mol=2.0。六、論述題試述引發(fā)劑種類、濃度對自由基聚合反應(yīng)的影響。解析思路：引發(fā)劑種類和濃度對自由基聚合反應(yīng)有顯著影響。1.引發(fā)劑種類影響：不同類型的引發(fā)劑（如偶氮引發(fā)劑、過氧化物引發(fā)劑）具有不同的分解活化能、分解速率和選擇特定自由基的能力。例如，過氧化物通常在較高溫度下分解，產(chǎn)生較穩(wěn)定的烷基自由基，適用于熱引發(fā)聚合；偶氮引發(fā)劑在較低溫度下分解，產(chǎn)生烷基自由基或偶氮自由基，適用范圍較廣。引發(fā)劑的結(jié)構(gòu)也影響其溶解性、穩(wěn)定性及對鏈終止方式的影響（如產(chǎn)生偶合終止或轉(zhuǎn)移終止）。2.引發(fā)劑濃度影響：引發(fā)劑濃度直接影響聚合反應(yīng)的初始速率。a.低濃度：引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基濃度較低，鏈增長和鏈終止反應(yīng)是主要的，聚合速率主要由引發(fā)速率控制，聚合速率與引發(fā)劑濃度大致成正比。b.中等濃度：自由基濃度增加，鏈終止反應(yīng)（特別是偶合終止）的相對重要性增加，聚合速率隨引發(fā)劑濃度增加而增加，但增速減慢。c.高濃度