2025年大學《資源化學》專業(yè)題庫——智能材料化學設計與合成考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內）1.下列哪一項不是智能材料的基本特征？（）A.對外界刺激的敏感性B.自我診斷與修復能力C.功能的快速響應與可逆性D.傳統(tǒng)的、不可調控的物理化學性質2.在智能材料化學設計中，利用理論計算預測材料性能屬于哪種設計策略？（）A.組分調控策略B.結構優(yōu)化策略C.逆向設計策略D.理論計算輔助策略3.下列哪種合成方法通常在高溫高壓條件下進行，適合合成晶相結構新穎的材料？（）A.溶膠-凝膠法B.水熱/溶劑熱法C.微乳液法D.靜電紡絲法4.用于檢測材料比表面積和孔隙結構的常用表征技術是？（）A.X射線衍射（XRD）B.透射電子顯微鏡（TEM）C.比表面積及孔徑分析（BET）D.傅里葉變換紅外光譜（FTIR）5.某材料在受到光照時能改變顏色或形態(tài)，這種功能屬于？（）A.熱響應功能B.光響應功能C.電響應功能D.磁響應功能6.在資源化學領域，智能吸附材料主要用于？（）A.高效分離混合氣體B.可逆儲存化學能C.活化催化反應中心D.修復被污染的水體7.下列哪項技術不屬于智能材料合成中的自組裝方法？（）A.模板法B.層層自組裝（LLA）C.微流控技術D.原位聚合法8.設計一種用于從廢水中去除重金屬離子的智能吸附材料，應優(yōu)先考慮其哪種性能？（）A.機械強度B.光學透明度C.對目標離子的選擇性和吸附容量D.熱穩(wěn)定性9.利用智能材料的光響應特性來降解水中有機污染物，屬于其在環(huán)境領域哪方面的應用？（）A.智能傳感B.智能分離C.智能催化降解D.智能儲能10.將不同功能單元集成到單一材料體系中，以實現(xiàn)多重智能功能，這體現(xiàn)了智能材料設計的什么理念？（）A.系統(tǒng)工程理念B.單一功能最大化理念C.傳統(tǒng)材料改造理念D.經濟適用理念二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.智能材料通常需要具備對特定__________的刺激響應能力。2.材料的__________設計是智能材料化學設計的核心環(huán)節(jié)之一。3.水熱法是在__________和__________條件下進行的溶劑熱合成方法。4.X射線光電子能譜（XPS）主要用于分析材料的__________和化學態(tài)。5.智能分離膜材料在資源化學中可用于實現(xiàn)__________分離。6.設計智能材料時，需要綜合考慮材料的__________、__________和__________。7.基于響應性材料的吸附或催化性能的可調控性，可用于實現(xiàn)__________。8.在資源化學領域，智能催化材料旨在提高催化反應的__________和選擇性。9.分子印跡技術是設計具有特定__________智能材料的一種重要方法。10.3D打印技術為復雜結構智能材料的__________提供了新的途徑。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述智能材料與傳統(tǒng)材料的根本區(qū)別。2.簡述“分子設計”在智能材料化學設計中的作用。3.簡述水熱/溶劑熱法合成智能材料的主要優(yōu)點。4.簡述智能材料在高效利用化石燃料資源方面可能發(fā)揮的作用。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述影響智能材料響應性能的關鍵因素有哪些。2.論述設計一種用于去除水體中磷酸鹽的智能吸附材料時，需要考慮哪些方面的因素。3.結合資源化學領域的具體實例，論述智能材料化學設計的重要性及其面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.D2.D3.B4.C5.B6.A7.C8.C9.C10.A二、填空題1.刺激2.結構3.高溫高壓4.元素組成5.特征尺寸6.結構性能功能7.智能控制8.效率9.特異性識別位點10.制備三、簡答題1.解析思路：智能材料與傳統(tǒng)材料的根本區(qū)別在于是否具備對外界特定刺激的敏感響應能力并伴有宏觀的物理化學性質變化。傳統(tǒng)材料性質相對固定，而智能材料具有可調控性、自適應性或自修復性等特征。2.解析思路：分子設計在智能材料化學設計中是指根據預期的功能，通過理論計算、模擬或實驗方法，有目的地設計材料的分子結構、化學組成、空間排列等，以實現(xiàn)對材料性能的精準調控和預測。3.解析思路：水熱/溶劑熱法的主要優(yōu)點包括：能在高溫高壓條件下合成，有利于抑制雜質生成，促進晶粒生長，獲得特殊的晶相結構和形貌；適用于合成對水或特定溶劑敏感的材料；設備相對簡單，易于操作等。4.解析思路：智能材料在高效利用化石燃料資源方面可發(fā)揮作用于：設計選擇性吸附劑用于富集煤氣化過程中的合成氣；設計智能催化材料，提高費托合成、甲醇制烯烴等反應的活性和選擇性；開發(fā)智能傳感材料用于監(jiān)測燃燒狀態(tài)或污染物排放等。四、論述題1.解析思路：影響智能材料響應性能的關鍵因素包括：①響應材料的化學組成和結構，不同的基體和功能單元決定了響應的特異性；②外界刺激的種類、強度和作用方式；③材料的物相結構、微觀形貌（如比表面積、孔道結構）和宏觀尺寸；④材料的界面性質和缺陷；⑤環(huán)境因素（如溫度、pH、溶劑極性等）的影響。2.解析思路：設計用于去除水體中磷酸鹽的智能吸附材料時需考慮：①高吸附容量和選擇性，對磷酸根離子有強親和力；②良好的水穩(wěn)定性，在復雜水環(huán)境中不降解、不溶脹；③合適的孔徑和表面性質，有利于磷酸根離子進入吸附位點和擴散；④易于從水中分離回收，如易于沉降、過濾或采用磁性材料；⑤低成本和環(huán)境友好，合成過程和材料本身對環(huán)境的影響要??；⑥重復使用性能和再生效果。3.解析思路：智能材料化學設計的重要性體現(xiàn)在：能夠克服傳統(tǒng)材料性能固定的局限性，實現(xiàn)材料性能的按需設計，滿足資源化學領域（如高效資源利用、環(huán)境污染治理、能源轉化等）日益復雜和精細化的需求，推動該領域的技術創(chuàng)新和發(fā)展。面臨的挑戰(zhàn)