2025年大學(xué)大二（材料化學(xué)）高分子化學(xué)階段測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.下列哪種聚合反應(yīng)屬于連鎖聚合反應(yīng)？（）A.逐步聚合B.自由基聚合C.縮聚反應(yīng)D.開環(huán)聚合2.自由基聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的分解速率常數(shù)與下列哪種因素有關(guān)？（）A.溫度B.壓力C.單體濃度D.引發(fā)劑濃度3.乳液聚合的特點(diǎn)不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.聚合反應(yīng)速度快B.產(chǎn)物分子量高C.散熱容易D.聚合物純凈度高4.下列哪種物質(zhì)不能作為陽離子聚合的引發(fā)劑？（）A.質(zhì)子酸B.Lewis酸C.有機(jī)金屬化合物D.過氧化物5.逐步聚合反應(yīng)中，反應(yīng)程度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系是（）。A.反應(yīng)程度大于轉(zhuǎn)化率B.反應(yīng)程度小于轉(zhuǎn)化率C.反應(yīng)程度等于轉(zhuǎn)化率D.無固定關(guān)系6.體型縮聚反應(yīng)中，凝膠點(diǎn)的出現(xiàn)與下列哪種因素有關(guān)？（）A.單體官能度B.反應(yīng)溫度C.催化劑用量D.單體配比7.下列哪種聚合物的主鏈中含有硅原子？（）A.聚酰胺B.聚酯C.有機(jī)硅聚合物D.聚氨酯8.自由基聚合反應(yīng)中，鏈終止的方式主要有（）。A.偶合終止和歧化終止B.向單體轉(zhuǎn)移終止和向溶劑轉(zhuǎn)移終止C.向引發(fā)劑轉(zhuǎn)移終止和向大分子轉(zhuǎn)移終止D.以上都是9.陽離子聚合反應(yīng)中，活性中心是（）。A.碳陽離子B.自由基C.陰離子D.絡(luò)合離子10.下列哪種聚合方法可以制備嵌段共聚物？（）A.乳液聚合B.溶液聚合C.懸浮聚合D.活性陰離子聚合第II卷（非選擇題共70分）1.填空題：（總共5題，每題4分）（1）高分子化合物的分子量具有______性，通常用______來表示其平均分子量。（2）自由基聚合反應(yīng)的引發(fā)劑主要有______、______等。（3）逐步聚合反應(yīng)的實(shí)施方法主要有______、______、______等。（4）體型縮聚反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)程度達(dá)到______時(shí)，體系開始出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象，此時(shí)的反應(yīng)程度稱為______。（5）聚合物的化學(xué)反應(yīng)主要包括______、______、______等。2.簡答題：（總共3題，每題10分）（1）簡述自由基聚合反應(yīng)的特點(diǎn)。（2）說明乳液聚合的聚合機(jī)理。（3）體型縮聚反應(yīng)中，如何控制產(chǎn)物的交聯(lián)程度？3.計(jì)算題：（總共1題，10分）已知某自由基聚合反應(yīng)的引發(fā)劑分解速率常數(shù)kd=1.0×10^-5s^-1，單體濃度[M]=2.0mol/L，引發(fā)劑濃度[I]=0.01mol/L，鏈增長速率常數(shù)kp=100L/(mol·s)，鏈終止速率常數(shù)kt=1.0×10^7L/(mol·s)。試計(jì)算該聚合反應(yīng)的初期聚合速率Rp。4.材料分析題：（總共1題，15分）材料：在高分子合成中，常常會遇到聚合物分子量分布的問題。某研究小組通過不同的聚合方法制備了兩種聚合物樣品A和B。通過凝膠滲透色譜（GPC）分析發(fā)現(xiàn)，樣品A的分子量分布較窄，而樣品B的分子量分布較寬。問題：請分析造成樣品A和B分子量分布差異的可能原因，并說明分子量分布對聚合物性能的影響。5.論述題：（總共1題，15分）論述高分子化學(xué)在材料科學(xué)與工程中的重要地位，并舉例說明高分子化學(xué)原理在實(shí)際材料制備中的應(yīng)用。答案：第I卷：1.B2.A3.D4.D5.A6.A7.C8.A9.A10.D第II卷：1.（1）多分散，平均分子量；（2）過氧化物，偶氮化合物；（3）熔融縮聚，溶液縮聚，界面縮聚；（4）凝膠點(diǎn)，臨界反應(yīng)程度；（5）聚合度變大的反應(yīng)，聚合度變小的反應(yīng)，聚合度不變的反應(yīng)。2.（1）自由基聚合反應(yīng)的特點(diǎn)：由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應(yīng)組成，各步反應(yīng)速率和活化能差別很大；反應(yīng)體系中只存在單體、聚合物和微量引發(fā)劑；聚合過程中分子量變化不大，轉(zhuǎn)化率逐步增加；延長聚合時(shí)間主要提高轉(zhuǎn)化率，對分子量影響較??；少量阻聚劑可使聚合反應(yīng)終止。（2）乳液聚合機(jī)理：在乳化劑作用下，單體在水中分散成乳液狀，形成穩(wěn)定的乳液體系。引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基進(jìn)入乳膠粒引發(fā)聚合反應(yīng)，鏈增長在乳膠粒內(nèi)進(jìn)行，鏈終止主要發(fā)生在乳膠粒內(nèi)或乳膠粒之間。由于乳膠粒內(nèi)單體濃度高，聚合反應(yīng)速度快，同時(shí)散熱容易，可制備高分子量聚合物。（3）體型縮聚反應(yīng)中控制產(chǎn)物交聯(lián)程度的方法：控制單體官能度和配比，使體系中官能團(tuán)等當(dāng)量反應(yīng)，避免過度交聯(lián)；控制反應(yīng)程度，在凝膠點(diǎn)之前停止反應(yīng)；加入適量的單官能團(tuán)化合物作為封端劑，降低交聯(lián)程度。3.根據(jù)聚合反應(yīng)初期聚合速率公式Rp=kp[M](fkdkt)^0.5[I]^0.5，其中f為引發(fā)劑效率，假設(shè)f=1。代入數(shù)據(jù)可得Rp=100×2.0×(1.0×10^-5×1.0×10^7)^0.5×0.01^0.5=2.0mol/(L·s)。4.樣品A分子量分布較窄可能原因：采用活性聚合方法，如活性陰離子聚合，使聚合物鏈增長過程相對可控，分子量較為均一；聚合反應(yīng)條件較為穩(wěn)定，如溫度、引發(fā)劑濃度等波動(dòng)小。樣品B分子量分布較寬可能原因：聚合過程存在鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，導(dǎo)致分子量分散；引發(fā)劑分解不均勻，產(chǎn)生不同活性的自由基，引發(fā)聚合反應(yīng)速率不同。分子量分布窄的聚合物性能較為均一，如強(qiáng)度、溶解性等表現(xiàn)穩(wěn)定；分子量分布寬的聚合物可能在某些性能上有較大差異，如高分子量部分提供強(qiáng)度，低分子量部分影響溶解性等。5.高分子化學(xué)在材料科學(xué)與工程中具有重要地位。它是合成各種高分子材料的基礎(chǔ)，通過控制聚合反應(yīng)類型、條件等可制備出具有不同結(jié)構(gòu)和性能的聚合物。例如，利用自由基聚合制備的