2025年大學(xué)四年級(jí)（智能分子工程）材料合成綜合測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共6題，每題5分，每題給出四個(gè)選項(xiàng)，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的)w1.以下哪種合成方法常用于制備具有特定分子結(jié)構(gòu)的智能分子材料？（）A.高溫煅燒法B.溶液聚合反應(yīng)C.離子交換法D.機(jī)械球磨法w2.在智能分子工程中，用于調(diào)控分子間相互作用的關(guān)鍵因素不包括以下哪項(xiàng)？（）A.分子的形狀與大小B.分子的電荷分布C.分子的顏色D.分子的官能團(tuán)種類w3.合成具有刺激響應(yīng)性的智能分子材料時(shí)，常用的刺激源不包括（）A.光照B.溫度變化C.聲音D.酸堿度變化w4.以下哪種表征技術(shù)不能用于分析智能分子材料的結(jié)構(gòu)與性能？（）A.核磁共振波譜B.紅外光譜C.氣相色譜D.X射線衍射w5.對(duì)于智能分子材料的合成，選擇合適的溶劑時(shí)，不需要考慮的因素是（）A.溶劑的沸點(diǎn)B.溶劑與反應(yīng)物的相容性C.溶劑的價(jià)格D.溶劑對(duì)反應(yīng)速率的影響w6.合成智能分子材料過(guò)程中，若要提高反應(yīng)的選擇性，可采取的措施是（）A.增加反應(yīng)物濃度B.升高反應(yīng)溫度C.選擇合適的催化劑D.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間第II卷（非選擇題共70分）w7.（10分）簡(jiǎn)述智能分子工程中分子設(shè)計(jì)的主要原則，并舉例說(shuō)明。w8.（15分）在智能分子材料合成中，如何控制反應(yīng)條件以獲得預(yù)期的分子結(jié)構(gòu)和性能？請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述至少三個(gè)方面。w9.（15分）材料：近年來(lái)，隨著智能分子工程的發(fā)展，具有自修復(fù)功能的分子材料受到廣泛關(guān)注。這類材料在受到損傷后能夠自動(dòng)恢復(fù)其原有性能。研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)含有特定官能團(tuán)的分子，利用分子間的可逆相互作用實(shí)現(xiàn)自修復(fù)功能。例如，含有氫鍵供體和受體的分子體系，在材料受損時(shí)，分子間氫鍵斷裂，當(dāng)外界條件改變（如溫度降低），氫鍵又能重新形成，從而使材料恢復(fù)性能。問(wèn)題：請(qǐng)結(jié)合上述材料，分析影響智能分子材料自修復(fù)性能的關(guān)鍵因素，并說(shuō)明如何通過(guò)分子設(shè)計(jì)來(lái)提高自修復(fù)性能。w10.（20分）材料：智能分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。比如，一些智能分子納米顆粒能夠在腫瘤組織中富集，并根據(jù)腫瘤細(xì)胞內(nèi)特定的生物標(biāo)志物進(jìn)行響應(yīng)，釋放出治療藥物。研究人員設(shè)計(jì)了一種基于核酸適配體的智能分子納米顆粒，它可以特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面過(guò)度表達(dá)的表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）。當(dāng)納米顆粒與腫瘤細(xì)胞接觸時(shí)，由于核酸適配體與EGFR的特異性結(jié)合，納米顆粒的構(gòu)象發(fā)生變化，從而觸發(fā)藥物釋放機(jī)制。問(wèn)題：請(qǐng)根據(jù)上述材料，闡述智能分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的原理，并分析其優(yōu)勢(shì)。w11.（20分）材料：在智能分子工程中，合成具有光控性能的分子材料是一個(gè)重要研究方向。例如，某些分子在光照下會(huì)發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，從而導(dǎo)致分子的性質(zhì)發(fā)生改變。研究人員合成了一種含有偶氮苯基團(tuán)的分子材料，在紫外光照射下，偶氮苯基團(tuán)發(fā)生順?lè)串悩?gòu)化，使得材料的溶解性和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著變化。問(wèn)題：請(qǐng)結(jié)合上述材料，說(shuō)明光控智能分子材料異構(gòu)化反應(yīng)的原理，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中的潛在價(jià)值。答案：w1.Bw2.Cw3.Cw4.Cw5.Cw6.Cw7.分子設(shè)計(jì)原則包括：功能性原則，使分子具備所需的智能特性，如刺激響應(yīng)性，像含偶氮苯基團(tuán)分子受光照異構(gòu)化實(shí)現(xiàn)光控性能；可控性原則，能精確控制分子結(jié)構(gòu)和性能，通過(guò)合理選擇反應(yīng)條件和反應(yīng)物實(shí)現(xiàn)；穩(wěn)定性原則，分子在不同環(huán)境下保持性能穩(wěn)定，如設(shè)計(jì)含穩(wěn)定化學(xué)鍵分子。w8.溫度：合適溫度促進(jìn)分子運(yùn)動(dòng)和反應(yīng)進(jìn)行，過(guò)高可能導(dǎo)致副反應(yīng)，過(guò)低則反應(yīng)速率慢，如合成含特定官能團(tuán)分子時(shí)選適宜溫度保證反應(yīng)選擇性。反應(yīng)物濃度：影響反應(yīng)速率和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，適當(dāng)濃度利于形成預(yù)期分子結(jié)構(gòu)，避免濃度過(guò)高導(dǎo)致聚合等副反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間：過(guò)長(zhǎng)可能引發(fā)副反應(yīng)或過(guò)度反應(yīng)，過(guò)短則反應(yīng)不完全，需根據(jù)反應(yīng)類型和目標(biāo)精確控制。催化劑：選擇特定催化劑可提高反應(yīng)活性和選擇性，引導(dǎo)反應(yīng)按預(yù)期路徑進(jìn)行。w9.影響自修復(fù)性能關(guān)鍵因素：分子間可逆相互作用類型及強(qiáng)度，如氫鍵的形成與斷裂影響修復(fù)效果；官能團(tuán)種類和結(jié)構(gòu)，決定分子間相互作用方式。通過(guò)分子設(shè)計(jì)提高自修復(fù)性能：設(shè)計(jì)更多氫鍵供體和受體，增強(qiáng)分子間氫鍵作用；引入可形成其他可逆相互作用的官能團(tuán)，豐富相互作用類型，提升修復(fù)效率。w10.原理：智能分子納米顆粒通過(guò)核酸適配體特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面生物標(biāo)志物，結(jié)合后納米顆粒構(gòu)象變化觸發(fā)藥物釋放。優(yōu)勢(shì)：特異性高，精準(zhǔn)作用于腫瘤細(xì)胞；可實(shí)現(xiàn)可控藥物釋放，提高治療效果并減少對(duì)正常細(xì)胞損傷；能根據(jù)腫瘤細(xì)胞特性定制，具有個(gè)性化治療潛力。w11.光控智能分子材料異構(gòu)化反應(yīng)原理：光照提供能量使分