2025年大學(xué)四年級(jí)（智能分子工程）材料應(yīng)用綜合測(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40分）每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。(總共20題，每題2分，在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng))1.智能分子工程中，分子設(shè)計(jì)的核心原則是A.最大化分子的穩(wěn)定性B.實(shí)現(xiàn)特定的功能和性能C.降低分子的合成成本D.提高分子的溶解性2.以下哪種技術(shù)常用于智能分子的結(jié)構(gòu)表征A.氣相色譜B.核磁共振C.紅外光譜D.以上都是3.在智能分子工程中，分子自組裝的驅(qū)動(dòng)力不包括A.氫鍵B.范德華力C.共價(jià)鍵D.靜電作用4.智能分子材料能夠?qū)ν饨绱碳ぷ龀鲰憫?yīng)，以下不屬于常見刺激因素的是A.溫度B.壓力C.顏色變化D.磁場(chǎng)5.設(shè)計(jì)具有光響應(yīng)性的智能分子時(shí)，主要考慮的是分子的A.電子共軛體系B.空間構(gòu)型C.分子量大小D.官能團(tuán)種類6.智能分子工程中，用于構(gòu)建分子庫(kù)的方法是A.組合化學(xué)B.逐步合成法C.一鍋法D.以上都不是7.分子開關(guān)在智能分子體系中起著關(guān)鍵作用，其工作原理基于A.分子構(gòu)象的可逆變化B.分子間的化學(xué)反應(yīng)C.分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)D.分子與溶劑的相互作用8.智能分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，不包括A.藥物遞送B.疾病診斷C.組織工程支架D.金屬材料防腐9.當(dāng)設(shè)計(jì)具有pH響應(yīng)性的智能分子時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注分子中的A.酸性或堿性官能團(tuán)B.碳碳雙鍵C.醚鍵D.酯基10.智能分子工程中，分子動(dòng)力學(xué)模擬主要用于研究A.分子的靜態(tài)結(jié)構(gòu)B.分子在溶液中的行為C.分子的合成路線D.分子的物理性質(zhì)11.以下哪種材料不屬于智能分子材料的范疇A.形狀記憶高分子B.液晶材料C.普通陶瓷D.智能凝膠12.在智能分子設(shè)計(jì)中，考慮分子的生物相容性主要是為了A.提高分子的活性B.降低分子的毒性C.便于分子的合成D.增強(qiáng)分子的穩(wěn)定性13.智能分子對(duì)環(huán)境濕度的響應(yīng)機(jī)制主要涉及分子與A.水分子的氫鍵作用B.氧氣的反應(yīng)C.氮?dú)獾奈紻.二氧化碳的相互作用14.用于智能分子傳感的分子識(shí)別位點(diǎn)通?；贏.特異性的化學(xué)反應(yīng)B.分子的大小差異C.分子的電荷分布D.以上都是15.智能分子工程中，篩選具有潛在應(yīng)用價(jià)值分子的方法是A.高通量篩選B.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)篩選C.理論計(jì)算篩選D.以上都是16.當(dāng)智能分子材料應(yīng)用于傳感器時(shí)，其信號(hào)輸出形式不包括A.電流變化B.顏色變化C.質(zhì)量變化D.溫度變化17.設(shè)計(jì)智能分子用于催化反應(yīng)時(shí)，關(guān)鍵是要優(yōu)化分子的A.活性中心結(jié)構(gòu)B.溶解性C.分子量D.電荷分布18.智能分子材料在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，如電池電極材料，主要利用其A.離子傳導(dǎo)性能B.光學(xué)性能C.機(jī)械性能D.熱穩(wěn)定性19.智能分子工程中，研究分子與生物大分子相互作用的技術(shù)是A.表面等離子體共振B.原子力顯微鏡C.凝膠滲透色譜D.以上都不是20.以下關(guān)于智能分子工程發(fā)展趨勢(shì)的說法，錯(cuò)誤的是A.更加注重分子的多功能集成B.將更多地與其他學(xué)科交叉融合C.合成方法將更加簡(jiǎn)單單一D.應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣沟贗I卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述智能分子工程的主要研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)。（答題要求：內(nèi)容全面、條理清晰，字?jǐn)?shù)200字左右）22.（10分）舉例說明一種智能分子材料的制備方法，并闡述其原理。（答題要求：詳細(xì)描述制備步驟及原理，字?jǐn)?shù)200字左右）23.（10分）分析智能分子材料在智能紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)。（答題要求：結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，分析全面，字?jǐn)?shù)200字左右）24.（15分）材料：在智能分子工程中，設(shè)計(jì)具有特定功能的分子是關(guān)鍵任務(wù)。例如，設(shè)計(jì)一種用于檢測(cè)特定金屬離子的智能分子傳感器。該傳感器分子應(yīng)具備與目標(biāo)金屬離子特異性結(jié)合的位點(diǎn)，結(jié)合后能產(chǎn)生明顯的信號(hào)變化，如熒光增強(qiáng)或顏色改變。其工作原理基于分子識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制。問題：請(qǐng)根據(jù)上述材料，設(shè)計(jì)一個(gè)具體的分子結(jié)構(gòu)，并說明其如何實(shí)現(xiàn)對(duì)特定金屬離子的檢測(cè)。（答題要求：設(shè)計(jì)合理，說明清晰，字?jǐn)?shù)150-200字）25（15分）材料：智能分子工程在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。一種智能分子吸附劑可用于去除水中的重金屬離子。該吸附劑分子通過特定官能團(tuán)與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)高效吸附。其優(yōu)點(diǎn)是選擇性高、吸附容量大。在實(shí)際應(yīng)用中，將吸附劑加入含有重金屬離子的水體中，經(jīng)過一定時(shí)間的接觸，就能有效降低水中重金屬離子的濃度。問題：請(qǐng)闡述智能分子吸附劑在環(huán)境保護(hù)中的重要意義，并分析其未來發(fā)展前景。（答題要求：意義闡述清晰，前景分析合理，字?jǐn)?shù)150-200字）答案：1.B2.D3.C4.C5.A6.A7.A8.D9.A10.B11.C12.B13.A14.D15.D16.D17.A18.A19.A20.C21.智能分子工程主要研究?jī)?nèi)容包括分子設(shè)計(jì)、合成、表征及性能研究。目標(biāo)是通過精確設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分子功能的調(diào)控，開發(fā)具有特定響應(yīng)性、催化性、傳感性等功能的智能分子材料，以滿足能源、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境等多領(lǐng)域需求，推動(dòng)科技進(jìn)步與發(fā)展。22.以制備具有溫度響應(yīng)性的智能凝膠為例。將具有溫敏性的聚合物單體與交聯(lián)劑等在適當(dāng)溶劑中混合，通過引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)。原理是溫敏性聚合物在特定溫度下，分子鏈構(gòu)象發(fā)生變化，導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變，從而使凝膠體積、溶解性等性質(zhì)隨溫度變化，實(shí)現(xiàn)智能響應(yīng)。23.優(yōu)勢(shì)：能賦予紡織品諸如自清潔、抗菌、溫度調(diào)節(jié)等智能功能，提升穿著舒適度與功能性。挑戰(zhàn)：智能分子材料與紡織品的結(jié)合工藝需優(yōu)化，以保證穩(wěn)定性和耐久性；成本較高，限制大規(guī)模應(yīng)用；分子功能的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及對(duì)環(huán)境因素的耐受性有待提高。24.設(shè)計(jì)一個(gè)含有特定螯合基團(tuán)的分子，如含有多個(gè)氮原子的大環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)該分子與特定金屬離子接觸時(shí)，氮原子與金屬離子通過配位鍵結(jié)合，引起分子構(gòu)象變化。這種構(gòu)象變化導(dǎo)致分子內(nèi)電子云分布改變，進(jìn)而使得分子的熒光基團(tuán)熒光增強(qiáng)或顏色改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定金屬離子的檢