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

（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）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.下列哪種聚合反應(yīng)類型不屬于逐步聚合反應(yīng)？（）A.縮聚反應(yīng)B.逐步加成聚合反應(yīng)C.自由基聚合反應(yīng)D.聚加成反應(yīng)2.體型縮聚反應(yīng)中，凝膠點(diǎn)的計(jì)算公式是（）。A.p=2/fB.p=1/fC.p=2/(f-2)D.p=1/(f-2)3.自由基聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的分解速率常數(shù)k_d與下列哪種因素?zé)o關(guān)？（）A.溫度B.引發(fā)劑濃度C.溶劑種類D.單體濃度4.乳液聚合反應(yīng)中，乳膠粒的粒徑主要取決于（）。A.乳化劑的種類B.單體的種類C.引發(fā)劑的用量D.聚合反應(yīng)溫度5.下列哪種物質(zhì)不能作為陽(yáng)離子聚合反應(yīng)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6.陰離子聚合反應(yīng)的活性中心是（）。A.自由基B.陽(yáng)離子C.陰離子D.兩性離子7.下列哪種聚合反應(yīng)屬于連鎖聚合反應(yīng)？（）A.縮聚反應(yīng)B.逐步加成聚合反應(yīng)C.自由基聚合反應(yīng)D.開環(huán)聚合反應(yīng)8.自由基聚合反應(yīng)中，鏈終止反應(yīng)的方式主要有（）。A.偶合終止B.歧化終止C.單基終止D.雙基終止9.乳液聚合反應(yīng)中，聚合反應(yīng)速率主要取決于（）。A.乳膠粒的數(shù)目B.單體的濃度C.引發(fā)劑的用量D.聚合反應(yīng)溫度10.下列哪種物質(zhì)可以作為自由基聚合反應(yīng)的阻聚劑？（）A.對(duì)苯二酚B.三氯化鐵C.過氧化苯甲酰D.偶氮二異丁腈11.陽(yáng)離子聚合反應(yīng)的特點(diǎn)是（）。A.快引發(fā)B.快增長(zhǎng)C.易轉(zhuǎn)移D.難終止12.陰離子聚合反應(yīng)的特點(diǎn)是（）。A.慢引發(fā)B.快增長(zhǎng)C.無終止D.易轉(zhuǎn)移13.下列哪種聚合物是由縮聚反應(yīng)合成的？（）A.聚乙烯B.聚氯乙烯C.聚酯D.聚丙烯14.體型縮聚反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)程度達(dá)到凝膠點(diǎn)時(shí)，體系的性質(zhì)發(fā)生了什么變化？（）A.粘度急劇增大，形成凝膠B.粘度急劇減小，形成溶液C.粘度不變D.粘度先增大后減小15.自由基聚合反應(yīng)中，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)對(duì)聚合反應(yīng)速率和聚合物分子量有什么影響？（）A.使聚合反應(yīng)速率降低，聚合物分子量增大B.使聚合反應(yīng)速率降低，聚合物分子量減小C.使聚合反應(yīng)速率增大，聚合物分子量增大D.使聚合反應(yīng)速率增大，聚合物分子量減小16.乳液聚合反應(yīng)中，乳化劑的作用主要有（）。A.降低表面張力，使單體分散成乳液B.形成膠束，提供聚合反應(yīng)場(chǎng)所C.保護(hù)乳膠粒，防止凝聚D.以上都是17.下列哪種聚合反應(yīng)屬于逐步聚合反應(yīng)中的縮聚反應(yīng)？（）A.聚酯化反應(yīng)B.聚醚化反應(yīng)C.聚氨酯化反應(yīng)D.以上都是18.自由基聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的半衰期與下列哪種因素有關(guān)？（）A.溫度B.引發(fā)劑濃度C.溶劑種類D.單體濃度19.陽(yáng)離子聚合反應(yīng)中，常用的單體有（）。A.乙烯B.丙烯C.異丁烯D.氯乙烯20.陰離子聚合反應(yīng)中，常用的單體有（）。A.苯乙烯B.甲基丙烯酸甲酯C.丙烯腈D.以上都是第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共20分）答題要求：本大題共10小題，每小題2分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上。1.逐步聚合反應(yīng)的特征是____________________。2.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。3.自由基聚合反應(yīng)的引發(fā)劑主要有____________________和____________________兩大類。4.乳液聚合反應(yīng)中，乳化劑的種類主要有____________________、____________________和____________________。5.陽(yáng)離子聚合反應(yīng)的引發(fā)劑主要有____________________、____________________和____________________。6.陰離子聚合反應(yīng)的引發(fā)劑主要有____________________、____________________和____________________。7.自由基聚合反應(yīng)中，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的速率方程為____________________。8.乳液聚合反應(yīng)中，乳膠粒的形成過程包括____________________、____________________和____________________三個(gè)階段。9.體型縮聚反應(yīng)中，凝膠點(diǎn)的定義是____________________。10.自由基聚合反應(yīng)中，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的類型主要有____________________、____________________和____________________。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答下列問題。1.簡(jiǎn)述逐步聚合反應(yīng)的特點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述自由基聚合反應(yīng)的引發(fā)劑分解動(dòng)力學(xué)。3.簡(jiǎn)述乳液聚合反應(yīng)的機(jī)理。4.簡(jiǎn)述陽(yáng)離子聚合反應(yīng)的特點(diǎn)。（三）計(jì)算題（共10分）答題要求：本大題共1小題，10分。請(qǐng)寫出詳細(xì)的計(jì)算過程和答案。在自由基聚合反應(yīng)中，已知引發(fā)劑的分解速率常數(shù)k_d=1.0×10^-5s^-1，引發(fā)劑濃度[I]=0.01mol/L，單體濃度[M]=1.0mol/L，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)速率常數(shù)k_p=100L/(mol·s)，鏈終止反應(yīng)速率常數(shù)k_t=1.0×10^7L/(mol·s)。求聚合反應(yīng)速率Rp和聚合物的平均聚合度X_n。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在高分子化學(xué)中，聚合反應(yīng)是合成高分子材料的重要方法。自由基聚合反應(yīng)是一種常見的聚合反應(yīng)類型，具有廣泛的應(yīng)用。在自由基聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)單體進(jìn)行聚合反應(yīng)。鏈增長(zhǎng)反應(yīng)是自由基與單體不斷加成的過程，鏈終止反應(yīng)則是自由基相互作用使鏈增長(zhǎng)終止的過程。乳液聚合反應(yīng)是自由基聚合反應(yīng)的一種特殊形式，它通過乳化劑將單體分散在水中形成乳液，在乳膠粒中進(jìn)行聚合反應(yīng)。問題：請(qǐng)分析自由基聚合反應(yīng)和乳液聚合反應(yīng)的異同點(diǎn)，并說明乳液聚合反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。（五）論述題（共10分）答題要求：本大題共1小題，10分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，論述高分子化學(xué)在材料科學(xué)中的重要性。答案：第I卷選擇題答案：1.C2.C3.D4.A5.D6.C7.C8.AB9.A10.A11.ABCD12.BC13.C14.A15.B16.D17.D18.A19.C20.D第II卷填空題答案：1.聚合反應(yīng)是逐步進(jìn)行的，每一步反應(yīng)的速率和活化能大致相同；反應(yīng)體系中始終存在著分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物，單體以及任何中間產(chǎn)物兩分子間都能發(fā)生反應(yīng)；聚合產(chǎn)物的分子量是逐步增大的。2.凝膠點(diǎn)3.過氧化物；偶氮化合物4.陰離子型乳化劑；陽(yáng)離子型乳化劑；非離子型乳化劑5.質(zhì)子酸；Lewis酸；有機(jī)金屬化合物6.堿金屬；有機(jī)金屬化合物；強(qiáng)堿7.Rp=k_p[M][M·]8.成核；乳膠粒長(zhǎng)大；膠粒數(shù)目恒定9.開始出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象時(shí)的反應(yīng)程度10.向單體轉(zhuǎn)移；向溶劑轉(zhuǎn)移；向大分子轉(zhuǎn)移第II卷簡(jiǎn)答題答案：1.逐步聚合反應(yīng)的特點(diǎn)：聚合反應(yīng)是逐步進(jìn)行的，每一步反應(yīng)的速率和活化能大致相同；反應(yīng)體系中始終存在著分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物，單體以及任何中間產(chǎn)物兩分子間都能發(fā)生反應(yīng)；聚合產(chǎn)物的分子量是逐步增大的。2.引發(fā)劑分解動(dòng)力學(xué)：引發(fā)劑分解是一級(jí)反應(yīng)，分解速率與引發(fā)劑濃度成正比，其速率方程為：-d[I]/dt=k_d[I]，積分可得：[I]=[I]_0e^(-k_dt)，其中[I]_0為引發(fā)劑的初始濃度，[I]為t時(shí)刻引發(fā)劑的濃度。3.乳液聚合反應(yīng)機(jī)理：在乳液聚合體系中，乳化劑使單體分散成乳液，形成膠束。引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基進(jìn)入膠束引發(fā)聚合反應(yīng)，形成乳膠粒。在乳膠粒中，單體不斷聚合，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)速率快。由于乳膠粒數(shù)目眾多，聚合反應(yīng)速率高。同時(shí)，鏈終止反應(yīng)主要發(fā)生在乳膠粒內(nèi)，聚合物分子量較大。4.陽(yáng)離子聚合反應(yīng)特點(diǎn)：快引發(fā)、快增長(zhǎng)、易轉(zhuǎn)移、難終止。陽(yáng)離子聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑活性高，引發(fā)速率快；鏈增長(zhǎng)反應(yīng)速率也很快；由于陽(yáng)離子易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物分子量分布較寬；同時(shí)，陽(yáng)離子聚合反應(yīng)中鏈終止反應(yīng)較難發(fā)生。第II卷計(jì)算題答案：首先求自由基濃度[M·]：根據(jù)穩(wěn)態(tài)假設(shè)，R_i=R_t，即k_d[I]=2k_t[M·]^2，可得[M·]=(k_d[I]/2k_t)^(1/2)=(1.0×10^-5×0.01/2×1.0×10^7)^(1/2)=5×10^-7mol/L。然后求聚合反應(yīng)速率Rp：Rp=k_p[M][M·]=100×1.0×5×10^-7=5×(10^-5)mol/(L·s)。最后求聚合物的平均聚合度X_n：X_n=Rp/R_t=k_p[M]/2k_t[M·]=100×1.0/(2×1.0×10^7×5×10^-7)=10。第II卷材料分析題答案：自由基聚合反應(yīng)和乳液聚合反應(yīng)的相同點(diǎn)：都是自由基聚合反應(yīng)，都通過自由基引發(fā)單體聚合。不同點(diǎn)：自由基聚合反應(yīng)是在本體、溶液等均相體系中進(jìn)行，而乳液聚合反應(yīng)是在乳液體系中進(jìn)行，通過乳化劑將單體分散在水中；乳液聚合反應(yīng)的聚合反應(yīng)速率高，聚合物分子量較大。乳液聚合反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)：聚合反應(yīng)速率快，可在較低溫度下進(jìn)行；聚合物分子量較大且分布較窄；可通過調(diào)節(jié)乳化劑用量等控制乳膠粒粒徑，得到不同性能的聚合物材料。第II卷論述題答案：高分子化學(xué)在材