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

（考試時間：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.逐步聚合反應(yīng)B.自由基聚合反應(yīng)C.縮聚反應(yīng)D.開環(huán)聚合反應(yīng)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.反應(yīng)物濃度D.催化劑用量3.乳液聚合的特點不包括以下哪一項？（）A.聚合反應(yīng)速率快B.聚合物分子量高C.散熱容易D.產(chǎn)物純凈度高4.下列哪種單體不能進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)？（）A.乙烯B.氯乙烯C.丙烯D.苯乙烯5.陰離子聚合反應(yīng)的引發(fā)劑通常是（）A.過氧化物B.偶氮化合物C.堿金屬D.路易斯酸6.陽離子聚合反應(yīng)的特點是（）A.反應(yīng)速率慢B.聚合物分子量分布窄C.對單體純度要求低D.易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)7.逐步聚合反應(yīng)中，反應(yīng)程度與下列哪種因素有關(guān)？（）A.反應(yīng)時間B.反應(yīng)物濃度C.反應(yīng)溫度D.以上都是8.縮聚反應(yīng)的實施方法不包括以下哪一種？（）A.熔融縮聚B.溶液縮聚C.界面縮聚D.乳液縮聚9.下列哪種聚合物是由加聚反應(yīng)合成的？（）A.聚酯B.聚酰胺C.聚乙烯D.聚氨酯10.自由基聚合反應(yīng)中，鏈終止的方式不包括（）A.偶合終止B.歧化終止C.鏈轉(zhuǎn)移終止D.引發(fā)劑分解終止第II卷（非選擇題共70分）11.填空題（每題2分，共10分）（1）高分子化合物的分子量通常用（）來表示。（2）自由基聚合反應(yīng)的引發(fā)劑可分為（）和（）兩類。（3）乳液聚合中，乳化劑的作用是（）和（）。（4）逐步聚合反應(yīng)中，官能團(tuán)等活性理論的含義是（）。（5）縮聚反應(yīng)中，平衡常數(shù)K值越大，反應(yīng)越（）進(jìn)行。12.簡答題（每題10分，共30分）（1）簡述自由基聚合反應(yīng)的機(jī)理。（2）比較乳液聚合、懸浮聚合和本體聚合的優(yōu)缺點。（3）說明逐步聚合反應(yīng)的特點。13.計算題（每題10分，共20分）（1）在自由基聚合反應(yīng)中，已知引發(fā)劑分解速率常數(shù)kd=1.0×10^-4s^-1，單體濃度[M]=1.0mol/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)，求聚合反應(yīng)速率Rp。（2）某二元酸A和二元醇B進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)程度p=0.9，平衡常數(shù)K=100，求體系中殘留的小分子副產(chǎn)物的濃度。14.材料分析題（每題10分，共20分）材料：在高分子材料的制備過程中，采用不同的聚合方法會得到不同結(jié)構(gòu)和性能的聚合物。例如，通過本體聚合可以制備出透明度高、力學(xué)性能好的聚苯乙烯制品；而乳液聚合則常用于制備乳膠涂料等。問題：（1）請分析本體聚合制備聚苯乙烯時，如何控制聚合物的分子量和分子量分布？（2）乳液聚合制備乳膠涂料時，乳膠粒子的大小對涂料性能有何影響？15.論述題（每題10分，共20分）（1）論述高分子化學(xué)在材料科學(xué)與工程中的重要地位和作用。（2）隨著科技的發(fā)展，新型聚合反應(yīng)不斷涌現(xiàn)。請舉例說明一種新型聚合反應(yīng)及其在材料制備中的應(yīng)用前景。答案：1.B2.A3.D4.C5.C6.D7.D8.D9.C10.D11.（1）平均分子量；（2）過氧化物、偶氮化合物；（3）降低表面張力、形成膠束；（4）在反應(yīng)過程中，官能團(tuán)的反應(yīng)活性不隨分子鏈的增長而變化；（5）容易12.（1）自由基聚合反應(yīng)機(jī)理包括鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止三個基元反應(yīng)。鏈引發(fā)是引發(fā)劑分解產(chǎn)生初級自由基，初級自由基與單體加成形成單體自由基；鏈增長是單體自由基不斷與單體加成，使鏈自由基不斷增長；鏈終止是鏈自由基相互作用，使鏈增長終止。（2）乳液聚合優(yōu)點：聚合反應(yīng)速率快、聚合物分子量高、散熱容易；缺點：產(chǎn)物中含有乳化劑等雜質(zhì)，純度較低。懸浮聚合優(yōu)點：散熱容易、產(chǎn)物顆粒較大，易于分離；缺點：聚合物中可能含有分散劑等雜質(zhì)。本體聚合優(yōu)點：產(chǎn)物純凈度高；缺點：散熱困難，易產(chǎn)生爆聚。（3）逐步聚合反應(yīng)特點：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)早期，單體轉(zhuǎn)化率較低時，聚合物分子量就很高；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；聚合反應(yīng)過程中，沒有特定的活性中心，各步反應(yīng)的速率常數(shù)和活化能基本相同。13.（1）根據(jù)聚合反應(yīng)速率公式Rp=kp[M](fkdkt)^0.5[I]^0.5，其中f為引發(fā)效率，假設(shè)f=1，則Rp=100×1.0×(1.0×10^-4×1.0×10^7)^0.5×0.01^0.5=1.0mol/(L·s)。（2）根據(jù)縮聚反應(yīng)平衡常數(shù)公式K=[P]^2/([A][B])，設(shè)殘留小分子副產(chǎn)物濃度為x，則(1-p)^2/x^2=K，已知p=0.9，K=100，解得x=0.01mol/L。14.（1）本體聚合制備聚苯乙烯時，控制聚合物分子量和分子量分布可通過調(diào)節(jié)引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等。引發(fā)劑用量增加，聚合反應(yīng)速率加快，但聚合物分子量降低；反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，分子量分布變寬；延長反應(yīng)時間，聚合物分子量增加，分子量分布變窄。（2）乳液聚合制備乳膠涂料時，乳膠粒子大小對涂料性能有重要影響。乳膠粒子粒徑較小，涂料的光澤度高、遮蓋力強(qiáng)、穩(wěn)定性好；乳膠粒子粒徑較大，涂料的流動性好、干燥速度快，但光澤度和遮蓋力相對較低。15.（1）高分子化學(xué)在材料科學(xué)與工程中具有重要地位和作用。它是合成高分子材料的基礎(chǔ)，通過研究聚合反應(yīng)機(jī)理和方法，可以制備出具有各種特殊結(jié)構(gòu)和性能的高分子材料。高分子化學(xué)為材料的設(shè)計和改性提供了理論依據(jù)，推動了材料科學(xué)與工程的發(fā)展，在航空航天、電子、生