2025年大学（智能分子工程）分子设计基础实操测试试题及答案

2025年大学（智能分子工程）分子设计基础实操测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)1.智能分子工程中，分子设计的核心依据是（）A.分子的外观形状B.分子的化学性质C.分子的电子结构D.分子的大小尺寸2.以下哪种方法常用于确定分子的三维结构（）A.红外光谱法B.X射线晶体学C.核磁共振氢谱D.质谱分析法3.在分子设计中，对于具有特定功能的分子，其官能团的选择至关重要。能赋予分子亲水性的官能团通常是（）A.碳碳双键B.羟基C.苯环D.酯基4.分子设计时，考虑分子间相互作用对分子性质的影响，其中范德华力不包括以下哪种（）A.色散力B.诱导力C.取向力D.氢键5.智能分子工程中，设计具有光响应性的分子，通常会引入哪种结构单元（）A.卟啉环B.冠醚环C.偶氮苯基团D.环糊精6.为了使分子具有良好的溶解性，在分子设计时可采取的策略是（）A.增大分子的分子量B.引入更多的疏水基团C.增加分子的对称性D.引入极性官能团7.分子设计中，利用量子力学计算分子性质时，常用的方法是（）A.密度泛函理论B.分子动力学模拟C.蒙特卡洛方法D.经验力场方法8.当设计具有催化活性的分子时，活性中心的构建关键在于（）A.选择合适的金属离子B.增加分子的柔性C.减少分子的电荷分布D.降低分子的稳定性9.智能分子工程中，设计用于药物输送的分子载体，需要考虑其（）A.对药物的包载能力和释放性能B.分子的颜色C.分子的硬度D.分子的气味10.分子设计时，研究分子在溶液中的行为，常采用的实验技术是（）A.动态光散射B.紫外可见光谱C.荧光光谱D.拉曼光谱11.对于设计具有自组装性能的分子，其结构特点通常是（）A.具有规整的形状和互补的相互作用位点B.分子结构杂乱无章C.分子间作用力较弱D.分子尺寸较小12.在分子设计中，考虑分子的电子转移性质时，可通过改变分子的（）来调控A.键长B.颜色C.溶解性D.分子量13.智能分子工程中，设计用于传感器的分子，需要其对目标物质具有（）A.高选择性和灵敏的响应B.较大分子量C.复杂的结构D.强碱性14.分子设计时，为了提高分子的热稳定性，可采取的措施是（）A.引入更多的不饱和键B.构建刚性结构C.增加分子的柔韧性D.降低分子的纯度15.当设计具有靶向作用的分子时，靶向基团的选择依据是（）A.目标靶点的结构和性质B.分子的颜色喜好C.分子的溶解性要求D.分子的大小尺寸16.在分子设计中，利用计算机辅助设计分子结构时，常用的软件是（）A.GaussianB.PhotoshopC.WordD.Excel17.智能分子工程中，设计用于光电器件的分子，需要其具有良好的（）A.光电转换性能B.磁性C.放射性D.导电性18.分子设计时，研究分子与生物大分子的相互作用，可采用的技术是（）A.表面等离子体共振B.红外光谱C.核磁共振碳谱D.元素分析19.为了使分子具有特定的手性，在分子设计时可引入（）A.手性中心B.对称中心C.多个苯环D.长链烷基20.智能分子工程中，设计用于储能的分子材料，需要其具备（）A.高能量密度和良好的充放电性能B.鲜艳的颜色C.特殊的气味D.较大的尺寸第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述智能分子工程中分子设计的一般流程，以及每个步骤所涉及的关键技术或原理。22.（10分）在分子设计中，如何通过改变分子结构来调控分子的溶解性？请举例说明至少三种方法。23.（10分）当设计具有特定功能的分子时，如何考虑分子间的相互作用对功能的影响？请结合具体功能进行阐述。24.（15分）材料：在智能分子工程领域，设计具有高效催化性能的分子是研究热点之一。一种新型分子催化剂被设计出来，其结构中含有特定的金属中心和配体。该催化剂在催化某一有机反应时，展现出了较高的活性和选择性。问题：请分析该分子催化剂的结构与催化性能之间的关系，以及这种设计思路对未来分子催化剂设计的启示。25.（15分）材料：随着智能分子工程的发展，分子设计在药物研发领域发挥着越来越重要的作用。一种新型抗癌药物分子被设计出来，它能够特异性地作用于癌细胞表面的特定靶点，通过抑制癌细胞的生长信号传导通路来达到治疗癌症目的。问题：请阐述这种新型抗癌药物分子的设计原理，以及它相对于传统抗癌药物的优势。答案：1.C2.B3.B4.D5.C6.D7.A8.A9.A10.A11.A12.A13.A14.B15.A16.A17.A18.A19.A20.A21.分子设计一般流程：首先确定目标功能，这需要对应用场景有清晰认识。然后进行结构构思，可借助量子力学计算等理论预测可能结构。接着构建模型并优化，利用计算机辅助设计软件。之后进行实验验证，如光谱、色谱等技术检测性质。关键技术或原理：量子力学计算分子电子结构等性质；计算机辅助设计构建和优化模型；各种光谱等实验技术验证分子实际性能。22.方法一：引入极性官能团，如羟基、羧基等，可增加分子与水分子的相互作用，提高溶解性，如乙醇。方法二：减小分子的分子量，使分子间作用力减弱，利于溶解，如一些小分子有机物。方法三：增加分子的支链或采用不对称结构，破坏分子间紧密堆积，改善溶解性，如异丁醇。23.若设计具有吸附功能的分子，要考虑分子间的范德华力和氢键等相互作用。较强的范德华力可使分子更好地吸附在固体表面，合适的氢键作用可使分子对特定物质有选择性吸附。比如设计用于吸附水中重金属离子的分子，通过合理设计官能团形成合适的分子间作用，提高对重金属离子的吸附选择性和效率。24.该分子催化剂中特定的金属中心和配体结构共同决定了催化性能。金属中心提供活性位点，配体影响金属中心的电子云分布和空间结构，从而调控反应物与活性位点的结合及反应进程。启示：未来分子催化剂设计要精准设计金属中心和配体结构，通过调控两者相互作用来优化催化性能，针对