2025年大学大二（材料化学）高分子化学阶段测试试题及答案

2025年大学大二（材料化学）高分子化学阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：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10题，每题3分)1.下列哪种聚合反应属于连锁聚合反应？（）A.逐步聚合B.自由基聚合C.缩聚反应D.开环聚合2.自由基聚合反应中，引发剂的分解速率常数与下列哪种因素有关？（）A.温度B.压力C.单体浓度D.引发剂浓度3.乳液聚合的特点不包括以下哪一项？（）A.聚合反应速度快B.产物分子量高C.散热容易D.聚合物纯净度高4.下列哪种物质不能作为阳离子聚合的引发剂？（）A.质子酸B.Lewis酸C.有机金属化合物D.过氧化物5.逐步聚合反应中，反应程度与转化率的关系是（）。A.反应程度大于转化率B.反应程度小于转化率C.反应程度等于转化率D.无固定关系6.体型缩聚反应中，凝胶点的出现与下列哪种因素有关？（）A.单体官能度B.反应温度C.催化剂用量D.单体配比7.下列哪种聚合物的主链中含有硅原子？（）A.聚酰胺B.聚酯C.有机硅聚合物D.聚氨酯8.自由基聚合反应中，链终止的方式主要有（）。A.偶合终止和歧化终止B.向单体转移终止和向溶剂转移终止C.向引发剂转移终止和向大分子转移终止D.以上都是9.阳离子聚合反应中，活性中心是（）。A.碳阳离子B.自由基C.阴离子D.络合离子10.下列哪种聚合方法可以制备嵌段共聚物？（）A.乳液聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.活性阴离子聚合第II卷（非选择题共70分）1.填空题：（总共5题，每题4分）（1）高分子化合物的分子量具有______性，通常用______来表示其平均分子量。（2）自由基聚合反应的引发剂主要有______、______等。（3）逐步聚合反应的实施方法主要有______、______、______等。（4）体型缩聚反应中，当反应程度达到______时，体系开始出现凝胶化现象，此时的反应程度称为______。（5）聚合物的化学反应主要包括______、______、______等。2.简答题：（总共3题，每题10分）（1）简述自由基聚合反应的特点。（2）说明乳液聚合的聚合机理。（3）体型缩聚反应中，如何控制产物的交联程度？3.计算题：（总共1题，10分）已知某自由基聚合反应的引发剂分解速率常数kd=1.0×10^-5s^-1，单体浓度[M]=2.0mol/L，引发剂浓度[I]=0.01mol/L，链增长速率常数kp=100L/(mol·s)，链终止速率常数kt=1.0×10^7L/(mol·s)。试计算该聚合反应的初期聚合速率Rp。4.材料分析题：（总共1题，15分）材料：在高分子合成中，常常会遇到聚合物分子量分布的问题。某研究小组通过不同的聚合方法制备了两种聚合物样品A和B。通过凝胶渗透色谱（GPC）分析发现，样品A的分子量分布较窄，而样品B的分子量分布较宽。问题：请分析造成样品A和B分子量分布差异的可能原因，并说明分子量分布对聚合物性能的影响。5.论述题：（总共1题，15分）论述高分子化学在材料科学与工程中的重要地位，并举例说明高分子化学原理在实际材料制备中的应用。答案：第I卷：1.B2.A3.D4.D5.A6.A7.C8.A9.A10.D第II卷：1.（1）多分散，平均分子量；（2）过氧化物，偶氮化合物；（3）熔融缩聚，溶液缩聚，界面缩聚；（4）凝胶点，临界反应程度；（5）聚合度变大的反应，聚合度变小的反应，聚合度不变的反应。2.（1）自由基聚合反应的特点：由链引发、链增长、链终止等基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大；反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂；聚合过程中分子量变化不大，转化率逐步增加；延长聚合时间主要提高转化率，对分子量影响较小；少量阻聚剂可使聚合反应终止。（2）乳液聚合机理：在乳化剂作用下，单体在水中分散成乳液状，形成稳定的乳液体系。引发剂分解产生的自由基进入乳胶粒引发聚合反应，链增长在乳胶粒内进行，链终止主要发生在乳胶粒内或乳胶粒之间。由于乳胶粒内单体浓度高，聚合反应速度快，同时散热容易，可制备高分子量聚合物。（3）体型缩聚反应中控制产物交联程度的方法：控制单体官能度和配比，使体系中官能团等当量反应，避免过度交联；控制反应程度，在凝胶点之前停止反应；加入适量的单官能团化合物作为封端剂，降低交联程度。3.根据聚合反应初期聚合速率公式Rp=kp[M](fkdkt)^0.5[I]^0.5，其中f为引发剂效率，假设f=1。代入数据可得Rp=100×2.0×(1.0×10^-5×1.0×10^7)^0.5×0.01^0.5=2.0mol/(L·s)。4.样品A分子量分布较窄可能原因：采用活性聚合方法，如活性阴离子聚合，使聚合物链增长过程相对可控，分子量较为均一；聚合反应条件较为稳定，如温度、引发剂浓度等波动小。样品B分子量分布较宽可能原因：聚合过程存在链转移反应，导致分子量分散；引发剂分解不均匀，产生不同活性的自由基，引发聚合反应速率不同。分子量分布窄的聚合物性能较为均一，如强度、溶解性等表现稳定；分子量分布宽的聚合物可能在某些性能上有较大差异，如高分子量部分提供强度，低分子量部分影响溶解性等。5.高分子化学在材料科学与工程中具有重要地位。它是合成各种高分子材料的基础，通过控制聚合反应类型、条件等可制备出具有不同结构和性能的聚合物。例如，利用自由基聚合制备的