2025年大学大二（材料化学）高分子化学综合测试试题及答案

2025年大学大二（材料化学）高分子化学综合测试试题及答案

（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.逐步聚合反应B.自由基聚合反应C.缩聚反应D.开环聚合反应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.反应物浓度D.催化剂用量3.乳液聚合的特点不包括以下哪一项？（）A.聚合反应速率快B.聚合物分子量高C.散热容易D.产物纯净度高4.下列哪种单体不能进行自由基聚合反应？（）A.乙烯B.氯乙烯C.丙烯D.苯乙烯5.阴离子聚合反应的引发剂通常是（）A.过氧化物B.偶氮化合物C.碱金属D.路易斯酸6.阳离子聚合反应的特点是（）A.反应速率慢B.聚合物分子量分布窄C.对单体纯度要求低D.易发生链转移反应7.逐步聚合反应中，反应程度与下列哪种因素有关？（）A.反应时间B.反应物浓度C.反应温度D.以上都是8.缩聚反应的实施方法不包括以下哪一种？（）A.熔融缩聚B.溶液缩聚C.界面缩聚D.乳液缩聚9.下列哪种聚合物是由加聚反应合成的？（）A.聚酯B.聚酰胺C.聚乙烯D.聚氨酯10.自由基聚合反应中，链终止的方式不包括（）A.偶合终止B.歧化终止C.链转移终止D.引发剂分解终止第II卷（非选择题共70分）11.填空题（每题2分，共10分）（1）高分子化合物的分子量通常用（）来表示。（2）自由基聚合反应的引发剂可分为（）和（）两类。（3）乳液聚合中，乳化剂的作用是（）和（）。（4）逐步聚合反应中，官能团等活性理论的含义是（）。（5）缩聚反应中，平衡常数K值越大，反应越（）进行。12.简答题（每题10分，共30分）（1）简述自由基聚合反应的机理。（2）比较乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合的优缺点。（3）说明逐步聚合反应的特点。13.计算题（每题10分，共20分）（1）在自由基聚合反应中，已知引发剂分解速率常数kd=1.0×10^-4s^-1，单体浓度[M]=1.0mol/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)，求聚合反应速率Rp。（2）某二元酸A和二元醇B进行缩聚反应，反应程度p=0.9，平衡常数K=100，求体系中残留的小分子副产物的浓度。14.材料分析题（每题10分，共20分）材料：在高分子材料的制备过程中，采用不同的聚合方法会得到不同结构和性能的聚合物。例如，通过本体聚合可以制备出透明度高、力学性能好的聚苯乙烯制品；而乳液聚合则常用于制备乳胶涂料等。问题：（1）请分析本体聚合制备聚苯乙烯时，如何控制聚合物的分子量和分子量分布？（2）乳液聚合制备乳胶涂料时，乳胶粒子的大小对涂料性能有何影响？15.论述题（每题10分，共20分）（1）论述高分子化学在材料科学与工程中的重要地位和作用。（2）随着科技的发展，新型聚合反应不断涌现。请举例说明一种新型聚合反应及其在材料制备中的应用前景。答案：1.B2.A3.D4.C5.C6.D7.D8.D9.C10.D11.（1）平均分子量；（2）过氧化物、偶氮化合物；（3）降低表面张力、形成胶束；（4）在反应过程中，官能团的反应活性不随分子链的增长而变化；（5）容易12.（1）自由基聚合反应机理包括链引发、链增长和链终止三个基元反应。链引发是引发剂分解产生初级自由基，初级自由基与单体加成形成单体自由基；链增长是单体自由基不断与单体加成，使链自由基不断增长；链终止是链自由基相互作用，使链增长终止。（2）乳液聚合优点：聚合反应速率快、聚合物分子量高、散热容易；缺点：产物中含有乳化剂等杂质，纯度较低。悬浮聚合优点：散热容易、产物颗粒较大，易于分离；缺点：聚合物中可能含有分散剂等杂质。本体聚合优点：产物纯净度高；缺点：散热困难，易产生爆聚。（3）逐步聚合反应特点：反应是逐步进行的，每一步反应的速率和活化能大致相同；反应早期，单体转化率较低时，聚合物分子量就很高；反应体系中始终存在着分子量递增的一系列中间产物；聚合反应过程中，没有特定的活性中心，各步反应的速率常数和活化能基本相同。13.（1）根据聚合反应速率公式Rp=kp[M](fkdkt)^0.5[I]^0.5，其中f为引发效率，假设f=1，则Rp=100×1.0×(1.0×10^-4×1.0×10^7)^0.5×0.01^0.5=1.0mol/(L·s)。（2）根据缩聚反应平衡常数公式K=[P]^2/([A][B])，设残留小分子副产物浓度为x，则(1-p)^2/x^2=K，已知p=0.9，K=100，解得x=0.01mol/L。14.（1）本体聚合制备聚苯乙烯时，控制聚合物分子量和分子量分布可通过调节引发剂用量、反应温度和反应时间等。引发剂用量增加，聚合反应速率加快，但聚合物分子量降低；反应温度升高，反应速率加快，分子量分布变宽；延长反应时间，聚合物分子量增加，分子量分布变窄。（2）乳液聚合制备乳胶涂料时，乳胶粒子大小对涂料性能有重要影响。乳胶粒子粒径较小，涂料的光泽度高、遮盖力强、稳定性好；乳胶粒子粒径较大，涂料的流动性好、干燥速度快，但光泽度和遮盖力相对较低。15.（1）高分子化学在材料科学与工程中具有重要地位和作用。它是合成高分子材料的基础，通过研究聚合反应机理和方法，可以制备出具有各种特殊结构和性能的高分子材料。高分子化学为材料的设计和改性提供了理论依据，推动了材料科学与工程的发展，在航空航天、电子、生