2025 年大学分子科学与工程（分子研究）期末试卷

2025年大学分子科学与工程（分子研究）期末试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.分子科学与工程中，关于分子结构与性质关系的描述，下列正确的是（）A.分子的空间构型只影响其物理性质B.分子的化学键类型决定了其化学活性C.分子间作用力对分子的稳定性起关键作用D.分子的电子云分布与分子的磁性无关2.在分子合成过程中，以下哪种反应类型常用于构建碳-碳键（）A.加成反应B.取代反应C.消除反应D.氧化反应3.对于分子光谱，以下说法错误的是（）A.红外光谱可用于分析分子中的化学键类型B.紫外可见光谱主要反映分子的电子跃迁情况C.核磁共振谱能确定分子中原子的连接方式D.质谱可直接测定分子的结构4.分子晶体中分子间作用力主要包括（）A.离子键、共价键B.范德华力、氢键C.金属键、配位键D.共价键、金属键5.下列分子中，属于极性分子的是（）A.CO₂B.BF₃C.NH₃D.CCl₄6.分子动力学模拟中，用于描述分子间相互作用的势能函数通常是（）A.高斯函数B.幂函数C.Lennard-Jones势D.指数函数7.在分子识别过程中，主体分子与客体分子之间的相互作用主要基于（）A.共价键结合B.静电引力C.空间互补和弱相互作用D.化学反应8.对于高分子分子链，其柔顺性主要取决于（）A.分子链的长度B.分子链的化学组成C.分子链中化学键的内旋转能力D.分子链的结晶度9.分子科学与工程中，研究分子组装的主要目的是（）A.制备新材料B.分析分子结构C.提高分子反应活性D.降低分子间作用力10.下列关于分子轨道理论的说法，正确的是（）A.分子轨道是由原子轨道线性组合而成B.分子轨道数等于参与组合的原子轨道数C.分子轨道的能量一定低于原子轨道D.分子轨道理论不能解释分子的磁性二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.分子科学与工程中，常见的分子表征技术有（）A.X射线衍射B.扫描电子显微镜C.透射电子显微镜D.原子力显微镜E.红外光谱2.下列分子间作用力中，属于短程力的有（）A.离子-偶极相互作用B.色散力C.氢键D.偶极-偶极相互作用E.范德华力3.分子设计中，考虑的因素包括（）A.分子的结构B.分子的性质C.分子的合成方法D.分子的应用场景E.分子的颜色4.在分子催化反应中，催化剂的作用包括（）A.降低反应活化能B.改变反应历程C.提高反应选择性D.增加反应物浓度E.促进产物分离5.高分子材料的性能特点包括（）A.高弹性B.可塑性C.高强度D.绝缘性E.易降解三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.分子的相对分子质量越大，其熔点和沸点一定越高。（）2.所有的共价键都具有方向性和饱和性。（）3.分子的手性一定与其旋光性相关。（）4.分子动力学模拟可以精确预测分子的所有性质。（）5.分子识别过程具有高度的特异性。（）6.高分子材料的结晶度越高其性能越好。（）7.红外光谱中吸收峰的强度只与分子的振动类型有关。（）8.分子科学与工程只研究小分子，不涉及高分子。（）9.分子间作用力的大小与分子的电荷分布无关。（）10.分子合成中，产率越高说明反应越成功。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述分子结构与分子性质之间的关系，并举例说明。2.请说明分子动力学模拟的基本原理和主要步骤。3.分子识别在生物医学领域有哪些重要应用？请举例阐述。五、论述题（总共1题，每题20分）随着分子科学与工程的发展，新型分子材料不断涌现。请论述新型分子材料的设计思路、制备方法以及面临的挑战与机遇。答案：一、单项选择题1.B2.A3.D4.B5.C6.C7.C8.C9.A10.A二、多项选择题1.AE2.BDE3.ABCD4.ABC5.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.×10.×四、简答题1.分子结构决定分子性质。分子的化学键类型、键长、键角等影响化学活性，如双键易发生加成反应。分子的空间构型影响物理性质，如对称的CO₂是非极性分子，而不对称的NH₃是极性分子，导致它们溶解性等物理性质不同。分子间作用力影响熔沸点等，如相对分子质量相近时，有氢键的物质熔沸点更高。2.基本原理：基于牛顿运动定律，通过计算分子间相互作用力，求解分子的运动轨迹。主要步骤：构建分子模型，确定分子间相互作用势函数；初始化分子的位置和速度；进行数值积分求解运动方程；记录分子的运动状态，分析相关性质。3.分子识别在生物医学领域有重要应用。如药物分子与靶点的识别，精准药物设计，提高疗效减少副作用。DNA探针识别特定基因序列用于疾病诊断。生物传感器利用分子识别检测生物分子，如血糖传感器识别葡萄糖实现血糖监测。五、论述题新型分子材料设计思路：从功能需求出发，设计具有特定结构和性质的分子。依据分子结构与性能关系，通过合理组合原子和化学键构建目标分子。制备方法：采用化学合成方法，如有机合成、配位化学合成