高分子化學材料合成實驗題集VIP

綜合試卷第=PAGE1*2-11頁（共=NUMPAGES1*22頁） 綜合試卷第=PAGE1*22頁（共=NUMPAGES1*22頁）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容。一、選擇題1.高分子化合物的基本組成單元是：

a.單體

b.分子鏈

c.高分子

d.基團

2.聚合反應的類型不包括：

a.溶液聚合

b.高分子反應

c.高分子交聯(lián)

d.陰離子聚合

3.高分子化合物的特性中，不屬于其特點是：

a.高熔點

b.良好的耐腐蝕性

c.強韌性好

d.電絕緣性好

4.高分子材料按照應用領(lǐng)域分類，不屬于其中的是：

a.工程塑料

b.纖維

c.電器絕緣材料

d.食品包裝材料

5.關(guān)于聚合物鏈結(jié)構(gòu)的描述，錯誤的是：

a.鏈節(jié)是重復的結(jié)構(gòu)單元

b.主鏈決定了聚合物的功能

c.支鏈不影響聚合物分子的形狀

d.鏈節(jié)的連接方式包括共價鍵和非共價鍵

6.聚合物的相對分子質(zhì)量主要取決于：

a.單體的分子量

b.單體的聚合度

c.聚合反應條件

d.聚合物分子鏈的形狀

7.在聚合反應中，引發(fā)劑的作用是：

a.降低反應溫度

b.提高聚合速度

c.改變聚合物的結(jié)構(gòu)

d.調(diào)節(jié)聚合物的分子量

8.聚合物結(jié)晶度的測定方法不包括：

a.X射線衍射

b.量熱法

c.質(zhì)量差示掃描量熱法

d.傅里葉變換紅外光譜法

答案及解題思路：

1.答案：a

解題思路：高分子化合物是由許多相同或不同的單體通過化學反應連接成的長鏈分子，因此基本組成單元是單體。

2.答案：b

解題思路：聚合反應包括溶液聚合、固相聚合、溶膠聚合和乳液聚合等，高分子反應通常指聚合反應本身，高分子交聯(lián)是指分子間形成交聯(lián)鍵，陰離子聚合是聚合反應的一種類型，因此選項b不屬于聚合反應類型。

3.答案：a

解題思路：高分子化合物通常熔點較低，因此選項a不屬于高分子化合物的特性。

4.答案：c

解題思路：工程塑料、纖維、食品包裝材料都是高分子材料的應用領(lǐng)域，而電器絕緣材料雖然也是高分子材料，但通常不作為獨立分類。

5.答案：c

解題思路：支鏈對聚合物的分子形狀和功能有顯著影響，因此選項c是錯誤的描述。

6.答案：b

解題思路：聚合物的相對分子質(zhì)量由單體的聚合度決定，聚合度是指鏈節(jié)重復的次數(shù)。

7.答案：b

解題思路：引發(fā)劑的主要作用是引發(fā)聚合反應，提高聚合速度。

8.答案：d

解題思路：X射線衍射、量熱法和質(zhì)量差示掃描量熱法都是測定聚合物結(jié)晶度的方法，而傅里葉變換紅外光譜法主要用于分析聚合物的結(jié)構(gòu)和組成。二、填空題1.聚合物分子的主鏈上，每個單元通過共價鍵相連。

2.高分子化合物的功能與其分子結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。

3.下列反應中，屬于陰離子聚合的是：苯乙烯在過氧化物引發(fā)下的聚合反應。

4.在聚合反應中，為了提高聚合速度，常用的催化劑是過氧化物或自由基引發(fā)劑。

5.聚合物材料的耐熱性通常與其分子結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)度有關(guān)。

6.聚合物材料的力學功能與分子鏈的柔順性有關(guān)。

7.聚合反應的類型主要分為加成聚合和縮聚聚合。

8.聚合物的分子量通常用數(shù)均分子量表示。

答案及解題思路：

1.答案：共價鍵

解題思路：在聚合物化學中，單體分子通過共價鍵連接形成聚合物主鏈，這種鍵合方式非常穩(wěn)定，使得聚合物具有較高的分子量和熱穩(wěn)定性。

2.答案：分子結(jié)構(gòu)

解題思路：高分子化合物的功能，如強度、韌性、耐熱性等，很大程度上取決于其分子結(jié)構(gòu)，包括分子鏈的長度、分支結(jié)構(gòu)、交聯(lián)度等。

3.答案：苯乙烯在過氧化物引發(fā)下的聚合反應

解題思路：陰離子聚合是一種以負離子為增長中心的聚合方式，苯乙烯在過氧化物引發(fā)下聚合時，過氧化物會分解出自由基，從而引發(fā)陰離子聚合。

4.答案：過氧化物或自由基引發(fā)劑

解題思路：催化劑在聚合反應中起到降低反應活化能、提高反應速度的作用，過氧化物和自由基引發(fā)劑是常用的催化劑。

5.答案：分子結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)度

解題思路：交聯(lián)度高的聚合物通常具有更好的耐熱性和力學功能，因為交聯(lián)會限制分子鏈的運動。

6.答案：柔順性

解題思路：分子鏈的柔順性越高，聚合物材料的力學功能越好，如韌性、抗沖擊性等。

7.答案：加成聚合和縮聚聚合

解題思路：根據(jù)聚合反應的機理，聚合反應可分為加成聚合和縮聚聚合兩大類。

8.答案：數(shù)均分子量

解題思路：分子量是聚合物的一個重要指標，數(shù)均分子量是統(tǒng)計平均分子量，可以用來描述聚合物分子量的分布情況。三、判斷題1.聚合物的結(jié)晶度越高，其密度越大。（√）

解題思路：聚合物的結(jié)晶度表示分子結(jié)構(gòu)在晶體中的排列整齊程度，結(jié)晶度高說明分子排列有序，這會增加聚合物的密度。

2.高分子材料的強度與分子鏈的長度無關(guān)。（×）

解題思路：高分子材料的強度通常與分子鏈的長度相關(guān)，分子鏈越長，材料的分子間作用力越大，材料的強度越高。

3.陰離子聚合是聚合反應中最常用的一種方法。（×）

解題思路：陽離子聚合和自由基聚合更為常用，陰離子聚合相對較少應用。

4.聚合物的耐腐蝕性與聚合反應條件無關(guān)。（×）

解題思路：聚合反應條件如溫度、壓力、單體純度等都會影響聚合物的化學性質(zhì)和耐腐蝕性。

5.高分子材料具有優(yōu)良的耐熱性。（×）

解題思路：并非所有高分子材料都具有優(yōu)良的耐熱性，不同的聚合物材料有不同的耐熱性，耐熱性是聚合物的一個具體功能。

6.聚合物材料的電絕緣功能與聚合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。（√）

解題思路：聚合物的分子結(jié)構(gòu)和化學組成會影響其電子云的分布，從而影響其電絕緣功能。

7.在聚合反應中，引發(fā)劑和催化劑可以相互替換使用。（×）

解題思路：引發(fā)劑和催化劑在聚合反應中的作用不同，不能隨意替換，引發(fā)劑用于啟動反應，而催化劑用于提高反應速率。

8.聚合物材料的耐溶劑性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。（√）

解題思路：聚合物的分子結(jié)構(gòu)，特別是其極性和鏈段的化學結(jié)構(gòu)，直接影響其對特定溶劑的抵抗能力。四、簡答題1.簡述高分子化合物的基本組成單元。

答案：高分子化合物的基本組成單元是單體。單體通過聚合反應連接成長鏈結(jié)構(gòu)，形成高分子。

解題思路：理解高分子化合物是由許多單體單元通過化學鍵連接而成的長鏈或網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，單體是構(gòu)成高分子化合物的最小單元。

2.舉例說明高分子材料在生活中的應用。

答案：高分子材料在生活中的應用廣泛，如塑料、橡膠、纖維等。例如塑料用于制造各種容器、玩具；橡膠用于輪胎、密封件；纖維用于衣物、家具等。

解題思路：列舉生活中常見的高分子材料及其具體應用，以體現(xiàn)高分子材料在生活中的重要性。

3.簡述聚合反應的類型及其特點。

答案：聚合反應主要分為加成聚合和縮合聚合。加成聚合特點是反應過程中不產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物，產(chǎn)物分子量較高；縮合聚合特點是反應過程中產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物，產(chǎn)物分子量較低。

解題思路：解釋加成聚合和縮合聚合兩種類型，并分別闡述其特點。

4.簡述聚合物材料的耐熱性與其功能的關(guān)系。

答案：聚合物材料的耐熱性與其功能密切相關(guān)。耐熱性好的材料在高溫下不易變形、分解，具有良好的穩(wěn)定性和使用壽命。

解題思路：闡述耐熱性與聚合物材料功能的關(guān)系，強調(diào)耐熱性對材料應用的重要性。

5.簡述聚合物材料的力學功能與其功能的關(guān)系。

答案：聚合物材料的力學功能與其應用功能密切相關(guān)。具有良好力學功能的材料在受力時不易變形、斷裂，具有良好的承載能力和使用壽命。

解題思路：闡述力學功能與聚合物材料功能的關(guān)系，強調(diào)力學功能對材料應用的重要性。

6.簡述聚合物材料的電絕緣功能與其功能的關(guān)系。

答案：聚合物材料的電絕緣功能與其應用功能密切相關(guān)。具有良好電絕緣功能的材料在電氣設(shè)備中可防止電流泄露，提高設(shè)備的安全性。

解題思路：闡述電絕緣功能與聚合物材料功能的關(guān)系，強調(diào)電絕緣功能對材料應用的重要性。

7.簡述聚合反應中引發(fā)劑和催化劑的作用。

答案：聚合反應中引發(fā)劑用于啟動反應，催化劑用于加速反應速率。引發(fā)劑通過分解產(chǎn)生自由基，催化劑通過降低反應活化能，從而實現(xiàn)聚合反應。

解題思路：解釋引發(fā)劑和催化劑在聚合反應中的作用，強調(diào)其在反應過程中的重要性。

8.簡述聚合物材料的耐腐蝕性與其功能的關(guān)系。

答案：聚合物材料的耐腐蝕性與其應用功能密切相關(guān)。具有良好耐腐蝕性的材料在惡劣環(huán)境下不易被腐蝕，具有良好的穩(wěn)定性和使用壽命。

解題思路：闡述耐腐蝕性與聚合物材料功能的關(guān)系，強調(diào)耐腐蝕性對材料應用的重要性。五、計算題1.計算聚乙烯分子量為28,000的單體分子量。

解答：

聚乙烯（PE）的分子式為\((C_2H_4)_n\)，其單體的分子量為\(C_2H_4\)的分子量。

\[M_{C_2H_4}=2\times12.014\times1.01=28.06\,\text{g/mol}\]

所以，聚乙烯的分子量為28,000的單體分子量為：

\[M_{單體}=\frac{M_{PE}}{n}=\frac{28000}{n}\]

其中，\(n\)是鏈節(jié)數(shù)，由于題目未給出具體的\(n\)，故無法直接計算出單體分子量。

2.計算聚苯乙烯分子量為10萬的分子鏈長度。

解答：

聚苯乙烯（PS）的分子式為\((C_8H_8)_n\)，其單體的分子量為\(C_8H_8\)的分子量。

\[M_{C_8H_8}=8\times12.018\times1.01=104.16\,\text{g/mol}\]

所以，聚苯乙烯的分子量為10萬的分子鏈長度為：

\[n=\frac{M_{PS}}{M_{C_8H_8}}=\frac{100000}{104.16}\approx9617\]

3.如果某種聚合物材料的密度為1.4g/cm3，試求其結(jié)晶度。

解答：

設(shè)聚合物的密度為\(\rho\)，結(jié)晶度為\(\xi\)，非晶部分的密度為\(\rho_{\text{amorphous}}\)，則：

\[\rho_{\text{amorphous}}=\rho\times(1\xi)\]

一般情況下，非晶部分的密度約為\(0.9\,\text{g/cm}^3\)。

\[\xi=1\frac{\rho_{\text{amorphous}}}{\rho}=1\frac{0.9}{1.4}\approx0.357\]

4.計算聚丙烯的相對分子質(zhì)量。

解答：

聚丙烯（PP）的分子式為\((C_3H_6)_n\)，其單體的分子量為\(C_3H_6\)的分子量。

\[M_{C_3H_6}=3\times12.016\times1.01=42.07\,\text{g/mol}\]

所以，聚丙烯的相對分子質(zhì)量為：

\[M_{PP}=42.07\timesn\]

其中，\(n\)是鏈節(jié)數(shù)，題目未給出具體的\(n\)，故無法直接計算出相對分子質(zhì)量。

5.計算聚乳酸的聚合度。

解答：

聚乳酸（PLA）的單體分子式為\((C_3H_4O_2)_n\)，其單體的分子量為\(C_3H_4O_2\)的分子量。

\[M_{C_3H_4O_2}=3\times12.014\times1.012\times16.00=90.09\,\text{g/mol}\]

所以，聚乳酸的聚合度為：

\[DP=\frac{M_{PLA}}{M_{C_3H_4O_2}}=\frac{M_{PLA}}{90.09}\]

其中，\(M_{PLA}\)是聚乳酸的分子量，題目未給出，故無法直接計算出聚合度。

6.求聚丙烯的熔點。

解答：

聚丙烯（PP）的熔點取決于其聚合度和分子結(jié)構(gòu)。一般情況下，聚丙烯的熔點范圍為160175°C。具體熔點需根據(jù)具體樣品的聚合度和分子結(jié)構(gòu)確定。

7.求聚乙烯的耐熱性。

解答：

聚乙烯（PE）的耐熱性取決于其聚合度和分子結(jié)構(gòu)。一般而言，聚乙烯的耐熱性在120°C左右。具體耐熱性需根據(jù)具體樣品的聚合度和分子結(jié)構(gòu)確定。

8.求聚丙烯的電絕緣功能。

解答：

聚丙烯（PP）的電絕緣功能取決于其聚合度和分子結(jié)構(gòu)。一般而言，聚丙烯具有良好的電絕緣功能，介電常數(shù)為2.22.6，介電損耗角正切為0.0010.005。

答案及解題思路：

1.聚乙烯分子量為28,000的單體分子量：需知道鏈節(jié)數(shù)\(n\)才能計算。

2.聚苯乙烯分子量為10萬的分子鏈長度：使用分子量和單體分子量計算鏈節(jié)數(shù)\(n\)。

3.聚合物材料的結(jié)晶度：使用密度和已知非晶部分密度計算結(jié)晶度\(\xi\)。

4.聚丙烯的相對分子質(zhì)量：需知道鏈節(jié)數(shù)\(n\)才能計算。

5.聚乳酸的聚合度：使用分子量和單體分子量計算聚合度。

6.聚丙烯的熔點：根據(jù)具體樣品的聚合度和分子結(jié)構(gòu)確定。

7.聚乙烯的耐熱性：根據(jù)具體樣品的聚合度和分子結(jié)構(gòu)確定。

8.聚丙烯的電絕緣功能：根據(jù)具體樣品的聚合度和分子結(jié)構(gòu)確定。六、論述題1.論述高分子材料在國民經(jīng)濟中的重要地位。

答案：

高分子材料在國民經(jīng)濟中具有重要地位，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

工業(yè)應用：高分子材料廣泛應用于汽車、電子、建筑、紡織等行業(yè)，是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的材料。

日常生活：從塑料袋、衣物到家具，高分子材料極大地豐富了人們的日常生活。

農(nóng)業(yè)：高分子材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用于制造地膜、塑料大棚等，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

醫(yī)療：高分子材料在醫(yī)療器械、人工器官等領(lǐng)域有廣泛應用，改善了醫(yī)療條件。

經(jīng)濟推動：高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的完善，對經(jīng)濟增長有顯著貢獻。

解題思路：

首先概述高分子材料在國民經(jīng)濟中的廣泛應用領(lǐng)域，然后分別從工業(yè)、日常生活、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和經(jīng)濟推動等方面闡述其重要性，最后總結(jié)高分子材料對經(jīng)濟增長的貢獻。

2.論述聚合反應中引發(fā)劑和催化劑的作用及選擇。

答案：

聚合反應中的引發(fā)劑和催化劑在反應中起著的作用：

引發(fā)劑：用于啟動聚合反應，提供自由基、陽離子或陰離子等活性中心。

催化劑：降低反應活化能，提高反應速率，同時可以選擇性地控制聚合物的分子量和分子量分布。

選擇引發(fā)劑和催化劑時需考慮以下因素：

反應類型：根據(jù)聚合反應的類型選擇合適的引發(fā)劑和催化劑。

活性：選擇活性適中的引發(fā)劑和催化劑，以保證反應速率和產(chǎn)物質(zhì)量。

選擇性：選擇具有高選擇性的催化劑，以獲得特定結(jié)構(gòu)和功能的聚合物。

環(huán)境影響：考慮引發(fā)劑和催化劑的環(huán)境友好性。

解題思路：

首先闡述引發(fā)劑和催化劑在聚合反應中的作用，然后分別從反應類型、活性、選擇性和環(huán)境影響等方面說明選擇引發(fā)劑和催化劑的考慮因素。

3.論述聚合物材料的耐熱性對其應用的影響。

答案：

聚合物材料的耐熱性對其應用有重要影響，主要體現(xiàn)在以下方面：

高溫應用：耐熱性好的聚合物材料可以在高溫環(huán)境下保持功能穩(wěn)定，適用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。

熱穩(wěn)定性：耐熱性好的聚合物材料具有較好的熱穩(wěn)定性，不易發(fā)生降解，延長使用壽命。

加工功能：耐熱性好的聚合物材料在加工過程中不易變形，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

解題思路：

首先介紹聚合物材料的耐熱性對應用的影響，然后從高溫應用、熱穩(wěn)定性和加工功能三個方面進行闡述。

4.論述聚合物材料的力學功能對其應用的影響。

答案：

聚合物材料的力學功能對其應用有顯著影響，主要體現(xiàn)在以下方面：

強度和韌性：高強度和韌性的聚合物材料適用于承受較大載荷的結(jié)構(gòu)部件。

耐沖擊性：耐沖擊性好的聚合物材料適用于易受沖擊的場合，如汽車保險杠。

加工功能：力學功能良好的聚合物材料易于加工成型，有利于提高生產(chǎn)效率。

解題思路：

首先概述聚合物材料的力學功能對應用的影響，然后從強度和韌性、耐沖擊性和加工功能三個方面進行闡述。

5.論述聚合物材料的電絕緣功能對其應用的影響。

答案：

聚合物材料的電絕緣功能對其應用有重要影響，主要體現(xiàn)在以下方面：

電子行業(yè)：電絕緣功能好的聚合物材料適用于電子元件的絕緣層。

電力傳輸：電絕緣功能好的聚合物材料可用于高壓電纜的絕緣層。

安全功能：電絕緣功能好的聚合物材料有助于提高電氣設(shè)備的安全性。

解題思路：

首先介紹聚合物材料的電絕緣功能對應用的影響，然后從電子行業(yè)、電力傳輸和安全功能三個方面進行闡述。

6.論述聚合物材料的耐腐蝕性對其應用的影響。

答案：

聚合物材料的耐腐蝕性對其應用有顯著影響，主要體現(xiàn)在以下方面：

環(huán)境適應性：耐腐蝕性好的聚合物材料適用于惡劣環(huán)境，如海洋、化工等。

使用壽命：耐腐蝕性好的聚合物材料不易受到腐蝕，延長使用壽命。

維護成本：耐腐蝕性好的聚合物材料降低維護成本，提高經(jīng)濟效益。

解題思路：

首先概述聚合物材料的耐腐蝕性對應用的影響，然后從環(huán)境適應性、使用壽命和維護成本三個方面進行闡述。

7.論述高分子材料在環(huán)境保護中的應用。

答案：

高分子材料在環(huán)境保護中發(fā)揮著重要作用，主要體現(xiàn)在以下方面：

廢棄物處理：高分子材料可用于制造環(huán)保型包裝材料，減少廢棄物。

水資源保護：高分子材料可用于制造水處理設(shè)備，提高水資源利用率。

空氣凈化：高分子材料可用于制造空氣凈化器，改善空氣質(zhì)量。

解題思路：

首先介紹高分子材料在環(huán)境保護中的應用，然后從廢棄物處理、水資源保護和空氣凈化三個方面進行闡述。

8.論述高分子材料在能源領(lǐng)域中的應用。

答案：

高分子材料在能源領(lǐng)域有廣泛的應用，主要體現(xiàn)在以下方面：

新能源：高分子材料可用于制造太陽能電池、燃料電池等新能源設(shè)備。

儲能：高分子材料可用于制造儲能設(shè)備，如鋰電池、超級電容器等。

節(jié)能：高分子材料可用于制造節(jié)能型建筑材料，降低能源消耗。

解題思路：

首先介紹高分子材料在能源領(lǐng)域中的應用，然后從新能源、儲能和節(jié)能三個方面進行闡述。七、實驗題1.設(shè)計一個實驗，驗證聚合物材料的力學功能。

實驗目的：通過拉伸、壓縮和彎曲實驗，評估聚合物材料的強度、模量和韌性。

實驗步驟：

1.準備不同類型和形狀的聚合物樣品。

2.使用萬能材料試驗機進行拉伸、壓縮和彎曲測試。

3.記錄斷裂應力、屈服強度、彈性模量和斷裂伸長率等數(shù)據(jù)。

4.分析數(shù)據(jù)，評估材料的力學功能。

實驗答案及解題思路：

答案：通過實驗得到的應力應變曲線和力學功能數(shù)據(jù)。

解題思路：分析應力應變曲線，計算相關(guān)力學功能參數(shù)，并與標準數(shù)據(jù)進行比較。

2.設(shè)計一個實驗，測定聚合物材料的密度。

實驗目的：測定聚合物材料的密度，為后續(xù)實驗提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

實驗步驟：

1.準備已知尺寸的聚合物樣品。

2.使用量筒測量樣品的體積。

3.使用電子天平測量樣品的質(zhì)量。

4.計算密度（質(zhì)量/體積）。

實驗答案及解題思路：

答案：聚合物材料的密度值。

解題思路：直接計算質(zhì)量與體積的比值，得出密度。

3.設(shè)計一個實驗，研究聚合物材料的耐熱性。

實驗目的：評估聚合物材料在高溫下的穩(wěn)定性和變化。

實驗步驟：

1.將聚合物樣品置于不同溫度的烘箱中。

2.觀察樣品的外觀變化，記錄重量損失。

3.分析熱失重數(shù)據(jù)，評估材料的耐熱性。

實驗答案及解題思路：

答案：熱失重曲線和耐熱性指標。

解題思路：通過熱失重分析，確定材料在高溫下的分解溫度和穩(wěn)定性。

4.設(shè)計一個實驗，測試