《高分子化學》題庫試題試卷及答案6套

PAGEPAGE4《高分子化學》課程試題試卷及答案班級學號姓名一、名詞解釋（共10分，每題2分）⒈聚合物的無規(guī)降解⒉體型縮聚反應⒊乳化劑⒋反應程度⒌動力學鏈長得分得分二、填空題（將正確的答案填在下列各題的橫線處）(每空1分，總計24分)⒈自由聚合的特征、和等。⒉自由基共聚合的意義是、。⒊表征乳化劑性能的指標是、和。⒋陰離子聚合的引發(fā)體系有、和。⒌某些聚合物按大分子主鏈中含的特征基團可命名為、、和聚合物等。⒍根據(jù)共聚物大分子鏈中單體單元的排列順序，共聚物分、、、四類。7、高分子化合物根據(jù)大分子鏈的元素種類可分為、和元素有機化合物等三類。8、合成尼龍66的單體是和。得分得分三、簡答題（共20分，每題5分）⒈乳化劑不參加聚合反應，但它的存在對聚合反應有很大影響，為什么?⒉什么叫聚合物相對分子質(zhì)量的多分散性？⒊何謂自動加速現(xiàn)象？并解釋產(chǎn)生的原因。⒋無規(guī)降解與聚合物結構有何關系?舉例說明哪些聚合物容易發(fā)生無規(guī)降解?寫出PE無規(guī)降解的化學反應方程式?得分得分四、計算題（共40分）⒈(10分)醋酸乙烯在60℃以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑進行本體聚合，其動力學數(shù)據(jù)如下：=1.16×10-5s-1，=3700L·(mol·s)-1，=7.4×107L·(mol·s)-1，c(M)=10.86mol/L，c(I)=0.206×10-3mol/L，CM=1.91×10-4，偶合終止占動力學終止的90%，試求所得聚醋酸乙烯的。⒉(15分)苯乙烯（M1）與丁二烯（M2）在5℃下進行自由基乳液共聚合時，其=0.64，=1.38。已知：苯乙烯和丁二烯的均聚鏈增長速率常數(shù)分別為49.0和25.3L·(mol·s)-1。請：（1）計算共聚時的鏈增長反應速率常數(shù)。（2）比較兩種單體和兩種鏈自由基的反應活性的大小。（3）做出此共聚反應的曲線。（4）要制備組成均一的共聚物需要采取什么措施？3.(6分)計算60℃苯乙烯乳液聚合速率和平均聚合度。已知：kp=176L·(mol·s)-1，c(M)=5.0mol/L，N=1.0×1015個/mL，ρ=5.0×1012個/mL·s4.（9分）等物質(zhì)的量的二元醇和二元酸進行縮聚，如平衡常數(shù)K=200，在密閉體系中反應，不除去副產(chǎn)物水。問：⑴反應程度P和平均聚合度能達到多少？⑵如羧基的起始濃度，要使，須將小分子水降低到怎樣的程度？得分得分五、(6分)以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，寫出氯乙烯懸浮聚合的基元反應方程式《高分子化學》試題試卷及答案答案一、名詞解釋（共10分，每題2分）⒈聚合物的無規(guī)降解聚合物在熱的作用下,大分子鏈發(fā)生任意斷裂,使聚合度降低,形成低聚體,但單體收率很低(一般小于3%),這種熱降解稱為無規(guī)降解。⒉體型縮聚反應縮聚反應體系中只要有一種單體是含有兩個以上官能團的化合物，縮聚反應將向著三個方向發(fā)展生成體型縮聚物，生成體型縮聚物的縮聚反應謂之。⒊乳化劑能降低水的表面張力，對單體液滴起保護作用，能形成膠束，增溶單體，能使單體和水體系成為一種非常穩(wěn)定的難以分層的乳液的物質(zhì)。⒋反應程度參加反應的官能團數(shù)占起始官能團數(shù)的分率。⒌動力學鏈長每個活性中心從引發(fā)開始到終止為止（或生到滅）平均所消耗的單體分子數(shù)。二、填空題（共24分，每空1分）⒈自由聚合的特征慢引發(fā)、快增長和速終止等⒉自由基共聚合的意義是增加高聚物的品種、對現(xiàn)有高聚物改性。⒊表征乳化劑性能的指標是臨界膠束濃度、親水親油平衡值和三相平衡點。⒋陰離子聚合的引發(fā)體系有堿金屬、堿金屬配合物和強堿等。⒌某些聚合物按主鏈中含有的特征基團可命名為聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚醚等。⒍根據(jù)共聚物大分子鏈中單體單元的排列順序，共聚物分為無規(guī)共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。7、高分子化合物根據(jù)大分子鏈的元素種類可分為碳鏈高聚物、雜鏈高聚物和元素有機化合物等三類。8、合成尼龍66的單體是己二酸和己二胺。三、簡答題（共20分，每題5分）⒈乳化劑不參加聚合反應，但它的存在對聚合反應有很大影響，為什么?乳化劑雖不參加反應，但能形成膠束，參與形成乳膠粒。而乳膠粒是乳液聚合反應的場所。根據(jù)乳液聚合動力學方程可知，乳化劑用量大，形成的乳膠粒數(shù)N多，聚合反應速率快，聚合物的平均聚合度大。⒉什么叫聚合物相對分子質(zhì)量的多分散性？即使純粹的聚合物也是由化學組成相同，相對分子質(zhì)量不同的同系物組成的混合物。聚合物相對分子質(zhì)量的不均一性，稱其為相對分子質(zhì)量的多分散性。我們所說的聚合物的平均相對分子質(zhì)量具有統(tǒng)計平均的意義。⒊何謂自動加速現(xiàn)象？并解釋產(chǎn)生的原因。在自由基聚合體系中，當達到一定轉化率時，聚合體系中出現(xiàn)聚合速率突然加快，聚合物的平均相對分子質(zhì)量也隨之增大的現(xiàn)象稱為自動加速現(xiàn)象。造成自動加速的原因是隨著反應的進行，體系粘度漸增，鏈自由基由伸展狀態(tài)變?yōu)榫砬鸂顟B(tài)，溶解性能變差，鏈段重徘受阻，活性中心被包埋，雙基終止困難變??；而此時，單體的擴散未受阻礙，鏈增長反應不受影響，基本不變，增大，聚合速率增大，聚合物的平均相對分子質(zhì)量也隨之增大。⒋無規(guī)降解與聚合物的結構有何關系?舉例說明哪些聚合物容易發(fā)生無規(guī)降解？寫出PE無規(guī)降解的化學反應方程式?聚合物大分子鏈上凡含有容易轉移的氫原子的聚合物易發(fā)生無規(guī)降解。如PE、PP、PIB、PIP和PB等。PE無規(guī)降解的化學反應方程式：四、（共40分）計算題答案1．（10分）醋酸乙烯在60℃以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑進行本體聚合，其動力學數(shù)據(jù)如下：=1.16×10-5s-1，=3700L·(mol·s)-1，=7.4×107L·(mol·s)-1，c(M)=10.86mol/L，c(I)=0.206×10-3mol/L，CM=1.91×10-4，偶合終止占動力學終止的90%，試求所得聚醋酸乙烯的。（2分）解：動力學鏈長。（2分）按=1計算，代入其它數(shù)據(jù)得：（1分）（3分）（C表示偶合終止占動力學終止的百分數(shù)，D表示歧化終止占動力學終止的百分數(shù)。）（1分）（3分）（3分）（3分）（1分）（1分）即聚醋酸乙烯的平均聚合度。⒉（15分）苯乙烯（M1）與丁二烯（M2）在5℃下進行自由基乳液共聚合時，其=0.64，=1.38。已知：苯乙烯和丁二烯的均聚鏈增長速率常數(shù)分別為49.0和25.1L·(mol·s)-1。請：⑴計算共聚時的鏈增長反應速率常數(shù)。⑵比較兩種單體和兩種鏈自由基的反應活性的大小。⑶做出此共聚反應的曲線。⑷要制備組成均一的共聚物需要采取什么措施？解：⑴∵(1分)∴共聚反應的鏈增長速率常數(shù)(1分)(1分)(1分)(1分)⑵丁二烯單體的=1.38,苯乙烯單體的=0.64。,說明丁二烯單體活性較大。>表明苯乙烯鏈自由基的活性>丁二烯鏈自由基的活性。(1分)(1分)(1分)⑶=0.64＜1，=1.38＞1，r1·r2＝0.882＜1。(1分)兩種單體共聚屬非理想非恒比共聚(1分)取值列表如下計算結果(8分)x100.20.40.60.81.0x’100.1510.3170.5050.7261.0··X’110.80.60.40.210.80.60.40.20x1圖圖曲線(2分)(1分)⑷欲得組成均勻的共聚物，可按組成要求計算投料比，且在反應過程中不斷補加活潑丁二烯單體，以保證原料配比基本保持恒定。(1分)3.（6分）計算60℃苯乙烯乳液聚合速率和平均聚合度。已知：kp=176L·(mol·s)-1，c(M)=5.0mol/L，N=1.0×1015個/mL，ρ=5.0×1012個/mL·s（3分）（3分）（3分）（3分）4.（9分）等物質(zhì)的量的二元醇和二元酸進行縮聚，如平衡常數(shù)K=200，在密閉體系中反應，不除去副產(chǎn)物水。問：⑴反應程度P和平均聚合度能達到多少？⑵如羧基的起始濃度，要使，須將小分子水降低到怎樣的程度？解：（2分）(2分)⑴（2分）(2分)（2分）⑵要使必須采用敞開體系中，且P=1，此時有（2分）（3分）（3分）五、以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，寫出氯乙烯懸浮聚合的有關的基元反應方程式(共6分)⒈.鏈引發(fā)(1)引發(fā)劑分解，生成初級自由基：（1分）（1分）(2)初級自由基與單體加成生成單體自由基：（1分）（1分）⒉鏈增長（1分）（1分）⒊鏈終止向單體轉移終止是氯乙烯聚合鏈終止的主要方式：（3分）（3分）《高分子化學》課程試題試卷及答案總分班級學號姓名總分得分得分一、基本概念（共10分,每小題2分）⒈理想共聚⒉乳液聚合⒊陰離子聚合⒋平均聚合度⒌阻聚劑得分得分二、填空題（將正確的答案填在下列各題的橫線處）(每空1分，總計20分)⒈連鎖聚合包括、、和。⒉連鎖聚合的全過程一般有、、和等幾個基元反應。⒊環(huán)狀類單體主要有、、和等幾類。⒋控制共聚物組成的方法有、和等方法。⒌聚合物的化學反應按反應前后聚合度的變化情況可分、和等化學反應。⒍縮聚物按大分子形態(tài)可分為和兩類。得分得分三、簡答題（共20分，每小題5分）⒈乳液聚合動力學的特點是什么?⒉乙烯進行自由基聚合時，為什么需在高溫（130℃～280℃）高壓（150MPa～250MPa）的苛刻條件下進行？⒊甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時鏈終止方式如何？并寫出甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時歧化終止反應方程式。⒋何謂側鏈斷裂?與聚合物結構有何關系？寫出PVC樹脂側鏈斷裂有關化學反應方程式。得分得分四、計算題（40分）⒈(15分)以過氧化二苯甲酰(BPO)作引發(fā)劑，60℃研究苯乙烯在苯中的聚合。已知：苯乙烯溶液濃度為1.0mol/L,過氧化物的濃度為0.01mol/L，引發(fā)和聚合的初速分別為4.0×10-11mol/L.st和1.5×10-7mol/L.s。CM＝8.0×10-5；CI＝3.2×10-4；CS＝2.3×10-6；60℃苯乙烯的密度為0.887g./mL；60℃苯的密度為0.839g./mL；計算：⑴(2分)fkd。⑵(13分)聚苯乙烯(PS)的平均聚合度⒉(共12分)工業(yè)上為了合成具有一定相對分子質(zhì)量的聚酰胺-1010，一般先將癸二胺（M1=172）和癸二酸（M2=202）制備成“1010鹽”，然后再進行縮聚?，F(xiàn)已知該“1010鹽”為中性，因此另加1.0%(以單體總數(shù)計)mol的苯甲酸（M’=122）作為官能團封鎖劑控制聚酰胺-1010的相對分子質(zhì)量，若反應程度P＝0.998，請：⑴(6分)寫出合成聚酰胺-1010有關的聚合反應方程式。⑵（6分）計算該聚酰胺-1010的數(shù)均相對分子質(zhì)量。⒊(8分)苯乙烯(M1)與丁二烯(M2)，在5℃下進行自由基共聚合。已知：M1、M2均聚鏈增長速率常數(shù)分別為49.0和25.1L/mol.S；M1與M2共聚、M2與M1共聚鏈增長速率常數(shù)分別為76.6和18.2L/mol.s；起始投料比m1：m2＝1：8(質(zhì)量比)。請：計算聚合初期共聚物組成x’1=？⒋(5分)欲使環(huán)氧樹脂用官能團等物質(zhì)的乙二胺固化，用Carothers方程和Flory統(tǒng)計公式分別計算凝膠點。⑴（3分）用Carothers方程計算凝膠點：⑵（2分）用Flory統(tǒng)計公式計算凝膠點：得分得分五、寫出鏈引發(fā)反應方程式(共10分,每錯一個方程式扣1分)將單體和引發(fā)劑進行匹配，寫出可能發(fā)生的鏈引發(fā)反應方程式并指出聚合反應類型(自由基聚合?陽離子聚合?陰離子聚合?)。⒈單體CH2＝CH－C6H5⒉引發(fā)劑⑴BPO⑵Na＋⑶BF3＋H2O⑷C4H9Li《高分子化學》課程試題試卷及答案答案一、基本概念題（共10分,每題2分）⒈理想共聚是指r1*r2=1時，兩種單體的自由基共聚合。⒉乳液聚合是指單體和水在乳化劑作用下，并在形成的乳狀液中進行聚合反應。⒊陰離子聚合增長活性中心是帶負電荷的陰離子的連鎖聚合。⒋平均聚合度平均一個大分子鏈上所具有的結構單元數(shù)目。⒌阻聚劑某些物質(zhì)能與初級自由基和鏈自由基作用生成非自由基物質(zhì),或生成不能再引發(fā)單體的低活性自由基,使聚合速率為0,這種作用稱為阻聚作用。具有阻聚作用的物質(zhì),稱為阻聚劑。二、填空題（共20分,每空1分）⒈連鎖聚合包括自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合和配位陰離子聚合。⒉連鎖聚合的全過程一般有鏈引發(fā)反應、鏈增長反應、鏈終止反應和鏈轉移反應等幾個基元反應。⒊環(huán)狀類單體主要有環(huán)醚類、環(huán)酰胺類、環(huán)酯類和環(huán)烯烴等幾類。⒋控制共聚物組成的方法有調(diào)節(jié)起始單體配比的一次投料法、連續(xù)補加活性單體和連續(xù)補加混合單體等方法。⒌聚合物的化學反應按反應前后聚合度的變化情況可分為聚合度基本不變的化學反應、聚合度變大的化學反應和聚合度變小的化學反應。6.縮聚物按大分子形態(tài)可分為線型縮聚物和體型縮聚物兩類。三、簡答題（共20分，每小題5分）⒈乳液聚合動力學的特點是什么?⑴聚合場所在增溶單體的膠束中。⑵終止方式為鏈自由基和初級自由基（或短鏈自由基）的雙基終止，可看作單基終止。因此，不存在自動加速現(xiàn)象。⑶無鏈轉移反應，而且是單基終止。因此，⑷根據(jù)動力學方程，增加乳膠粒的數(shù)目N，可同時提高聚合速率和聚合物的平均聚合度。⒉乙烯進行自由基聚合時，為什么需在高溫（130℃～280℃）高壓（150MPa～250MPa）的苛刻條件下進行？乙烯是烯類單體中結構最簡單的單體，它沒有取代基，結構對稱，偶極矩為0,不易誘導極化,聚合反應的活化能很高,不易發(fā)生聚合反應；提高反應溫度可以增加單體分子的活性,以達到所需要的活化能,有利于反應的進行。乙烯在常溫、常壓下為氣體,且不易被壓縮液化,在高壓250MPa下,乙烯被壓縮,使其密度近似液態(tài)烴的密度,增加分子間的碰撞機會,有利于反應的進行。純乙烯在300℃以下是穩(wěn)定的，溫度高于300℃,乙烯將發(fā)生爆炸性分解，分解為C、H2和CH4等。鑒于以上原因，乙烯進行自由基聚合時須在高溫、高壓的苛刻條件下進行。⒊甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時鏈終止方式如何？并寫出甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時歧化終止反應方程式。甲基丙烯酸甲酯，由于空間位阻較大，以歧化終止為主,隨聚合溫度的升高,歧化終止的比例增加。甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時，歧化終止反應為⒋何謂側鏈斷裂？與聚合物結構有何關系？寫出PVC樹脂側鏈斷裂有關化學反應方程式。聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加熱時易著色,起初變黃,然后變棕,最后變?yōu)榘底鼗蚝谏?同時有氯化氫放出。這一過程稱為側鏈斷裂。側鏈斷裂是鏈鎖反應,連續(xù)脫氯化氫的結果使分子鏈形成大π鍵PVC樹脂側鏈斷裂有關化學反應方程式：四、計算題（40分）⒈(15分)以過氧化二苯甲酰(BPO)作引發(fā)劑，60℃研究苯乙烯在苯中的聚合。已知：苯乙烯溶液濃度為1.0mol/L,過氧化物的濃度為0.01mol/L，引發(fā)和聚合的初速分別為4.0×10-11mol/L.st和1.5×10-7mol/L.s。CM＝8.0×10-5；CI＝3.2×10-4；CS＝2.3×10-6；60℃苯乙烯的密度為0.887g./mL；60℃苯的密度為0.839g./mL；計算：⑴(2分)fkd。(2分)(2分)(2分)⑵(13分)聚苯乙烯(PS)的平均聚合度(2分)(1分)(2分)(1分)(2分)(2分)(1分)(2分)(1分)(1分)(4分)(1分)(4分)⒉(共12分)工業(yè)上為了合成具有一定相對分子質(zhì)量的聚酰胺-1010，一般先將癸二胺（M1=172）和癸二酸（M2=202）制備成“1010鹽”，然后再進行縮聚?，F(xiàn)已知該“1010鹽”為中性，因此另加1.0%(以單體總數(shù)計)mol的苯甲酸（M’=122）作為官能團封鎖劑控制聚酰胺-1010的相對分子質(zhì)量，若反應程度P＝0.998，請：⑴(6分)寫出合成聚酰胺-1010有關的聚合反應方程式。⑵（6分）計算該聚酰胺-1010的數(shù)均相對分子質(zhì)量。解：⒈寫出合成聚酰胺-1010有關的聚合反應方程式。⑴制備“1010鹽”(2分)(2分)(2分)“1010鹽”為中性，意味著[-NH2]=[-COOH]),則加入單官能團化合物苯甲酸做相對分子質(zhì)量穩(wěn)定劑,控制尼龍1010的相對分子質(zhì)量：(2分)(2分)(2分)⒉計算該聚酰胺-1010的數(shù)均相對分子質(zhì)量（1分）（1分）(1分)(1分)(2分)(2分)(2分)(2分)⒊(8分)苯乙烯(M1)與丁二烯(M2)，在5℃下進行自由基共聚合。已知：M1、M2均聚鏈增長速率常數(shù)分別為49.0和25.1L/mol.S；M1與M2共聚、M2與M1共聚鏈增長速率常數(shù)分別為76.6和18.2L/mol.s；起始投料比m1：m2＝1：8(質(zhì)量比)。請：計算聚合初期共聚物組成x’1=？(2分)(2分)解：(2分)(2分)(1分)(1分)(3分)(3分)⒋(5分)欲使環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.2)，用官能團等摩爾的乙二胺固化，用Carothers方程和Flory統(tǒng)計公式分別計算凝膠點Pc。⑴（3分）用Carothers方程計算凝膠點Pc：(1分)(1分)(1分)(1分)⑵（2分）用Flory統(tǒng)計公式計算凝膠點Pc：(1分)(1分)六、寫出鏈引發(fā)反應方程式(共10分,每錯一個方程式扣1分)將下列單體和引發(fā)劑進行匹配（按單體逐個寫出），寫出可能發(fā)生的鏈引發(fā)反應方程式并指出聚合反應類型(自由基聚合?陽離子聚合?陰離子聚合?)。⒈單體CH2＝CH－C6H5⒉引發(fā)劑⑴BPO⑵Na＋⑶BF3＋H2O⑷C4H9Li有關引發(fā)反應如下：CH2＝CH－C6H5既可以進行陽離子聚合、陰離子聚合又可以進行自由基聚合：BPO分解反應方程式：高分子化學》課程試題試卷及答案得分總分班級學號姓名得分總分一、基本概念（共10分,每小題2分）⒈混縮聚2．聚合物3.重復單元4．陽離子聚合5．懸浮劑得分得分二、填充題（將正確的答案填在下列各題的橫線處,每空1分，總計20分）⒈在自由基聚合體系中,用引發(fā)劑引發(fā)的引發(fā)速率方程式。2．塑料按其受熱行為的不同可分為塑料和塑料。3．在合成聚合物中、和稱為三大合成材料。4．表征聚合物相對分子質(zhì)量的物理量有和。5．按自由基和陰離子聚合的單體有、和等。6．聚氨酯可以看成是由和構成的嵌段共聚物。7．逐步聚合包括和兩類。8.聚合物的相對分子質(zhì)量方面的特征是、、。9．氯乙烯自由聚合時，聚合速率用調(diào)節(jié)，而聚合物的相對分子質(zhì)量用控制。得分得分三、回答問題(共20分,每小題5分)⒈陰離子聚合在適當?shù)臈l件下，其陰離子活性增長鏈可以長期不終止，而形成活性聚合物，為什么？⒉與低分子化合物相比較，高分子化合物有哪些特點？⒊何謂離子交換樹脂？主要有幾種類型？如何合成離子交換樹脂？⒋請寫出工業(yè)上制備PA-66樹脂有關的聚合反應方程式（以苯甲酸作官能團封鎖劑）。得分得分四、（共43分）計算題（根據(jù)題目要求，計算下列各題）1.（本題15分）用偶氮二異丁腈（ABIN）為引發(fā)劑，苯乙烯60℃進行本體聚合。試計算引發(fā)劑引發(fā)對聚合物平均聚合度倒數(shù)的貢獻？計算時采用以下數(shù)據(jù)和條件：⑴c(I)＝0.04mol/L；⑵f＝0.8；⑶kd＝2.0×10-6s-1；⑷kp＝176L/mol.s；⑸kt＝3.6×107L/mol.s；⑹CM＝0.85×10-4；⑺CI＝0.05；⑻60℃時苯乙烯的密度為0.887g/cm3解：2.（8分）由己二胺與己二酸合成尼龍-66，如尼龍-66的相對分子質(zhì)量為15000，反應程度P=1,試計算原料比,并寫出合成反應方程式。解：3.（本題14分）在高聚物生產(chǎn)中，共聚物組成是一個重要的生產(chǎn)指標。已知：氯乙烯(M1)和醋酸乙烯(M2)共聚；r1=1.68，r2=0.23(M1’=62.5)(M2’=86)若要求共聚物中氯乙烯單體單元的含量為72wt%。請：⑴(10分)畫出x’1~x1曲線。⑵（1分）為了得到組成基本均一的共聚物，應采用怎樣的投料方法？⑶（3分）從圖中得出起始單體投料比c(M1)0/c(M2)0=？。4.(6分)鄰苯二甲酸酐與等物質(zhì)的季戊四醇官能團等物質(zhì)的量縮聚,分別按Carothers方程和Flory統(tǒng)計公式計算凝膠點PC。⒈按Carothers方程求凝膠點PC⒉按Flory統(tǒng)計公式求凝膠點PC得分得分從醋酸乙烯酯單體到聚乙烯醇，須經(jīng)哪些反應？寫出有關的化學反應方程式。高分子化學》課程試題試卷及答案答案一、基本概念（共10分,每小題2分）1．混縮聚：反應體系中有兩種單體a-R-a和b-R‘-b，a和a不能反應，b和b不能反應，a和b之間進行反應的的縮聚體系。2．聚合物：具有巨大相對分子質(zhì)量的一類化合物3.重復單元:聚合物大分子中以共價鍵相互連接的、重復出現(xiàn)的、小而簡單的結構單位。4．陽離子聚合：增長活性中心為帶正電荷的陽離子的連鎖聚合。5．懸浮劑：對單體有保護作用，能降低水的表面張力，使水和單體的分散體系變?yōu)楸容^穩(wěn)定的分散體系，這種作用稱為懸浮作用。具有懸浮作用的物質(zhì)稱為懸浮劑。二、填充題（將正確的答案填在下列各題的橫線處,每空1分，總計20分）自由基聚合體系中,用引發(fā)劑引發(fā)的引發(fā)速率方程式。2．塑料按其受熱行為的不同可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。3．在合成聚合物中合成纖維、塑料和合成橡膠稱為三大合成材料。4．表征聚合物相對分子質(zhì)量的物理量有動力學鏈長和平均聚合度。5．按自由基和陰離子聚合的單體有丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、偏二氯乙烯等。6．聚氨酯可以看成是由剛性鏈段和柔性鏈段構成的嵌段共聚物。7．逐步聚合包括縮聚和逐步加成聚合兩類。8.聚合物的相對分子質(zhì)量方面的特征是巨大、具有多分散性、用平均相對分子質(zhì)量表示。9．氯乙烯自由聚合時，聚合速率用引發(fā)劑用量調(diào)節(jié)，而聚合物的相對分子質(zhì)量用聚合溫度控制。三、回答問題(共20分,每小題5分)⒈陰離子聚合在適當?shù)臈l件下，其陰離子活性增長鏈可以長期不終止，而形成活性聚合物，為什么？答：⑴陰離子活性增長鏈中心離子具有相同電荷,相同電荷的排斥作用,不像自由基聚合那樣可以雙基終止。⑵陰離子聚合中,陰離子活性增長鏈的反離子常為金屬陽離子,中心離子為碳負離子二者之間離解度大,不能發(fā)生中心離子和反離子的結合反應。⑶陰離子活性增長鏈也不容易發(fā)生向單體轉移反應。因為,這種轉移反應需脫除H(-)需要較高的能量,而陰離子聚合往往是在低溫(0℃以下)進行。⒉與低分子化合物相比較，高分子化合物有哪些特點？答：⑴相對分子質(zhì)量方面的特征①相對分子質(zhì)量巨大?聚合物的相對分子質(zhì)量一般為104～106；②相對分子質(zhì)量具有多分散性；③相對分子質(zhì)量用平均相對分子質(zhì)量表示。⑵結構方面的特征聚合物存在著多重結構,即所謂一次結構、二次結構和三次結構。⑶聚集態(tài)特征聚合物沒有氣態(tài)，只有固態(tài)和液態(tài)。⒊何謂離子交換樹脂？主要有幾種類型？如何合成離子交換樹脂？答：離子交換樹脂是指具有反應性基團的輕度交聯(lián)的體型無規(guī)聚合物,利用其反應性基團實現(xiàn)離子交換反應的一種高分子試劑。其有強酸型、弱酸型、強堿型和弱堿型四種類型；合成離子交換樹脂首先用苯乙烯和少量對二烯基苯采用懸浮共聚合,合成輕度交聯(lián)的體型無規(guī)聚苯乙烯(母體),再利用聚合物的化學反應制備強酸型或強堿型離子交換樹脂。⒋請寫出工業(yè)上制備PA-66樹脂有關的聚合反應方程式（以苯甲酸作官能團封鎖劑）。四、（共43分）計算題（根據(jù)題目要求，計算下列各題）1.（本題15分）用偶氮二異丁腈（ABIN）為引發(fā)劑，苯乙烯60℃進行本體聚合。試計算引發(fā)劑引發(fā)對聚合物平均聚合度倒數(shù)的貢獻？計算時采用以下數(shù)據(jù)和條件：⑴c(I)＝0.04mol/L；⑵f＝0.8；⑶kd＝2.0×10-6s-1；⑷kp＝176L/mol.s；⑸kt＝3.6×107L/mol.s；⑹CM＝0.85×10-4；⑺CI＝0.05；⑻60℃時苯乙烯的密度為0.887g/cm3（1分）引發(fā)劑引發(fā)對平均聚合度倒數(shù)的貢獻是：（5分）（2分）（2分）（1分）（2分）解：（1分）引發(fā)劑引發(fā)對平均聚合度倒數(shù)的貢獻是：（5分）（2分）（2分）（1分）（2分）2.（8分）由己二胺與己二酸合成尼龍-66，如尼龍-66的相對分子質(zhì)量為15000，反應程度P=1,試計算原料比,并寫出合成反應方程式。解：設：二元酸過量，并且己二胺單體的摩爾數(shù)為n，己二酸單體的摩爾數(shù)為n+1（2分）有關的聚合反應方程式為（2分）：（2分）（2分）因此，原料比（己二胺：己二酸）=n：（n+1）=66：67（摩爾比）（2分）（2分）3.（本題14分）在高聚物生產(chǎn)中，共聚物組成是一個重要的生產(chǎn)指標。已知：共聚；r1=1.68，r2=0.23(M1’=62.5)(M2’=86)若要求共聚物中氯乙烯單體單元的含量為72wt%。問：⑴(10分)畫出x’1~x1曲線。⑵（1分）為了得到組成基本均一的共聚物，應采用怎樣的投料方法？⑶（3分）從圖中得出起始單體投料比？。解：⑴計算結果（8分）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.000.2790.4250.5280.6120.6850.7530.8170.8800.9401.0（1分）（1分）⑵連續(xù)補加活潑單體氯乙烯，使原料組成基本不變。⑶所需的共聚物的組成為（2分）（2分）圖中對應的起始原料組成是：（1分）（1分）000.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.511x1x1x’1~x1曲線（2分）4.(6分)鄰苯二甲酸酐與等物質(zhì)的季戊四醇官能團等物質(zhì)的量縮聚,分別按Carothers方程和Flory統(tǒng)計公式計算凝膠點PC。(2分)(2分)解⒈按Carothers方程求凝膠點PC(2分)(2分)無⒉按Flory統(tǒng)計公式求凝膠點PC無(2分)(2分)從醋酸乙烯酯單體到聚乙烯醇，須經(jīng)哪些反應？每一反應的要點和關鍵是什么？寫出有關的化學反應方程式。答：須經(jīng)自由基聚合反應和醇解反應。各步反應要點和關鍵如下：①自由基溶液聚合反應（4分）要點：用甲醇為溶劑進行溶液聚合，以制取適當相對分子質(zhì)量的聚醋酸乙烯酯溶液。關鍵：選擇適宜的反應溫度，控制轉化率，用甲醇調(diào)節(jié)聚醋酸乙烯酯的相對分子質(zhì)量以制得適當相對分子質(zhì)量，且沒有不能被醇解消除的支鏈的聚醋酸乙烯酯。②醇解反應（3分）要點：用醇、堿或甲醇鈉作催化劑，在甲醇溶液中醇解。關鍵：控制醇解度在98%以上。《高分子化學》課程試題試卷及答案總分班級學號姓名總分得分得分一、基本概念（共10分,每小題2分）1.平衡縮聚2.無定型聚合物3.反應程度P4.雜鏈聚合物5.交替共聚物得分得分二、填空題（將正確的答案填在下列各題的橫線處）(每空1分，總計20分)⒈高分子科學包括、、和等四部分。⒉高分子化合物有和兩大類。⒊合成高分子化合物有、、和等。⒋改性天然高分子化合物如和等。⒌碳鏈聚合物有、、和等。⒍雜鏈聚合物有、、和等。得分得分三、問答題（共3小題,共20分）⒈（5分）按照大分子鏈的微觀結構分類，共聚物分幾類？它們在結構上有何區(qū)別？各如何制備？⒉（5分）什么叫熱塑性塑料？什么叫熱固性塑料？試各舉2~3例說明。⒊（10分）簡述理想乳液聚合體系的組分、聚合前體系中的“三相”和聚合的“三個階段”的標志？得分得分四、(共5小題，總計40分)計算題（根據(jù)題目要求，計算下列各題）⒈（14分）苯乙烯(M1)和丁二烯(M2)60℃進行自由基共聚合。已知：r1=0。73，r2=1。39，，欲得到共聚物中單體單元苯乙烯：丁二烯=30：70（質(zhì)量比），的共聚物問：⑴（12分）做曲線,⑵從曲線中得出兩種單體的起始配比？（質(zhì)量比）請將計算結果列入表中：計算結果（8分）00.20.40.60.81.001.0曲線（自備坐標紙）⑵（2分）為了合成組成比較均一的共聚物，應采用何種措施？⒉(6分)計算苯乙烯乳液聚合的聚合速率和聚苯乙烯的平均聚合度。聚合溫度為60℃，kp＝176L/mol·s,c(M)＝5.0mol/L,N＝3.2×1014個/mL水,ρ＝1.1×1012個分子/mL·s。⒊⑴(5分)氯乙烯的相對分子質(zhì)量為什么與引發(fā)劑的濃度基本無關而僅決定聚合溫度？⑵(2分)氯乙烯鏈自由基向單體的鏈轉移常數(shù)與溫度的關系如下(R＝8.31J/mol·K)試求：聚合溫度為45℃時聚氯乙烯的平均聚合度？⒋(5分)等摩爾的二元酸和二元醇經(jīng)外加酸催化縮聚，試證明P從0.98到0.99所需的時間與從開始到P＝0.98所需的時間相近。⒌⑴(6分)寫出合成雙酚A型環(huán)氧樹脂預聚體及用乙二胺固化的化學反應方程式；⑵（2分）欲使1500g環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.2)，用乙二胺為固化劑進行固化，試計算固化劑的用量。五、（10分，每錯一個方程式扣1分）以氯甲烷為溶劑、AlCl3為引發(fā)劑、水為共引發(fā)劑，寫出異丁烯陽離子聚合有關的基元反應方程式。《高分子化學》課程試題試卷及答案答案一、基本概念（共10分,每小題2分）1.平衡縮聚：縮聚反應進行一段時間后，正反應的速率與逆反應的速率相等，反應達到平衡，平衡時生成物的濃度的乘積與反應物濃度的乘積之比是個常數(shù)（稱為平穩(wěn)常數(shù)）,用K表示。該種縮聚反應謂之。2.無定型聚合物：如果聚合物的一次結構是復雜的，二次結構則為無規(guī)線團，無規(guī)線團聚集在一起形成的聚合物謂之。3.反應程度P：已參加反應的官能團的物質(zhì)的量（單位為mol）占起始官能團的物質(zhì)的量的百分比，稱為反應程度，記作P。4.雜鏈聚合物：大分子主鏈中除碳原子外，還有O、S、N、P、Si和苯環(huán)等雜原子的聚合物。5.交替共聚物：共聚物大分子鏈中兩種單體單元嚴格相間排列的共聚物。二、填空題（將正確的答案填在下列各題的橫線處。每空1分，總計20分)⒈高分子科學包括高分子化學、高分子物理、聚合反應工程和高聚物成型加工等四部分。⒉高分子化合物有天然高聚物和合成高聚物兩大類。⒊合成高分子化合物有PE、PP、PVC和PMMA等。⒋改性天然高分子化合物如硝化纖維素和粘膠纖維等。⒌碳鏈聚合物有PE、PP、PIP和PB等。⒍雜鏈聚合物有PET、PA、PC和PU等。三、問答題（共3小題，共20分）⒈（5分）按照大分子鏈的微觀結構分類，共聚物分幾類？它們在結構上有何區(qū)別？各如何制備？共聚物分為無規(guī)共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四種。無規(guī)共聚物中兩種單體單元無規(guī)排列，M1、M2連續(xù)的單元數(shù)不多；交替共聚物中M1、M2兩種單體單元嚴格相間排列；嵌段共聚物由較長的M1鏈段和另一較長的M2鏈段構成的大分子；接枝共聚物主鏈由一種(或兩種)單體單元構成，支鏈由另一種(或另兩種)單體單元構成。無規(guī)共聚物、交替共聚物可由自由基共聚合制備；嵌段共聚物可由陰離子聚合制備；接枝共聚物可由聚合物的化學反應制備。⒉（5分）什么叫熱塑性塑料？什么叫熱固性塑料？試各舉兩例說明。熱塑性塑料是指可反復進行加熱軟化或熔化而再成型加工的塑料，其一般由線型或支鏈型聚合物作為基材。如以聚乙烯，聚丙烯、聚氯乙烯，聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物為基材的塑料。熱固性塑料是指只能進行一次成型加工的塑料，其一般由具有反應活性的低聚物作基材，在成型加工過程中加固化劑經(jīng)交聯(lián)而變?yōu)轶w型交聯(lián)聚合物。一次成型后加熱不能再軟化或熔化，因而不能再進行成型加工。其基材為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂和脲醛樹脂等。⒊（10分）簡述理想乳液聚合體系的組分、聚合前體系中的三相和聚合的三個階段的標志？理想乳液聚合體系是由難溶于水的單體、介質(zhì)水、水溶性引發(fā)劑和陰離子型乳化劑四部分組成。聚合前體系中有三相：水相、油相和膠束相。乳液聚合三個階段的標志：乳膠粒生成期(增速期)：水溶性引發(fā)劑，在水相中分解成初級自由基，可使溶于水中的單體迅速引發(fā)，形成單體自由基或短鏈自由基，并進入增溶單體的膠束中繼續(xù)進行鏈增長。未增溶單體的膠束消失，乳膠粒數(shù)目固定（1014~15），聚合轉化率從0達15%。恒速期：聚合反應在乳膠粒中繼續(xù)進行鏈增長，乳膠粒中的單體不斷消耗，由單體液滴經(jīng)水相不斷擴散而加以補充。單體液滴仍然起供應單體的倉庫的作用，至單體液滴消失。由于乳膠粒數(shù)目固定，其中單體濃度恒定，聚合速率恒定。此時，乳膠粒中單體和聚合物各點一半，稱為單體-聚合物乳膠粒，聚合轉化率從15%達50%。降速期：當轉化率達50%左右時，單體液滴全部消失，單體液滴中單體全部進入乳膠粒，形成單體-聚合物乳膠粒。單體液滴的消失標志著聚合的第二階段的結束和第三階段的開始，此時再無單體補充，聚合只能消耗單體-聚合物乳膠粒中的單體，隨聚合反應的進行，單體濃度的降低，聚合速率降低，直至單體耗盡，聚合結束，最后形成聚合物乳膠粒。四、(共5小題，總計40分)計算題（根據(jù)題目要求，計算下列各題）⒈（14分）苯乙烯(M1)和丁二烯(M2)60℃進行自由基共聚合。已知：r1=0。73，r2=1。39，，欲得到共聚物中單體單元苯乙烯：丁二烯=30：70（質(zhì)量比），的共聚物問：⑴（12分）做曲線,⑵從曲線中（或計算）得出兩種單體的起始配比？（質(zhì)量比）解：⑴請將計算結果列入表中：計算結果（8分）00.20.40.60.81.000.1530.3250.5200.7441.0xx1。。。。曲線（2分）解⑵：（2分）（2分）或從曲線上求解。⑵（2分）為了合成組成比較均一的共聚物，應采用何種措施？答：連續(xù)補加活潑單體丁二烯，使原料混合物組成基本不變,控制一定的轉化率結束反應。⒉(6分)計算苯乙烯乳液聚合的聚合速率和聚苯乙烯的平均聚合度。聚合溫度為60℃，kp＝176L/mol·s,c(M)＝5.0mol/L,N＝3.2×1014個/mL水,ρ＝1.1×1012個分子/mL·s。（3分）（3分）（3分）（3分）⒊⑴(5分)氯乙烯自由基聚合時，聚氯乙烯的相對分子質(zhì)量為什么與引發(fā)劑的濃度基本無關而僅決定聚合溫度？（2分）解：氯乙烯自由基聚合時，聚氯乙烯鏈自由基向單體氯乙烯的轉移速度很大，以致超過正常的終止速率，成為生成聚氯乙烯大分子的主要方式。（2分）即（3分）CM是溫度的函數(shù)。因此，聚氯乙烯的相對分子質(zhì)量與引發(fā)劑的濃度基本無關而僅決定聚合溫度。（3分）⑵(2分)氯乙烯鏈自由基向單體的鏈轉移常數(shù)與溫度的關系如下(R＝8.31J/mol·K)（2分）試求：聚合溫度為45℃時聚氯乙烯的平均聚合度？（2分）⒋(5分)等摩爾的二元酸和二元醇經(jīng)外加酸催化縮聚，試證明P從0.98到0.99所需的時間與從開始到P＝0.98所需的時間相近。等物質(zhì)量的二元酸和二元醇，經(jīng)外加酸催化縮聚的聚酯化反應中時，，所需反應時間時，，所需反應時間所以，故P由0.98到0.99所需時間與從開始至P=0.98所需的時間相近。⒌⑴(6分)寫出合成雙酚A型環(huán)氧樹脂預聚體及用乙二胺固化的化學反應方程式；合成雙酚A型環(huán)氧樹脂預聚體反應式：（3分）（3分）雙酚A型環(huán)氧樹脂預聚體用乙二胺固化的固化反應方程式；（3分）（3分）⑵（2分）欲使1500g環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.2)，用乙二胺為固化劑進行固化，試計算固化劑的用量。五、（10分，每錯一個方程式扣1分）以氯甲烷為溶劑、AlCl3為引發(fā)劑、水為共引發(fā)劑，寫出異丁烯陽離子聚合有關的基元反應方程式。鏈引發(fā)反應：鏈增長反應：鏈轉移終止反應：《高分子化學》課程試題試卷及答案總分班級學號姓名總分得分得分一、基本概念（共10分,每小題2分）⒈鏈增長反應⒉.相對分子質(zhì)量分布曲線⒊向單體轉移常數(shù)⒋本體聚合⒌聚合度相似的化學反應得分得分二、填充題（根據(jù)題意，在下列各題的橫線處，填上正確的答案，本大題共6小題，每空1分，總計20分）⒈..按橡膠的成本、產(chǎn)量和性能可將其分為橡膠和橡膠。⒉引發(fā)劑引發(fā)的自由基聚合體系中，影響聚合速率的因素是、、和。⒊陰離子聚合體系中活性中心離子對可能以、和等三種形態(tài)存在。⒋烯類單體自由基聚合時,終止方式與和有關，最后由決定。⒌線型縮聚的單體有、、、和等。⒍聚合物的平均聚合度變大的化學反應有、和等。得分得分三、簡答題（共3小題，共20分）⒈（5分）何謂解散聚？與聚合物的結構有何關系？寫出PMMA解聚的化學反應方程式。⒉（5分）何謂縮聚，縮聚反應中“官能團等活性理論的假定”內(nèi)容是什么？根據(jù)其假定寫出聚酯化反應的方程式。⑴⑵⒊⑴⑵⑶⑶與⑸⑸四、計算題（共40分,根據(jù)題目要求，計算下列各題）1.（本題20分）已知：甲基丙烯酸甲酯（M1）和丙烯腈（M2）在60℃時進行自由基共聚合，實驗數(shù)據(jù)如下：共聚物組成與原料組成的關系實驗號原料單體組成/mol·L-1瞬時共聚物組成中含N量×100MMA（M1）AN（M2）1230.05360.03250.01290.01490.03640.05902.535.7511.08提示：純聚丙烯腈(PAN)中含N量為26.4%；；試根據(jù)上述數(shù)據(jù)用截距-斜率法求共聚體系的競聚率r1和r2值？曲線⒉（本題10分）用ABIN作引發(fā)劑（濃度為0。1mol/L），使苯乙烯在40℃下于膨脹計中進行聚合，用N,N-二苯基-N-2,4,6-三硝基苯肼自由基（DPPH）作阻聚劑，實驗結果表明，阻聚劑的用量與誘導期成直線關系，當DPPH用量分別為0和8×10-5mol·L-1時，誘導期分別為0和15min。已知：ABIN在40℃時的半衰期t1/2=150h，試求ABIN的引發(fā)效率f。3.(10分)某一耐熱性芳族聚酰胺其數(shù)均相對分子質(zhì)量為24116。聚合物經(jīng)水解后，得39.31%(質(zhì)量百分數(shù))對苯二胺，59.81%(質(zhì)量百分數(shù))對苯二甲酸，0.88%苯甲酸(質(zhì)量百分數(shù))。對苯二胺的相對分子質(zhì)量為108，對苯二甲酸的相對分子質(zhì)量為166，苯甲酸的相對分子質(zhì)量為122。試寫出聚合物結構式和其水解反應式？計算聚合物的數(shù)均相對分子質(zhì)量？提示：取100g水解物為計算的標準。得分得分五、（共10分，每錯一個方程式扣一分）以TiCl3和Al(C2H5)3為引發(fā)劑,H2為相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑,寫出丙烯配位陰離子聚合有關的基元反應方程式（不考慮活性中心形式）。《高分子化學》課程試題試卷及答案答案一、基本概念（共10分,每小題2分）⒈鏈增長反應：活性單體(或單體自由基)與更多的單體加成,形成含有更多結構單元的活性增長鏈的反應。⒉.相對分子質(zhì)量分布曲線：把一個聚合物試樣按相對分子質(zhì)量大小分成若干級分,測定每一級分的相對分子質(zhì)量和質(zhì)量,并且計算出其質(zhì)量分數(shù)。以相對分子質(zhì)量M為橫坐標,質(zhì)量分數(shù)w(x)為縱坐標作圖,得一曲線.該曲線為相對分子質(zhì)量分布曲線。⒊向單體轉移常數(shù)：鏈自由基向單體轉移反應的速率常數(shù)與鏈增長反應速率常數(shù)的比值，謂之。，表征鏈自由基向單體轉移的難易程度。⒋本體聚合：單體在少量引發(fā)劑（甚至不加引發(fā)劑，而是在光或熱的作用下）作用下，生成高聚物的過程。⒌聚合度相似的化學反應：如果聚合物的化學反應是發(fā)生在側基官能團上,很顯然這種化學反應不涉及聚合物大分子的聚合度,反應前后聚合度不變,把這種聚合物的化學反應稱為聚合度相似的化學反應。二、計算題（共40分,根據(jù)題目要求，計算下列各題）1.（本題20分）已知：甲基丙烯酸甲酯（M1）和丙烯腈（M2）在60℃時進行自由基共聚合，實驗數(shù)據(jù)如下：共聚物組成與原