高分子化學(xué)與物理試題解析

高分子化學(xué)與物理試題解析姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.高分子化學(xué)

（1）聚合物的定義

A.由小分子通過化學(xué)反應(yīng)形成的具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的大分子化合物

B.由單一元素組成的大分子化合物

C.由多種元素組成的大分子化合物

D.由金屬和非金屬元素組成的大分子化合物

（2）單體分子結(jié)構(gòu)與聚合物分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

A.單體分子結(jié)構(gòu)決定了聚合物分子結(jié)構(gòu)

B.聚合物分子結(jié)構(gòu)決定了單體分子結(jié)構(gòu)

C.單體分子結(jié)構(gòu)與聚合物分子結(jié)構(gòu)無關(guān)

D.單體分子結(jié)構(gòu)與聚合物分子結(jié)構(gòu)相似

（3）鏈增長的聚合反應(yīng)機(jī)理

A.鏈增長聚合反應(yīng)機(jī)理是自由基聚合

B.鏈增長聚合反應(yīng)機(jī)理是陽離子聚合

C.鏈增長聚合反應(yīng)機(jī)理是陰離子聚合

D.鏈增長聚合反應(yīng)機(jī)理是逐步聚合

（4）自由基聚合的特點

A.反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快

B.反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)速度較慢

C.反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)速度適中

D.反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)速度較慢

（5）陽離子聚合的特點

A.反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快

B.反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)速度較慢

C.反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)速度適中

D.反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)速度較慢

（6）陰離子聚合的特點

A.反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快

B.反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)速度較慢

C.反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)速度適中

D.反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)速度較慢

（7）逐步聚合的特點

A.反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快

B.反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)速度較慢

C.反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)速度適中

D.反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)速度較慢

（8）高分子化合物的主鏈結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)的關(guān)系

A.主鏈結(jié)構(gòu)決定了支鏈結(jié)構(gòu)

B.支鏈結(jié)構(gòu)決定了主鏈結(jié)構(gòu)

C.主鏈結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)無關(guān)

D.主鏈結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)相似

2.高分子物理

（1）高分子材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線

A.應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系

B.應(yīng)力與應(yīng)變呈非線性關(guān)系

C.應(yīng)力與應(yīng)變無關(guān)系

D.應(yīng)力與應(yīng)變呈指數(shù)關(guān)系

（2）高分子材料的熱塑性特點

A.可多次加熱熔融加工

B.加熱后不易熔融加工

C.加熱后容易分解

D.加熱后易燃燒

（3）高分子材料的彈性特點

A.具有良好的彈性，可恢復(fù)原狀

B.彈性差，不易恢復(fù)原狀

C.無彈性，不可恢復(fù)原狀

D.彈性差，易恢復(fù)原狀

（4）高分子材料的耐溶劑性

A.易溶于溶劑

B.難溶于溶劑

C.不溶于溶劑

D.與溶劑反應(yīng)

（5）高分子材料的電學(xué)功能

A.介電常數(shù)大，導(dǎo)電性好

B.介電常數(shù)小，導(dǎo)電性差

C.介電常數(shù)適中，導(dǎo)電性適中

D.介電常數(shù)大，導(dǎo)電性差

（6）高分子材料的生物相容性

A.生物相容性好

B.生物相容性差

C.無生物相容性

D.生物相容性適中

（7）高分子材料的加工工藝

A.加工工藝簡單

B.加工工藝復(fù)雜

C.無加工工藝

D.加工工藝適中

（8）高分子材料的降解特點

A.易降解

B.難降解

C.不降解

D.降解速度適中

答案及解題思路：

1.高分子化學(xué)

（1）A解題思路：聚合物是由小分子通過化學(xué)反應(yīng)形成的大分子化合物。

（2）A解題思路：單體分子結(jié)構(gòu)決定了聚合物分子結(jié)構(gòu)。

（3）A解題思路：鏈增長聚合反應(yīng)機(jī)理是自由基聚合。

（4）A解題思路：自由基聚合反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快。

（5）A解題思路：陽離子聚合反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快。

（6）A解題思路：陰離子聚合反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快。

（7）A解題思路：逐步聚合反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)速度較快。

（8）D解題思路：高分子化合物的主鏈結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)相似。

2.高分子物理

（1）B解題思路：高分子材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線呈非線性關(guān)系。

（2）A解題思路：高分子材料具有熱塑性特點，可多次加熱熔融加工。

（3）A解題思路：高分子材料具有良好的彈性，可恢復(fù)原狀。

（4）B解題思路：高分子材料難溶于溶劑。

（5）A解題思路：高分子材料介電常數(shù)大，導(dǎo)電性好。

（6）A解題思路：高分子材料生物相容性好。

（7）A解題思路：高分子材料加工工藝簡單。

（8）B解題思路：高分子材料難降解。二、填空題1.高分子化學(xué)基本概念填空題

1.在自由基聚合反應(yīng)中，能夠?qū)⒆杂苫鶑幕钚灾行霓D(zhuǎn)移走，終止鏈增長的物質(zhì)稱為______。

2.在聚合反應(yīng)中，能夠引發(fā)單體分子發(fā)生聚合反應(yīng)，形成活性中心的物質(zhì)稱為______。

3.在聚合反應(yīng)中，能夠調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)速率和分子量分布的物質(zhì)稱為______。

4.在聚合反應(yīng)中，能夠防止聚合物降解的物質(zhì)稱為______。

2.高分子物理填空題

1.高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是指材料從______相轉(zhuǎn)變?yōu)開_____相的溫度。

2.高分子材料的粘度是指材料在流動過程中內(nèi)部分子間相互作用的______。

3.高分子材料的結(jié)晶度是指材料中晶態(tài)結(jié)構(gòu)所占的______。

3.高分子材料加工過程填空題

1.高分子材料的加工過程中，首先需要將原材料進(jìn)行______，使其達(dá)到一定的物理和化學(xué)狀態(tài)。

2.在擠出成型過程中，聚合物熔體通過______，形成連續(xù)的管狀或條狀產(chǎn)品。

3.注射成型過程中，聚合物熔體在______的壓力下注入模具，冷卻固化后形成產(chǎn)品。

4.高分子材料的功能與用途填空題

1.高分子材料具有優(yōu)良的______，使其在包裝、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.高分子材料具有良好的______，使其在汽車、建筑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

3.高分子材料具有優(yōu)異的______，使其在電子、光學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

5.高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域填空題

1.高分子材料在______領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如塑料、橡膠等。

2.高分子材料在______領(lǐng)域具有重要作用，如纖維、薄膜等。

3.高分子材料在______領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢，如復(fù)合材料、功能材料等。

答案及解題思路：

1.高分子化學(xué)基本概念填空題

1.鏈轉(zhuǎn)移劑

2.反應(yīng)性引發(fā)劑

3.調(diào)節(jié)劑

4.抗氧劑

解題思路：根據(jù)高分子化學(xué)的基本概念，鏈轉(zhuǎn)移劑、反應(yīng)性引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑和抗氧劑都是高分子化學(xué)中常見的概念。

2.高分子物理填空題

1.高彈

2.力

3.比例

解題思路：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是指材料從高彈相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚椣嗟臏囟?，粘度是指材料在流動過程中內(nèi)部分子間相互作用的力，結(jié)晶度是指材料中晶態(tài)結(jié)構(gòu)所占的比例。

3.高分子材料加工過程填空題

1.熔融

2.擠出

3.高壓

解題思路：高分子材料的加工過程中，首先需要將原材料進(jìn)行熔融，擠出成型過程中聚合物熔體通過擠出，注射成型過程中聚合物熔體在高壓的壓力下注入模具。

4.高分子材料的功能與用途填空題

1.機(jī)械強(qiáng)度

2.耐熱性

3.介電功能

解題思路：高分子材料具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和介電功能，使其在包裝、醫(yī)療器械、汽車、建筑、電子、光學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

5.高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域填空題

1.塑料工業(yè)

2.纖維工業(yè)

3.復(fù)合材料工業(yè)

解題思路：高分子材料在塑料工業(yè)、纖維工業(yè)和復(fù)合材料工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。三、判斷題1.高分子材料具有良好的耐熱功能

正確

解題思路：高分子材料中，有些類型如聚酰亞胺、聚四氟乙烯等具有良好的耐熱功能，能夠在較高溫度下保持其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.自由基聚合機(jī)理為鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止

正確

解題思路：自由基聚合是高分子合成的重要方法之一，其機(jī)理包括鏈引發(fā)（自由基）、鏈增長（自由基與單體反應(yīng)）和鏈終止（自由基之間反應(yīng)）三個步驟。

3.高分子材料的熔融指數(shù)越高，其粘度越小

正確

解題思路：熔融指數(shù)是評價高分子材料熔融功能的一個指標(biāo)，指數(shù)越高，表示材料在熔融狀態(tài)下流動性越好，粘度相對較低。

4.陰離子聚合具有高的立體規(guī)整性和反應(yīng)活性

正確

解題思路：陰離子聚合是一種活性聚合，其聚合反應(yīng)的活性中心是陰離子，因此可以具有高度立體規(guī)整性的聚合物。

5.高分子材料在高溫下易發(fā)生降解

正確

解題思路：高分子材料在高溫下，由于分子鏈的熱運動加劇，容易導(dǎo)致分子鏈斷裂、交聯(lián)等結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致降解。

6.高分子材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度

正確

解題思路：高分子材料的機(jī)械功能與其分子結(jié)構(gòu)和制備工藝有關(guān)，許多高分子材料如聚乙烯、聚丙烯等具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。

7.高分子材料的降解與聚合物分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)

正確

解題思路：聚合物的分子結(jié)構(gòu)決定了其在外界環(huán)境中的穩(wěn)定性和降解行為，結(jié)構(gòu)上的差異會導(dǎo)致不同的降解速率和降解產(chǎn)物。

8.高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊

正確

解題思路：高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如生物可降解支架、藥物載體等，其前景受到關(guān)注。

答案及解題思路：

高分子材料具有良好的耐熱功能：答案正確。解釋詳見上述解題思路1。

自由基聚合機(jī)理為鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止：答案正確。解釋詳見上述解題思路2。

高分子材料的熔融指數(shù)越高，其粘度越?。捍鸢刚_。解釋詳見上述解題思路3。

陰離子聚合具有高的立體規(guī)整性和反應(yīng)活性：答案正確。解釋詳見上述解題思路4。

高分子材料在高溫下易發(fā)生降解：答案正確。解釋詳見上述解題思路5。

高分子材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度：答案正確。解釋詳見上述解題思路6。

高分子材料的降解與聚合物分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：答案正確。解釋詳見上述解題思路7。

高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊：答案正確。解釋詳見上述解題思路8。四、名詞解釋1.聚合物

聚合物是一種由許多重復(fù)單元（單體）通過化學(xué)鍵連接而成的大分子化合物。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同，聚合物可分為熱塑性聚合物和熱固性聚合物。

2.鏈增長反應(yīng)

鏈增長反應(yīng)是聚合物合成中的一種基本反應(yīng)，它通過單體的加成反應(yīng)，逐步形成長鏈結(jié)構(gòu)。鏈增長反應(yīng)可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合。

3.引發(fā)劑

引發(fā)劑是一種能夠啟動聚合反應(yīng)的物質(zhì)，它能夠提供活性中心，引發(fā)單體進(jìn)行鏈增長反應(yīng)。引發(fā)劑可分為熱引發(fā)劑、光引發(fā)劑和化學(xué)引發(fā)劑。

4.水解

水解是指聚合物在水的作用下，發(fā)生化學(xué)鍵斷裂，低分子化合物的過程。水解反應(yīng)在聚合物加工、降解和改性等方面具有重要意義。

5.線性高分子材料

線性高分子材料是指分子鏈呈線性排列的高分子材料，其結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的力學(xué)功能和加工功能。常見的線性高分子材料有聚乙烯、聚丙烯等。

6.支化高分子材料

支化高分子材料是指分子鏈上存在側(cè)鏈的高分子材料，其結(jié)構(gòu)比線性高分子材料復(fù)雜。支化高分子材料具有獨特的功能，如提高熔融指數(shù)、改善加工功能等。

7.交聯(lián)高分子材料

交聯(lián)高分子材料是指分子鏈之間通過化學(xué)鍵連接形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料。交聯(lián)高分子材料具有優(yōu)異的力學(xué)功能、耐熱性和耐化學(xué)性。

8.聚合度

聚合度是指聚合物分子鏈中單體單元的數(shù)目，通常用n表示。聚合度越高，聚合物的分子量越大，功能也越好。

答案及解題思路：

答案：

1.聚合物是一種由許多重復(fù)單元（單體）通過化學(xué)鍵連接而成的大分子化合物。

2.鏈增長反應(yīng)是聚合物合成中的一種基本反應(yīng)，它通過單體的加成反應(yīng)，逐步形成長鏈結(jié)構(gòu)。

3.引發(fā)劑是一種能夠啟動聚合反應(yīng)的物質(zhì)，它能夠提供活性中心，引發(fā)單體進(jìn)行鏈增長反應(yīng)。

4.水解是指聚合物在水的作用下，發(fā)生化學(xué)鍵斷裂，低分子化合物的過程。

5.線性高分子材料是指分子鏈呈線性排列的高分子材料，其結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的力學(xué)功能和加工功能。

6.支化高分子材料是指分子鏈上存在側(cè)鏈的高分子材料，其結(jié)構(gòu)比線性高分子材料復(fù)雜。

7.交聯(lián)高分子材料是指分子鏈之間通過化學(xué)鍵連接形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料。

8.聚合度是指聚合物分子鏈中單體單元的數(shù)目，通常用n表示。

解題思路：

對于每個名詞解釋，首先要理解其定義，然后結(jié)合實際案例和知識點進(jìn)行闡述。在解題過程中，注意保持語言的嚴(yán)謹(jǐn)性和條理性，同時注意美觀排版，使答案易于閱讀。五、簡答題1.簡述高分子化合物的分類及特點

答案：

高分子化合物主要分為以下幾類：

熱塑性塑料：如聚乙烯、聚丙烯等，具有可塑性，加熱后可軟化，冷卻后硬化，可反復(fù)加工成型。

熱固性塑料：如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等，一經(jīng)加熱固化后，不能再加熱軟化，具有優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性。

彈性體：如硅橡膠、丁苯橡膠等，具有優(yōu)異的彈性和耐磨性。

纖維素：如天然纖維、合成纖維等，具有良好的強(qiáng)度和透氣性。

解題思路：

根據(jù)高分子化合物的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行分類，并簡述各類高分子化合物的主要特點。

2.簡述高分子材料的合成方法

答案：

高分子材料的合成方法主要有以下幾種：

加聚反應(yīng)：如聚乙烯、聚丙烯的合成。

縮聚反應(yīng)：如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂的合成。

納米材料制備：如利用模板法、溶膠凝膠法等制備納米復(fù)合材料。

生物高分子材料制備：如利用發(fā)酵法、酶促反應(yīng)法等制備生物降解材料。

解題思路：

根據(jù)高分子材料合成的化學(xué)反應(yīng)類型，列舉主要的合成方法，并簡述各類方法的特點。

3.簡述高分子材料的主要功能及影響因素

答案：

高分子材料的主要功能包括：

機(jī)械功能：如強(qiáng)度、彈性、耐磨性等，主要受分子結(jié)構(gòu)和交聯(lián)密度等因素影響。

熱功能：如耐熱性、導(dǎo)熱性等，主要受分子結(jié)構(gòu)和鏈段運動等因素影響。

化學(xué)功能：如耐腐蝕性、抗氧化性等，主要受分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成等因素影響。

解題思路：

根據(jù)高分子材料的性質(zhì)，列舉主要功能，并簡述影響這些功能的主要因素。

4.簡述高分子材料的加工工藝

答案：

高分子材料的加工工藝主要包括以下幾種：

注塑成型：如注塑、擠塑、吹塑等。

模壓成型：如壓制、真空成型等。

噴涂成型：如噴涂、涂覆等。

熱壓成型：如熱壓、熱熔等。

解題思路：

根據(jù)高分子材料的加工方式，列舉主要工藝，并簡述各類工藝的特點和應(yīng)用范圍。

5.簡述高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域

答案：

高分子材料廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

生活用品：如塑料袋、飲料瓶、家具等。

電子電器：如電子線路板、手機(jī)外殼等。

醫(yī)療器械：如人工器官、醫(yī)療器械包裝等。

汽車制造：如汽車保險杠、內(nèi)飾等。

紡織業(yè)：如合成纖維、無紡布等。

解題思路：

根據(jù)高分子材料的實際應(yīng)用，列舉主要應(yīng)用領(lǐng)域，并簡要說明各類領(lǐng)域的應(yīng)用情況。六、計算題一、計算聚乙烯（PE）的平均聚合度1.1問題：已知聚乙烯的分子量為10,000g/mol，聚合度為1000，求聚乙烯的平均聚合度。

1.2解答：

平均聚合度（Mn）=分子量（M）/單體分子量（m）

單體分子量（m）為乙烯的分子量，即28g/mol（C2H4）

Mn=10,000g/mol/28g/mol≈357.14二、計算聚丙烯酸（PAA）的平均分子量2.1問題：已知聚丙烯酸的分子量為150,000g/mol，聚合度為2000，求聚丙烯酸的平均分子量。

2.2解答：

平均分子量（M）=聚合度（n）×單體分子量（m）

單體分子量（m）為丙烯酸的分子量，即72g/mol（C3H4O2）

M=2000×72g/mol=144,000g/mol三、計算聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的摩爾質(zhì)量3.1問題：已知聚對苯二甲酸乙二醇酯的分子式為(C10H8O4)n，求其摩爾質(zhì)量。

3.2解答：

摩爾質(zhì)量（M）=單體分子量×聚合度（n）

單體分子量（m）為對苯二甲酸乙二醇酯的分子量，即228g/mol（C10H8O4）

M=228g/mol×n四、計算聚苯乙烯（PS）的熔點4.1問題：已知聚苯乙烯（PS）的分子量為100,000g/mol，計算其熔點。

4.2解答：

聚苯乙烯的熔點通常在220°C至230°C之間，具體值取決于聚合度和分子結(jié)構(gòu)。由于題目未提供具體值，此處以225°C作為解答。五、計算聚乙烯醇（PVA）的密度5.1問題：已知聚乙烯醇（PVA）的分子量為89,000g/mol，計算其密度。

5.2解答：

密度（ρ）=分子量（M）/體積（V）

假設(shè)聚乙烯醇的密度與水相近，約為1g/cm3

ρ=89,000g/mol/1000cm3=89g/L

答案及解題思路：

答案：

1.平均聚合度≈357.14

2.平均分子量≈144,000g/mol

3.摩爾質(zhì)量=228g/mol×n

4.熔點≈225°C

5.密度≈89g/L

解題思路：

1.通過分子量和單體分子量計算平均聚合度。

2.利用單體分子量和聚合度計算平均分子量。

3.通過單體分子量和聚合度計算摩爾質(zhì)量。

4.根據(jù)聚苯乙烯的物理性質(zhì)確定熔點。

5.根據(jù)聚乙烯醇的物理性質(zhì)和假設(shè)的密度值計算密度。七、論述題1.高分子材料的降解原因及其對環(huán)境的影響

高分子材料的降解通常包括化學(xué)降解、物理降解和生物降解?；瘜W(xué)降解是指高分子材料在化學(xué)作用下分解，如光氧化、熱氧化等；物理降解是指由于環(huán)境因素（如溫度、濕度、紫外線等）導(dǎo)致的材料功能下降；生物降解則涉及微生物的作用。對這些降解原因及其對環(huán)境影響的詳細(xì)論述：

化學(xué)降解：化學(xué)降解產(chǎn)生的降解產(chǎn)物可能對環(huán)境有害，如聚氯乙烯（PVC）分解產(chǎn)生氯化氫氣體，對大氣和水源造成污染。

物理降解：物理降解會導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降，影響其使用功能，且碎片化的材料難以回收，增加環(huán)境負(fù)擔(dān)。

生物降解：某些高分子材料在特定微生物作用下可被分解，但若降解不完全，仍可能造成環(huán)境污染。

2.高分子材料的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系

高分子材料的結(jié)構(gòu)與功能之間存在密切的關(guān)系。對這一關(guān)系的詳細(xì)分析：

分子量與功能：分子量的大小直接影響材料的熔點、強(qiáng)度等功能。分子量越高，材料的功能通常越好。

鏈結(jié)構(gòu)：線性鏈結(jié)構(gòu)通常具有較好的強(qiáng)度和韌性，而支鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)則可能提高材料的