高分子化学与物理考试点习题

高分子化学与物理考试点习题姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.高分子化合物中，以下哪一种单体不适用于自由基聚合？（）

A.甲基丙烯酸甲酯

B.聚乙烯

C.聚丙烯腈

D.苯乙烯

2.聚合物结晶度的提高，会对以下哪个性质产生影响？（）

A.分子链柔顺性

B.聚合物熔点

C.聚合物玻璃化转变温度

D.以上都是

3.聚合物交联度的提高，以下哪个现象不会出现？（）

A.增强聚合物的力学功能

B.聚合物溶解性降低

C.聚合物熔融粘度降低

D.提高聚合物的化学稳定性

4.高分子化合物热分解的原因是（）

A.热能破坏了共价键

B.高分子链结构发生变化

C.高分子化合物中存在缺陷

D.以上都是

5.下列哪种反应不属于高分子化学反应？（）

A.聚合反应

B.水解反应

C.氧化反应

D.聚合物的交联反应

答案及解题思路：

1.答案：B

解题思路：自由基聚合是一种常见的聚合方式，其中甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和苯乙烯都可以通过自由基聚合形成聚合物。而聚乙烯是通过链增长聚合反应形成的，不适用于自由基聚合。

2.答案：D

解题思路：聚合物结晶度的提高会减少分子链的柔顺性，提高聚合物的熔点和玻璃化转变温度。因此，结晶度的提高会对分子链柔顺性、熔点和玻璃化转变温度产生影响。

3.答案：C

解题思路：聚合物交联度的提高会增强其力学功能，降低溶解性，并提高化学稳定性。但是交联度的提高不会降低聚合物的熔融粘度，反而可能会增加粘度。

4.答案：D

解题思路：高分子化合物热分解的原因可以是热能破坏共价键、高分子链结构发生变化或高分子化合物中存在缺陷。因此，这三个因素都可能导致热分解。

5.答案：C

解题思路：聚合反应、水解反应和聚合物的交联反应都属于高分子化学反应。氧化反应虽然涉及高分子，但通常不被归类为高分子化学反应，因为它通常指的是高分子材料与氧气发生的化学反应。二、填空题1.高分子化合物的结晶过程主要包括：成核、晶核生长、晶体生长。

2.聚合反应中，引发剂的主要作用是提供反应所需的活性中心。

3.下列哪两种聚合方式属于加聚反应？（自由基聚合、阳离子聚合）

4.高分子材料的力学功能主要受分子链结构、交联密度、结晶度等因素影响。

5.下列高分子材料的化学稳定性，从弱到强的顺序为：聚乙烯醇聚氯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯。

答案及解题思路：

1.高分子化合物的结晶过程主要包括：成核、晶核生长、晶体生长。

解题思路：根据高分子化学知识，结晶过程是分子链在冷却过程中有序排列形成晶体的过程，包括成核、晶核生长和晶体生长三个阶段。

2.聚合反应中，引发剂的主要作用是提供反应所需的活性中心。

解题思路：引发剂在聚合反应中起到启动反应的作用，通过提供活性中心来引发单体分子发生链增长反应。

3.下列哪两种聚合方式属于加聚反应？（自由基聚合、阳离子聚合）

解题思路：加聚反应是指单体分子通过双键或三键的开环，直接连接形成高分子链的反应。自由基聚合和阳离子聚合均符合这一特征。

4.高分子材料的力学功能主要受分子链结构、交联密度、结晶度等因素影响。

解题思路：高分子材料的力学功能与其分子结构密切相关，分子链结构、交联密度和结晶度等因素都会影响材料的强度、韧性等力学功能。

5.下列高分子材料的化学稳定性，从弱到强的顺序为：聚乙烯醇聚氯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯。

解题思路：高分子材料的化学稳定性与其分子结构有关，聚乙烯醇分子中含有亲水性羟基，化学稳定性较弱；聚四氟乙烯分子结构中含氟原子，化学稳定性最强。根据分子结构和化学键的稳定性，可以推断出上述顺序。

：三、简答题1.简述高分子材料的物理形态对功能的影响。

解答：

高分子材料的物理形态对其功能有着显著影响。主要包括以下几个方面：

（1）结晶度：结晶度高的高分子材料，其分子链规整排列，分子间作用力大，具有较高的力学功能、耐热性和绝缘性等。

（2）密度：高分子材料的密度与其分子结构和组成有关。一般来说，密度较大的材料具有较好的耐腐蚀性和耐磨性。

（3）孔隙率：孔隙率高的高分子材料具有较高的吸油性、吸水性和生物相容性等。

（4）表面形态：表面光滑、无毛刺的高分子材料具有更好的美观性和功能性。

2.什么是自由基聚合？自由基聚合有哪些优缺点？

解答：

自由基聚合是指通过自由基引发剂引发单体发生聚合反应的过程。自由基聚合具有以下优缺点：

优点：

（1）聚合反应条件相对温和；

（2）易于实现多种聚合方法；

（3）可以制备多种结构、功能的高分子材料。

缺点：

（1）聚合过程中会产生有毒的自由基，对人体和环境有一定危害；

（2）聚合物结构可能存在缺陷，影响材料功能；

（3）自由基聚合产物中的端基活性高，容易发生交联等副反应。

3.什么是交联反应？交联反应对聚合物的性质有哪些影响？

解答：

交联反应是指两个或多个高分子链之间的化学键形成，使聚合物形成三维网络结构的过程。交联反应对聚合物的性质有以下影响：

（1）提高聚合物的力学功能：交联结构可以使聚合物具有较高的强度、硬度和弹性等。

（2）改善聚合物的耐热性：交联结构可以降低聚合物的热分解温度，提高耐热性。

（3）增加聚合物的稳定性：交联结构可以使聚合物具有较强的耐环境应力开裂性、耐化学品腐蚀性等。

4.简述高分子材料的降解过程。

解答：

高分子材料的降解过程主要包括以下几个阶段：

（1）物理降解：如温度、湿度、光照等环境因素影响下的体积收缩、结晶度变化等。

（2）化学降解：如氧化、光氧化、酸碱分解等化学作用下的分子链断裂、化学结构改变等。

（3）生物降解：如微生物作用下的生物分解，产生水、二氧化碳、甲烷等低分子化合物。

5.举例说明几种常用的高分子材料，并简述它们的功能特点。

解答：

（1）聚乙烯（PE）：具有良好的耐化学腐蚀性、耐磨性和抗冲击性，广泛应用于塑料薄膜、包装材料等领域。

（2）聚丙烯（PP）：具有较高的熔点、耐热性和力学功能，广泛应用于日用品、汽车零部件等领域。

（3）聚氯乙烯（PVC）：具有优良的耐腐蚀性、绝缘性和稳定性，广泛应用于电缆料、管道等领域。

（4）聚苯乙烯（PS）：具有良好的透明度、光泽度和抗冲击性，广泛应用于容器、家电等领域。

答案及解题思路：

1.解答思路：分析高分子材料的物理形态，如结晶度、密度、孔隙率和表面形态对功能的影响。

2.解答思路：了解自由基聚合的定义和特点，分析自由基聚合的优缺点。

3.解答思路：解释交联反应的概念，分析交联反应对聚合物功能的影响。

4.解答思路：简述高分子材料降解的几个阶段，说明不同阶段的特点。

5.解答思路：列举常用的高分子材料，分析它们的功能特点。四、计算题1.计算聚乙烯分子链的直径，假设分子链的链节质量为1.54×10^22g。

2.某高分子材料的热分解温度为300℃，该材料的熔融温度约为多少？

3.一聚合物的摩尔质量为15000g/mol，该聚合物的相对分子质量为________________。

4.交联聚合物中，交联点间平均链长L为1nm，假设交联点为球形，半径为0.2nm，计算交联聚合物的密度。

5.在聚合反应中，聚合度为500的聚乙烯的相对分子质量约为多少？

答案及解题思路：

1.计算聚乙烯分子链的直径，假设分子链的链节质量为1.54×10^22g。

答案：直径D=(6.022×10^23个/mol)(1.54×10^22g/个)(1m/100cm)^3≈1.08nm

解题思路：首先利用阿伏伽德罗常数将链节的质量转换为摩尔质量，然后利用摩尔体积公式计算分子链的体积，最终根据体积公式V=(4/3)πr^3计算分子链的直径。

2.某高分子材料的热分解温度为300℃，该材料的熔融温度约为多少？

答案：熔融温度约为280℃290℃

解题思路：一般来说，热分解温度与熔融温度相差大约20℃30℃，所以根据题目给出的热分解温度，推算出熔融温度的范围。

3.一聚合物的摩尔质量为15000g/mol，该聚合物的相对分子质量为________________。

答案：相对分子质量为15000

解题思路：相对分子质量与摩尔质量数值相同，单位为1，所以该聚合物的相对分子质量即为15000。

4.交联聚合物中，交联点间平均链长L为1nm，假设交联点为球形，半径为0.2nm，计算交联聚合物的密度。

答案：密度约为2.4g/cm