高分子化学材料结构性能知识点复习指南

高分子化学材料结构功能知识点复习指南姓名_________________________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.高分子化学中，聚合物的重复单元称为：

A.单体

B.分子量

C.聚合物链

D.链节

答案：D

解题思路：聚合物的重复单元称为链节，它是构成聚合物链的基本单元。

2.高分子化合物的主要特性是：

A.易燃性

B.可塑性

C.导电性

D.磁性

答案：B

解题思路：高分子化合物的主要特性包括可塑性，这是因为它们在加热或加工过程中可以塑造成各种形状。

3.聚合物溶液的性质，以下哪个是正确的？

A.非牛顿流体

B.均相体系

C.离子溶液

D.非离子溶液

答案：A

解题思路：聚合物溶液通常表现为非牛顿流体，即其粘度随剪切速率变化。

4.以下哪种物质不属于高分子化合物？

A.聚乙烯

B.聚丙烯

C.聚苯乙烯

D.乙醇

答案：D

解题思路：乙醇是一种低分子量的有机化合物，不属于高分子化合物。聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯都是高分子聚合物。

5.高分子材料的熔点与以下哪个因素无关？

A.分子量

B.结构

C.气氛

D.添加剂

答案：C

解题思路：高分子材料的熔点主要受分子量和结构影响，添加剂也可能影响熔点，而气氛（如压力、温度）一般不直接影响熔点。

6.高分子材料在加热时的软化点，通常是指：

A.开始软化的温度

B.逐渐软化的温度

C.完全软化的温度

D.任意温度

答案：A

解题思路：软化点是指材料开始从硬固体变为柔软状态的温度，而非完全软化的温度。

7.以下哪种聚合反应属于加聚反应？

A.缩聚反应

B.酯化反应

C.酶催化聚合反应

D.乙烯与氯气的加成反应

答案：D

解题思路：加聚反应是指单体分子通过加成反应形成聚合物的过程。乙烯与氯气的加成反应属于加聚反应。

8.高分子材料的交联密度对材料的功能有什么影响？

A.增加硬度

B.降低韧性

C.提高熔点

D.以上都是

答案：D

解题思路：交联密度越高，高分子材料的硬度和熔点通常会增加，同时韧性可能会降低，因此选项D是正确的。二、填空题1.高分子化学研究的是小分子单体和大分子聚合物之间的相互关系。

2.高分子化合物的分子量通常以数均分子量来表示。

3.聚合物材料的机械功能主要包括拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。

4.聚合物材料的热功能主要包括熔点、玻璃化转变温度和热稳定性。

5.聚合物材料的电功能主要包括体积电阻率、击穿电压和介电常数。

答案及解题思路：

1.答案：小分子单体、大分子聚合物

解题思路：高分子化学研究的是由小分子单体聚合形成的大分子聚合物的化学和物理性质。这一过程涉及单体与聚合物之间的结构关系和相互作用。

2.答案：数均分子量

解题思路：高分子化合物的分子量表示了聚合物链的长短，数均分子量是高分子量分布的平均值，常用于描述聚合物链的平均长度。

3.答案：拉伸强度、弯曲强度、冲击强度

解题思路：机械功能是评价聚合物材料功能的重要指标，其中拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别反映了材料在拉伸、弯曲和承受冲击力时的抵抗能力。

4.答案：熔点、玻璃化转变温度、热稳定性

解题思路：热功能描述了材料在不同温度下的行为，熔点、玻璃化转变温度和热稳定性分别与材料的熔融状态、软硬转变以及热稳定性相关。

5.答案：体积电阻率、击穿电压、介电常数

解题思路：电功能描述了材料的导电性、绝缘性和电容特性，体积电阻率、击穿电压和介电常数分别反映了材料对电流的阻拦能力、能够承受的最大电压以及材料对电场的响应能力。三、判断题1.高分子材料的力学功能越好，其耐腐蚀性越好。（×）

解题思路：高分子材料的力学功能和耐腐蚀性并不总是成正比。例如某些具有高力学功能的塑料可能因为其分子结构或添加剂的原因，耐腐蚀性反而较差。耐腐蚀性取决于材料的具体化学结构、添加剂和外界环境等因素。

2.聚合物材料的分子量越大，其耐热性越好。（√）

解题思路：一般来说，分子量较大的聚合物材料具有更高的耐热性，因为较大的分子链更加难以断裂，从而提高了材料的熔点和热稳定性。

3.高分子材料的交联密度越高，其抗冲击性越好。（×）

解题思路：交联密度高的材料通常具有较高的硬度和脆性，这意味着它们在受到冲击时更容易断裂。因此，交联密度并非越高越好，适当的交联密度可以平衡材料的硬度和韧性。

4.聚合物材料的溶解度与温度成正比。（×）

解题思路：聚合物材料的溶解度与温度的关系并不是简单的正比关系。通常，温度的升高，聚合物的溶解度会增加，但这种关系可能不是线性的，且不同类型的聚合物其溶解度随温度变化的趋势可能不同。

5.高分子材料的力学功能越好，其导电性越好。（×）

解题思路：高分子材料的力学功能和导电性之间没有直接联系。某些具有良好力学功能的聚合物可能不具备良好的导电性，因为导电性取决于材料中的自由电子或离子，而力学功能主要与材料的分子结构和链段运动有关。

答案及解题思路：

答案：

1.×

2.√

3.×

4.×

5.×

解题思路：

1.力学功能与耐腐蚀性不一定成正比。

2.分子量大的聚合物通常具有更高的耐热性。

3.高交联密度可能导致材料脆性增加，抗冲击性下降。

4.聚合物溶解度与温度的关系非简单的正比关系。

5.力学功能与导电性无直接联系。四、简答题1.简述高分子化合物的主要类型及其特点。

解答：

高分子化合物主要类型包括以下几种：

天然高分子：包括天然橡胶、丝蛋白、纤维素等，特点是有一定的弹性、可降解性。

合成高分子：通过化学反应合成的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，具有耐化学性、绝缘性等。

特种高分子：具有特殊功能的材料，如导电高分子、磁性高分子等。

这些高分子化合物的主要特点包括：可塑性、机械强度高、化学稳定性好、电绝缘功能强、耐热性高等。

2.简述高分子材料的力学功能与哪些因素有关。

解答：

高分子材料的力学功能与其结构、加工方法等因素有关：

分子量与分子量分布：分子量大、分子量分布窄的材料力学功能好。

结晶度：结晶度高的材料硬度高、机械强度大。

分子结构：如线性结构、支链结构等。

加工方法：如冷却速率、热处理等。

3.简述高分子材料的耐热性对应用领域的影响。

解答：

高分子材料的耐热性对应用领域影响较大，主要体现在：

高温工作环境：耐热性好，可以提高材料的使用寿命和稳定性。

提高应用范围：可在更高温度下使用的材料可以应用于汽车、航空、电子等领域。

4.简述高分子材料的导电性在电子器件中的应用。

解答：

高分子材料的导电性在电子器件中的应用较为广泛：

电子元器件：如电容器、电感器、传感器等。

电磁屏蔽：如计算机、手机等电子产品。

导电涂料：提高导电性，减少电磁干扰。

5.简述高分子材料的耐腐蚀性对应用领域的影响。

解答：

高分子材料的耐腐蚀性对应用领域的影响主要表现在：

化学腐蚀：如海水、化工产品等环境中的耐腐蚀性，可应用于海洋工程、石油化工等领域。

生物降解：如医疗器械、生物组织工程等，提高材料与生物组织相容性。

答案及解题思路：

答案：

1.主要类型：天然高分子、合成高分子、特种高分子。特点：具有可塑性、机械强度高、化学稳定性好、电绝缘功能强、耐热性高等。

2.与分子量、分子量分布、结晶度、分子结构、加工方法等因素有关。

3.提高材料的使用寿命和稳定性，扩大应用范围。

4.用于电子元器件、电磁屏蔽、导电涂料等。

5.应用于化学腐蚀环境、生物组织工程等领域。

解题思路：

1.分析高分子化合物的主要类型及其特点，总结共性。

2.综合考虑影响高分子材料力学功能的各种因素，形成系统理解。

3.根据高分子材料的耐热性，分析其对应用领域的影响，形成逻辑推理。

4.结合高分子材料的导电性，阐述其在电子器件中的应用。

5.分析高分子材料的耐腐蚀性，阐述其对应用领域的影响。五、论述题1.论述高分子材料的耐冲击功能与其分子结构的关系。

答案：

高分子材料的耐冲击功能与其分子结构密切相关。一般来说，以下分子结构特点可以提升高分子材料的耐冲击功能：

（1）分子链的柔韧性：分子链柔韧性越好，材料在受到冲击时越容易变形，从而吸收冲击能量，提高耐冲击功能。

（2）交联密度：交联密度越高，分子链之间的相互作用力越强，材料在受到冲击时更不容易断裂，提高耐冲击功能。

（3）分子间作用力：分子间作用力越强，分子链之间的结合越紧密，材料在受到冲击时越不容易发生断裂，提高耐冲击功能。

解题思路：

分析高分子材料的分子结构特点，如分子链的柔韧性、交联密度和分子间作用力等。结合这些特点阐述其对耐冲击功能的影响。

2.论述高分子材料的力学功能对机械功能的影响。

答案：

高分子材料的力学功能对其机械功能具有重要影响。以下力学功能对机械功能的影响：

（1）拉伸强度：拉伸强度越高，材料在受到拉伸力时越不易断裂，从而提高材料的机械强度。

（2）弯曲强度：弯曲强度越高，材料在受到弯曲力时越不易产生裂纹，提高材料的弯曲功能。

（3）冲击强度：冲击强度越高，材料在受到冲击时越不易发生断裂，提高材料的耐冲击功能。

解题思路：

分析高分子材料的力学功能，如拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等。结合这些力学功能阐述其对机械功能的影响。

3.论述高分子材料的耐热性对耐腐蚀性的影响。

答案：

高分子材料的耐热性对其耐腐蚀性具有显著影响。一般来说，以下关系成立：

（1）耐热性越好，材料在高温环境下的化学稳定性越高，从而提高耐腐蚀功能。

（2）耐热性越差，材料在高温环境下的化学稳定性越低，容易发生腐蚀反应，降低耐腐蚀功能。

解题思路：

分析高分子材料的耐热性对其耐腐蚀性的影响。结合具体案例分析耐热性对耐腐蚀性的影响。

4.论述高分子材料的导电性对电子器件功能的影响。

答案：

高分子材料的导电性对其在电子器件中的应用具有重要影响。以下导电性对电子器件功能的影响：

（1）导电性越好，电子器件的导电功能越佳，提高电路的传输效率和稳定性。

（2）导电性越差，电子器件的导电功能越差，可能导致电路传输不稳定，影响器件功能。

解题思路：

分析高分子材料的导电性对其在电子器件中的应用。结合具体案例分析导电性对电子器件功能的影响。

5.论述高分子材料的耐腐蚀性对应用领域的影响。

答案：

高分子材料的耐腐蚀性对其应用领域具有重要影响。以下耐腐蚀性对应用领域的影响：

（1）耐腐蚀性越好，材料在恶劣环境中的应用范围越广，如化工、航空航天等领域。

（2）耐腐蚀性越差，材料在恶劣环境中的应用范围越窄，限制了其应用领域。

解题思路：

分析高分子材料的耐腐蚀性对其应用领域的影响。结合具体案例分析耐腐蚀性对应用领域的影响。六、计算题1.计算聚乙烯的分子量。

聚乙烯（Polyethylene，简称PE）的基本单元为乙烯单体（C₂H₄），其分子式为(C₂H₄)n。乙烯的分子量为乙烯单体分子量乘以其重复单元的数量。

乙烯的分子量计算：

碳（C）的原子量≈12.01

氢（H）的原子量≈1.008

乙烯单体的分子量=2×12.014×1.008≈28.05

假设聚乙烯的n值为10000（表示10000个乙烯单体重复）。

聚乙烯的分子量=n×乙烯单体的分子量

聚乙烯的分子量≈10000×28.05≈280500

2.计算聚丙烯的分子量。

聚丙烯（Polypropylene，简称PP）的基本单元为丙烯单体（C₃H₆），其分子式为(C₃H₆)n。丙烯的分子量为丙烯单体分子量乘以其重复单元的数量。

丙烯的分子量计算：

丙烯单体的分子量=3×12.016×1.008≈42.08

假设聚丙烯的n值为10000。

聚丙烯的分子量=n×丙烯单体的分子量

聚丙烯的分子量≈10000×42.08≈420800

3.计算聚苯乙烯的分子量。

聚苯乙烯（Polystyrene，简称PS）的基本单元为苯乙烯单体（C₆H₅CH=CH₂），其分子式为(C₆H₅CH=CH₂)n。苯乙烯的分子量为苯乙烯单体分子量乘以其重复单元的数量。

苯乙烯的分子量计算：

苯乙烯单体的分子量=6×12.015×1.0088×1.0082×12.012×1.008≈104.15

假设聚苯乙烯的n值为10000。

聚苯乙烯的分子量=n×苯乙烯单体的分子量

聚苯乙烯的分子量≈10000×104.15≈1041500

4.计算聚氯乙烯的分子量。

聚氯乙烯（PolyvinylChloride，简称PVC）的基本单元为氯乙烯单体（C₂H₃Cl），其分子式为(C₂H₃Cl)n。氯乙烯的分子量为氯乙烯单体分子量乘以其重复单元的数量。

氯乙烯的分子量计算：

氯乙烯单体的分子量=2×12.013×1.00835.45≈62.49

假设聚氯乙烯的n值为10000。

聚氯乙烯的分子量=n×氯乙烯单体的分子量

聚氯乙烯的分子量≈10000×62.49≈624900

5.计算聚碳酸酯的分子量。

聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC）的基本单元为碳酸二酯（双酚A和碳酸酐），其分子式为[(C₆H₄COH)(OCO(C₆H₄OH))]n。聚碳酸酯的分子量较为复杂，涉及多个组分和重复单元的数量。

聚碳酸酯的单体分子量计算（假设）：

碳（C）的原子量≈12.01

氢（H）的原子量≈1.008

氧（O）的原子量≈16.00

碳酸二酯的分子量=(6×12.018×1.00816.0016.00)×2≈224.23

假设聚碳酸酯的n值为10000。

聚碳酸酯的分子量=n×碳酸二酯的分子量

聚碳酸酯的分子量≈10000×224.23≈2242300

答案及解题思路：

答案：

1.聚乙烯的分子量≈280500

2.聚丙烯的分子量≈420800

3.聚苯乙烯的分子量≈1041500

4.聚氯乙烯的分子量≈624900

5.聚碳酸酯的分子量≈2242300

解题思路：

解题过程中，首先根据单体的化学式计算出单体的分子量，然后通过重复单元的数量（n值）来估算聚合物的分子量。对于每个高分子材料，我们采用了相同的基本原理，即通过基本单元的分子量乘以重复单元的数量得到聚合物的分子量。这种方法是计算高分子化合物分子量的基本方法，适用于大多数高分子化合物。七、应用题1.根据高分子材料的功能特点，分析其在建筑领域的应用。

【答案】

（1）建筑隔热保温材料：如聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）和聚氯乙烯泡沫塑料（PVC）等，具有良好的隔热保温功能，广泛应用于建筑物的外墙保温。

（2）建筑密封材料：如硅橡胶、聚硫橡胶等，具有良好的耐候性和密封功能，用于门窗密封、防水等。

（3）建筑加固材料：如碳纤维增强复合材料（CFRP），具有高强度、高模量、轻质等特点，用于建筑物的加固和修复。

（4）建筑材料：如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等，具有良好的耐腐蚀性、耐冲击性，用于建筑管道、屋顶材料等。

【解题思路】

分析高分子材料的功能特点，如轻质、耐腐蚀、隔热保温、高强度等。结合建筑领域的需求，分析这些功能特点如何满足建筑功能，如隔热保温、密封、加固等。列举具体的高分子材料在建筑领域的应用实例。

2.根据高分子材料的功能特点，分析其在电子领域的应用。

【答案】

（1）绝缘材料：如聚乙烯、聚氯乙烯等，具有良好的绝缘功能，用于电线电缆的绝缘层。

（2）导电材料：如聚苯胺、聚乙炔等，具有导电功能，用于制备导电薄膜和电极材料。

（3）封装材料：如环氧树脂、聚酰亚胺等，具有良好的耐热性和化学稳定性，用于电子器件的封装。

（4）电磁屏蔽材料：如碳纤维增强复合材料，具有良好的电磁屏蔽功能，用于电子设备的电磁屏蔽。

【解题思路】

分析高分子材料的功能特点，如绝缘、导电、耐热、化学稳定性等。接着，根据电子领域的需求，如绝缘、导电、封装、电磁屏蔽等，分析这些功能特点如何满足电子器件的功能。列举具体的高分子材料在电子领域的应用实例。

3.根据高分子材料的功能特点，分析其在航空航天领域的应用。

【答案】

（1）轻质结构材料：如碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）等，具有高强度、轻质、耐高温等特点，用于飞机机身、机翼等。

（2）耐高温材料：如聚酰亚胺、聚苯硫醚等，具有良好的耐高温功能，用于发动机部件、高温环境下的部件。

（3）密封材料：如硅橡胶、氟橡胶等，具有良好的耐油、耐高温、耐化学品功能，用于航空航天设备的密封。

（4）防护材料：如芳纶纤维、聚四氟乙烯等，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨等特点，用于航空航天设备的防护。

【解题思路】

分析高分子材料的功能特