【考研类试卷】高分子化学与物理(绪论、缩聚和逐步聚合、共聚合反应)-试卷1及答案解析.doc
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1、高分子化学与物理(绪论、缩聚和逐步聚合、共聚合反应)-试卷 1及答案解析(总分:62.00,做题时间:90 分钟)一、名词解释题(总题数:1,分数:2.00)1.名词解释:逐步聚合;缩合聚合;官能团等活性;线形缩聚;体形缩聚;凝胶点;转化率;反应程度。(分数:2.00)_二、解答题(总题数:30,分数:60.00)2.解释单体、结构单元、重复单元、聚合物、聚合度的含义。(分数:2.00)_3.写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙 66、聚丁二烯和天然橡胶的分子式。根据下表所列分子量,计算聚合度。根据这 6 种聚合物的分子量和聚合度,试认识塑料、纤维和橡胶的差别。(分数:2.00)_4.写出下列单
2、体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。 (1)CH 2 CHF;(2)CH 2 =C(CH 3 ) 2 ;(3)HO(CH 2 ) 5 COOH; (4)CH 2 CH 2 CH 2 O;(5)NH 2 (CH 2 ) 6 NH 2 +HOOC(CH 2 ) 4 COOH。(分数:2.00)_5.写出聚合物名称、单体名称和聚合反应式。指明属于加聚还是缩聚,连锁聚合还是逐步聚合。 (1)CH 2 C(CH 3 )(COOCH 3 ) n ;(2)NH(CH 2 ) 6 NHCO(CH 2 ) 4 CO n ; (3)NH(CH 2 ) 5 CO n ;(4)CH 2 C(CH 3 )=CHCH
3、 2 n 。(分数:2.00)_6.写出下列聚合物的单体分子式和合成反应式:聚丙烯腈,天然橡胶,丁苯橡胶,聚甲醛,聚苯醚,聚四氟乙烯,聚二甲基硅氧烷,聚氨酯。(分数:2.00)_7.求下列混合物的数均聚合度、重均聚合度和分子量分布指数。 (1)组分 1:质量分数=05,分子量=110 4 ;(2)组分 2:质量分数=04,分子量=110 5 ;(3)组分 3:质量分数=01,分子量=110 6 。(分数:2.00)_8.写出由下列单体得到的链状高分子的重复单元的化学结构式。(1) 一甲基苯乙烯;(2)偏二氰基乙烯;(3) 一氰基丙烯酸甲酯;(4)1,4 一丁二烯;(5)对苯二甲酸+乙二醇;(6
4、) 一氨基十一酸。(分数:2.00)_9.举例说明和区别线形和体形结构,热塑性和热固性聚合物,无定形和结晶聚合物。(分数:2.00)_10.举例说明橡胶、纤维、塑料之间结构与性能的主要差别和联系。(分数:2.00)_11.为何大分子微结构、平均分子量、热转变温度是表征聚合物的重要指标?(分数:2.00)_12.写出下列单体的缩聚反应方程式。(分数:2.00)_13.由己二酸和己二胺等摩尔合成尼龙 66。已知聚合反应的平衡常数 K=432,如果要合成聚合度在 200 的缩聚物,计算反应体系中的水含量应控制为多少。(分数:2.00)_14.计算等摩尔的对苯二甲酸与乙二醇反应体系,在反应程度为050
5、0,0800,0900,0950,0995 时的平均聚合度和分子量。(分数:2.00)_15.在等物质的量的二元酸与二元醇的缩聚体系中加入 10(摩尔分数)的醋酸,试求当 P 分别为 0992和 0998 时,聚酯的平均分子量是多少。(分数:2.00)_16.对苯二甲酸与乙二醇在等摩尔情况下进行聚酯反应,已知平衡常数 K=49。如果要求平均聚合度达到50,此时体系中残存的小分子分数为多少?(分数:2.00)_17.氨基己酸进行缩聚反应时,如在体系中加入 02(摩尔分数)的醋酸,求当反应程度 P 分别达到0950,0980,0990 时的平均聚合度和平均分子量。(分数:2.00)_18.用 Ca
6、rothers 法计算下列聚合反应的凝胶点。(1)邻苯二甲酸酐+甘油,摩尔比 3:2。(2)邻苯二甲酸酐+甘油,摩尔比 300:195。(3)邻苯二甲酸酐+甘油+乙二元醇,摩尔比300:195:0002。(分数:2.00)_19.举例说明形成线形缩聚聚合物的条件。(分数:2.00)_20.举例说明如何形成体形聚合物,归纳说明产生凝胶的条件。(分数:2.00)_21.为什么缩聚高分子产物的分子量一般都不大?在实践中通过哪些手段可提高缩聚产物的分子量?(分数:2.00)_22.指出形成下列高分子的单体。(分数:2.00)_23.无规、交替、嵌段和接枝共聚物的结构有何差异?命名时单体前后的位置有什么
7、规定?(分数:2.00)_24.画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线。当 f 1 =05 时,在低转化率阶段的 F 2 是多少? (分数:2.00)_25.分子量为 72、53 的两种单体进行共聚,实验数据如下: (分数:2.00)_26.苯乙烯(M 1 )与丁二烯(M 2 )在 5下进行自由基共聚合,r 1 =064,r 2 =138。已知苯乙烯和丁二烯均聚时的链增长速率常数分别为 49L(mol.s)和 251L(mol.s)。试求:(1)共聚时的反应速率常数;(2)比较两种单体和链自由基的相对活性;(3)作出该共聚反应的 F 1 一 f 1 曲线;(4)要制备组成均一的共聚物需要采取什么措
8、施?(分数:2.00)_27.在自由基共聚合反应中,苯乙烯的相对活性远大于乙酸乙烯酯。当乙酸乙烯酯均聚时,如果加入少量苯乙烯,则乙酸乙烯酯难以聚合,试解释这一现象。(分数:2.00)_28.已知丙烯腈(M 1 )与偏二氯乙烯共聚合时,r 1 =091,r 2 =037。试求:(1)作出 F 1 f 1 共聚物组成曲线;(2)由上述曲线确定恒比点的坐标;(3)根据公式计算恒比点的坐标;(4)原料单体中丙烯腈的质量分数为 20,给出瞬时共聚物中丙烯腈的质量比。(分数:2.00)_29.甲基丙烯酸甲酯(M 1 )和丁二烯(M 2 )在 60进行自由基共聚,若起始配料比是 35:65(质量比),问是否
9、可以得到组成基本均匀的共聚物?若不能,应以何种配料比才能得到?并计算该共聚物的组成(摩尔比)。r 1 =025,r 2 =091。(分数:2.00)_30.计算苯乙烯一丁二烯和苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯的竞聚率。已知,对于丁二烯一苯乙烯,Q 1 =1,Q 2 =239,e 1 =一 08,e 2 =一 105;对于苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯,Q 1 =1,Q 2 =074,e 1 =一08,e 2 =04。(分数:2.00)_31.甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯腈等单体与丁二烯共聚,试排列交替倾向的顺序并说明理由。(分数:2.00)_高分子化学与物理(绪论、缩聚和逐步聚
10、合、共聚合反应)-试卷 1答案解析(总分:62.00,做题时间:90 分钟)一、名词解释题(总题数:1,分数:2.00)1.名词解释:逐步聚合;缩合聚合;官能团等活性;线形缩聚;体形缩聚;凝胶点;转化率;反应程度。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(1)逐步聚合 单体转变成高分子是逐步进行的,即单体官能团间相互反应而逐步增长。 (2)缩合聚合 由带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应。 (3)官能团等活性 在一定聚合度范围内,官能团活性与聚合物分子量大小无关。 (4)线形缩聚 参加反应的单体都含有两个官能团,反应中形成的大分子向两个方向增长,得到线形缩聚物的一类反应
11、。 (5)体形缩聚 参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团,且体系平均官能度大于 2,反应中大分子向三个方向增长,得到体形结构聚合物的一类反应。 (6)凝胶点 开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。 (7)转化率 参加反应的单体量占起始单体量的分数。 (8)反应程度 参与反应的基团数占起始基团的分数。)解析:二、解答题(总题数:30,分数:60.00)2.解释单体、结构单元、重复单元、聚合物、聚合度的含义。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(1)单体 带有某种官能团并具有聚合能力的低分子化合物,或能参与聚合反应并形成分子链中结构单元的低分子化合物。 (2)结构单元 单体参与聚合后
12、在分子链中所形成的化学结构,也称为单体单元。 (3)重复单元 分子链上由化学键重复连接而成的化学结构相同的最小单元,也称为链节。 (4)聚合物 由许多化学组成和结构相同的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子化合物。 (5)聚合度 平均每个分子链上具有的结构单元的数目称为聚合度。)解析:3.写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙 66、聚丁二烯和天然橡胶的分子式。根据下表所列分子量,计算聚合度。根据这 6 种聚合物的分子量和聚合度,试认识塑料、纤维和橡胶的差别。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案: )解析:4.写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。 (1)CH 2 CHF;(2)
13、CH 2 =C(CH 3 ) 2 ;(3)HO(CH 2 ) 5 COOH; (4)CH 2 CH 2 CH 2 O;(5)NH 2 (CH 2 ) 6 NH 2 +HOOC(CH 2 ) 4 COOH。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(1) (2) (3) (4) )解析:5.写出聚合物名称、单体名称和聚合反应式。指明属于加聚还是缩聚,连锁聚合还是逐步聚合。 (1)CH 2 C(CH 3 )(COOCH 3 ) n ;(2)NH(CH 2 ) 6 NHCO(CH 2 ) 4 CO n ; (3)NH(CH 2 ) 5 CO n ;(4)CH 2 C(CH 3 )=CHCH 2 n
14、。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(1)单体为甲基丙烯酸甲酯,聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯,聚合反应按照加聚方式进行,从机理上属于连锁聚合反应。 (2)单体为己二胺和己二酸,聚合物是尼龙 66 或者称聚己二酰己二胺,聚合反应按照缩聚方式进行,从机理上属于逐步聚合反应。 nNH 2 -(-CH 3 ) 6 -NH 2 +nHOOC(CH 2 ) 4 COOH-NH(CH 2 ) 6 NHOC(CH 2 ) 4 CO n - (3)单体为己内酰胺,聚合物是尼龙 6 或者称为聚己内酰胺。如果以水作为起始剂进行聚合,聚合反应按照缩聚方式进行,从机理上属于逐步聚合反应。如果以碱金属化合物作为催化剂
15、进行聚合,聚合反应按照加聚方式进行,从机理上属于连锁聚合反应。 (4)单体为异戊二烯,聚合物为聚异戊二烯,聚合反应按照加聚方式进行,从机理上属于连锁聚合反应。 )解析:6.写出下列聚合物的单体分子式和合成反应式:聚丙烯腈,天然橡胶,丁苯橡胶,聚甲醛,聚苯醚,聚四氟乙烯,聚二甲基硅氧烷,聚氨酯。(分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(1)单体是丙烯腈 (2)单体是异戊二烯 (3)单体是 1,4-丁二烯和苯乙烯 (4)单体是甲醛 (5)单体是 2,6 一二甲基苯酚 (6)单体是四氟乙烯 (7)单体是二氯二甲基硅烷 )解析:7.求下列混合物的数均聚合度、重均聚合度和分子量分布指数。 (1)组分
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