江南大学《高分子化学》历年期末考试卷A及答案

专业课复习资料（最新版）封面专业课复习资料（最新版）封面《高分子化学》期末考试卷（A）使用专业、班级高分子材料0501，0502，0503班学号姓名题数一二三四五六七总分得分一、选择题【每小题1分，共5分】1.在自由基聚合中，能同时提高聚合速率和分子量的是（）A.本体聚合B.溶液聚合C.乳液聚合D.分散聚合2.下列共聚中，属于理想恒比共聚是（）A.r1r2=1B.r1=r2=1C.r1=r2D.r1=r2=03.对于2mol甘油，3mol邻苯二甲酸酐缩聚体系，平均官能度为（）A.1.2B.2.4C.3.6D.4.84.在聚氯乙稀的聚合中，聚合度主要取决于链转移常数,向什么转移？（）A.单体B.引发剂C.溶剂D.瓶壁5．与其他连锁聚合相比，阴离子聚合（）A.易终止B.无终止C.难终止D.能终止二．简单回答下列问题。（〖每小题5分，共25分〗1.何为自动加速现象？它主要是由什么引起的？江南大学考考试形式开卷（）、闭卷（√），在选项上打（√）开课教研室材料命题教师倪才华命题时间2007.12.使用学期1共5页，第1页教研室主任审核签字.间.s第2页2．为什么乳液聚合可以同时获得高的聚合速度和聚合度？3．用Ziegler-Natta催化剂催化丙烯和乙烯聚合，分别用什么催化剂组分，为什么这样选择？4．为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度描述反应过程？5．指出下列常用引发剂分别使用场合：（1）偶氮二异庚腈；（2）过氧化十二酰；（3）过氧化碳酸二环己酯；（4）过硫酸铵；（5）过硫酸钾-亚硫酸氢钠；试卷专用纸第3页江南大学考三.解释下列概念。〖每小题2分，共10分〗1．笼蔽效应；2．环氧值；3．悬浮聚合；4．遥爪聚合物5．聚合物老化四、完成下列反应，并指出各按什么机理进行聚合。〖每小题2分，共10分】HOCH2CH2OHOOO+nn1.CH=CH2nNa,2THF第4页nCH2=CH-CH(CH3)23BF3,H2O4.纤维素NaOHCS2H2CCHCONH2+H2CCHCOOHK2S2O8H2O5.五、．反应机理。〖每小题10分，共20分〗1．写出以过氧化二苯甲酰为引发剂，苯乙烯在甲苯溶液中聚合的各基元反应式。（要求反应式，分子式达完整）。2．写出以Lewis酸－水络合物为引发体系，3,3’-二（氯亚甲基）丁氧环聚合的反应机理。试卷专用纸第5页第5页江南大学考六、。【每小题10分，共30分】1．等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1％，求p=0.99和0.995时，聚酯的聚合度分别是多少？（醋酸浓度以二元酸计）2．乙二醇，甘油和对苯二甲酸混合体系进行缩聚，假设投料时羟基基团的总数与羧基基团的总数相等，均为3摩尔,甘油中OH基团数占OH基团总数的12％。试求(a)反应程度为0.96时的Xn;(b)Xn=300时的反应程度。3．用0.2mol/L苯乙烯的四氢呋喃溶液，在0.5×10-3mol/L的萘钠作用下，于25oC聚合，求单体浓度反应一半时的聚合度。若使反应继续至完全后再加入甲基丙烯酸甲酯，将会发生什么现象，可得什么类型的聚合物？如果先将甲基丙烯酸甲酯用活性阴离子引发聚合后，再加入苯乙烯，将会出现什么物质？《高分子化学》期末考试卷A卷答案高分子材料0501，0502，0503班一．1。C2。B3。B4。A5。B二．1．某些聚合反应到达一定程度后，聚合速度自动增加，直到后期，聚合速度又减慢。它主要是由体系粘度增加所引起的，称为自动加速现象。2．根据公式，P117:（4－2），（4－5）聚合速率与聚合度均与乳胶粒数成正比。因此增加乳胶粒数可以同时增加聚合速率与聚合度。3．催化丙烯用：TiCl3（α，γ，δ）－AlEt2Cl,综合考虑立构规整度，聚合速率和分子量。催化烯用：TiCl4－AlEt3因为无立构规整度，只需考虑速率，用TiCl4均相反应。4．因为缩聚反应一开始，所有的分子都开始了反应，转化率就达到100％；而低聚物还可以继续进行反应，反应程度和聚合度增加，因此用转化率没有意义，而用反应程度描述过程是有意义的。5．(1)油溶性(2)油溶性(3)油溶性(4)水溶性(5)水溶性三.1.引发剂分解成游离基后，处在溶剂的笼子中，来不及引发单体的聚合，就发生了副反应，形成了稳定的分子，消耗了引发剂。此称为笼蔽效应。2．环氧值：100克树脂中含有环氧基的摩尔数。3.借助机械搅拌和悬浮剂的作用，使油溶性单体一小滴（直径1~10-3cm）悬浮在水介质中，形成稳定的悬浮体进行的聚合，称悬浮聚合。4.链的末端带有活性基团的高聚物。5．高分子材料在大气环境中、浸在水或海水中，在热、光、氧、水、化学介质、微生物等作用下，聚合物的化学组成和结构会发生变化，物理性能也相应变坏。这些变化和现象统称为老化。四．1.OOOOn逐步聚合。CH-CH22.CHCH2__阴离子聚合，连锁机理。3.*CH2CH2CH3CH3n阳离子异构化聚合，连锁机理4.粘胶纤维，大分子反应5.CH2-CHCH2-CHOONH2COOHn自由基，连锁五．1.OOOOnnnn22.BF3+H2OH+[BF3OH]-OCH2ClCH2ClOHCH2ClCH2Cl+H+[BF3OH]-+OHCH2ClCH2Cl+OCH2ClCH2ClOCH2CH2ClCH2ClCH2OCH2ClCH2Cl+A-A-A-六．1．设二元醇，二元酸浓度各为1摩尔，r=Na/(Na+2Nb’)=2/(2+2*1%)=0.9901当p=0.99时：Xn=(1+r)/(1+r-2rp)＝1.9901/(1.9901–2*0.9901*0.99)=67当p=0.995时：Xn=(1+r)/(1+r-2rp)＝1.9901/(1.9901–2*0.9901*0.995)=1012．甘油的摩尔数：0.36/3=0.12摩尔；乙二醇的摩尔数：2.64/2=1.32摩尔；对苯二甲酸的摩尔数：3/2=1.5摩尔。平均官能度＝（3＋3）/(1.5+1.32+0.12)=2.0408(a)由：Xn=2/(2-Pf)得：Xn=2/(2－0.96*2.0408)=49(b)P=2/2.0408(1-1/300)=0.9833.由：Xn=[M]*2/[C]反应到一半时：Xn=0.1/0.5×10-3=400若反应完后在此体系中加入甲基丙烯酸甲酯,将会形成PMMA------PSt-------PMMA型嵌段共聚物。若在PMMA活性聚合物中加入St单体，则不能继续聚合，得到的是PMMA和St单体的混合物。《高分子化学》期末考试卷（A）使用专业、班级高分子材料0601，0602，0603班学号姓名题数一二三四五六七总分得分一、选择正确答案填空【每小题1分，共5分】1.涤纶聚酯属于()A.线性饱和脂肪族聚酯B.线性芳族聚酯C.不饱和聚酯D.醇酸树脂2.能同时进行自由基聚合，阳离子聚合和阴离子聚合的是()A.丙烯腈B.α—甲基苯乙烯C.烷基乙烯基醚D.乙烯3.在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的聚合度主要取决于向（）转移的速率常数。A.溶剂B.引发剂C.聚合物D.单体4.两种单体共聚时得到交替共聚物，则它们的竞聚率应是（）A.r1=r2=0B.r1=r2=1C.r1﹥1，r2﹥1D.r1﹤1，r2﹤15.同时获得高聚合速率和高相对分子质量聚合物的聚合方法是（）A.溶液聚合B.悬浮聚合C乳液聚合D.本体聚合江南大学考考试形式开卷（）、闭卷（√），在选项上打（√）开课教研室材料命题教师倪才华命题时间2008.12.使用学期1共6页，第1页教研室主任审核签字.间.s第2页二、解释下列概念：【每小题2分，共10分】1.分子量分布指数2、竞聚率3、引发剂效率4、动力学琏长5、阻聚作用三、简单回答下列问题。〖每小题5分，共25分〗1.为提高聚甲醛的热稳定性，可以采取的两个是什么？简述理由。第3页江南大学考2.在自由基聚合反应中，何种条件下会出现反应自动加速现象。采取什么措施可减轻这种现象？3．分别绘出自由基聚合与缩合聚合这两类反应的分子量与反应时间的关系示意图，简单说明反应特点。4．欲使逐步聚合成功，必须考虑哪些原则和措施？第4页5.解释笼蔽效应和诱导分解，它们对引发效率有什么影响？四、写出下列聚合反应，并指出其机理。〖每小题2分，共10分〗1.3，3′-二（氯亚甲基）丁氧环的开环聚合；2.尼龙-66的制备；3.聚乙烯醇与甲醛的反应；4.有机玻璃的制备；5.环氧树脂的制备。试卷专用纸第5页江南大学考五、写出下列聚合反应的机理。〖每小题10分，共20分】1.四氢呋喃中用SnCl4+H2O引发异丁烯聚合，写出引发，增长，终止的基元反应。2.写出用AIBN引发甲基丙烯酸丁酯聚合的各基元反应。六、计算题。【每小题10分，共30分】1.邻苯二甲酸酐(1.5摩尔)、乙二醇（1.35摩尔）、甘油（0.1摩尔）混合体系进行缩聚。试求a.p=0.98时的nXb.nX=500时的p第6页第6页江南大学考2.甲基丙烯酸甲酯由引发剂引发进行自由基聚合，终止后每一大分子含有1.50个引发剂残基，假设无链转移发生，试计算歧化终止与偶合终止的相对数量。3.在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2moln-BuLi和20kg苯乙烯。当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8gH2O，然后继续反应。假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算（1）被水终止的聚合物的数均分子量；（2）继续增长所得聚合物的数均分子量；（3）整个体系所得聚合物的数均分子量及其分子量分布指数。《高分子化学》期末考试卷A卷答案高分子材料0601，0602，0603班一、选择正确答案填空【每小题1分，共5分】1—5：BBDAC二、解释下列概念：【每小题2分，共10分】1、诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应2、系统中均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数之比，表征两单体的相对活性。3、引发剂分解产生初级自由基，但初级自由基不一定能引发单体形成单体自由基，用于引发单体形成单体自由基的百分率，称为引发剂效率。4、在聚合动力学研究中，长将一个活性种从引发开始到链终止说消耗的单体分子数定义为动力学琏长5、自由基向某些物质转以后，形成稳定的自由基，不再引发单体聚合，最后只能自由基双基终止。三、简单回答下列问题。〖每小题5分，共25分〗1.方法有两种:乙酰化或醚化封端：加入酸酐与端基反应，使乙酰化封端，防止聚甲醛从端基开始解聚。将三聚甲醛和二氧五环或环氧乙烷共聚,在共聚物中引入热稳定性较好的-OCH2CH2-基团,可阻止聚合物链进一步分解。2.本体聚合和添加少量溶剂的溶液聚合等反应往往会出现反应自动加速现象。造成自动加速现象的原因是随着反应的进行，体系粘度渐增或溶解性能变差，造成kt变小，活性链寿命延长，体系活性链浓度增大。选用良溶剂、加大溶剂用量、提高聚合温度或适当降低聚合物的分子量等，都会减轻反应自动加速程度。反之，则可使自动加速现象提前发生。3.连锁聚合：连锁聚合从活性种开始。过程由链引发，链增长，链终止等基元反应组成，各基元反应的速率和活化能差别很大。链引发是活性种的形成，活性种与单体加成，使链迅速增长，活性种的破坏就是链终止。逐步聚合：低分子转变成高分子是缓慢逐步进行的，每步的速率和活化能大概一致，反应早期单体很快聚合成二，三，四聚体的低聚物，短期内单体转化率很高单反应基团反应程度却很低。在逐步聚合过程中，体系由单体和分子量递增的系列中间产物组成。4.原则和措施：原料尽可能纯净；按化学计量或等摩尔比投料；尽量提高反应程度；采用减压或其他手段打破化学平衡，使反应向聚合物方向移动。实施方法有：熔融聚合；溶液聚合和界面缩聚。5.笼蔽效应――由于初级自由基受溶剂分子包围，限制了自由基的扩散，导致初级自由基的偶合（或岐化）终止，使引发效率f降低诱导效应――它是指链自由基向引发剂的转移反应。原来的链自由基或简单自由基在形成稳定分子的同时，生成一个新的自由基。由于无偿的消耗了一个引发剂分子。二者都使实际引发效率降低四、写出下列聚合反应，并指出其机理。〖每小题2分，共10分〗1.nCH2CCOOCH3CH3*CH2CCOOCH3CH3*n连锁CCH3CH3OCH2CHCH2OHn环氧树脂五、写出下列聚合反应的机理。〖每小题8分，共16分】1.四氢呋喃中用SnCl4+H2O引发异丁烯聚合，写出引发，增长，终止的基元反应。（6分）链引发SCl4+H2OHSnCl4OHHSnCl4OH+CH2CCH32CH3CSnCl4OHCH2CSnCl4OHCH3CH3链增长+CH2CCH32CH2CCH2CSnCl4OHCH3CH3链终止CH2CSnCl4OHCH3CH3CH2COH+SnCl4CH3CH3六、计算题。【每小题10分，共30分】1.NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物中A总数（）的10%，则A3中A基团数为0.3mol，A3的分子数为0.1mol。NA2=1.35mol；NA3=0.1mol；NB2=1.5mol034.21.035.15.133CBACCBBAANNNfNfNfNffpXn22当p=0.98时，2149.720.98*2.034nX500nX时，pfpXn034.22222p=0.98132.解：活性链数目为X,偶合终止的Xc，则歧化反应的为X—Xc根据终止后引发剂残基数相等X=【Xc/2+（X—Xc）】·1.5化简：Xc/X=2–2/1.5Xc/X=0.667偶合66.7%歧化33.3%3.（1）单体反应一半时加入1.8gH2O，由水终止所得聚合物的分子量1nM为500002.02/20000n·nM1＝＝活性中心摩尔数参加反应的单体的克数（2）继续增长所得聚合物的数均分子量nM为nM=50,000+10,000克/0.1摩尔=50,000+100,000=150，000克/摩尔(3)整个聚合物的数均分子量：20000/0.2=100,000PDI=Mw/Mn=∑niMi2/niMi=1.25《高分子化学》期末考试卷（A）使用专业、班级高分子材料0701，0702，0703班学号姓名题数一二三四五六七总分得分一、选择正确答案填空【每小题1分，共10分】1.制备聚乙烯醇是从下列单体开始的()；A、乙烯醇B、乙醇C、乙醛D、醋酸乙烯酯2.己二胺和己二酸反应生成聚己二酰己二酸是典型的（）反应的例子；A.缩聚B.加聚C.开环聚合D消去聚合3.在线形缩聚反应中，延长聚合时间主要是提高（）；A．转化率B.官能度C.反应程度D.交联度4.2mol甘油，3mol邻苯二甲酸酐体系f＝（）A.1.2B.2.4C.3.6D.4.85.在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的平均聚合度主要取决于向（）转移的速率常数A溶剂B引发剂C聚合物D单体6.过硫酸钾引发剂属于()A、氧化还原引发剂B、水溶性引发剂C、油溶性引发剂D、阴离子引发剂7.金属钠能引发（）A.自由基聚合B.阴离子聚合C.阳离子聚合D.缩合聚合8.凝胶效应现象就是（）A凝胶化B自动加速效应C凝固化D胶体化9.在丙烯配位聚合反应中，引发剂TiCl3属于()A、主引发剂B、共引发剂C、第三组分D、载体10.聚甲醛合成后要加入乙酸酐处理，其目的就是（）A.洗出低聚物B.除去引发剂C.提高聚甲醛热稳定性D.增大聚合物相对分子质量江南大学考考试形式开卷（）、闭卷（√），在选项上打（√）开课教研室材料命题教师倪才华命题时间2009.12.使用学期1共6页，第1页教研室主任审核签字.间.s第2页二、解释下列概念：【每小题2分，共10分】1.官能度2.反应程度3.聚合上限温度4.聚合物的老化5.自动加速效应三、简单回答下列问题。〖每小题5分，共25分〗1.为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度来描述反应过程？第3页第4页江南大学考试卷专用纸2.欲使逐步聚合成功，必须考虑哪些原则和措施？有哪些实施方法？3.传统自由基聚合时，单体转化率和聚合度随时间的变化有何特征？画出简图。4.竞聚率的定义？说明其物理意义？理想恒比共聚和交替共聚的竞聚率分别是什么？5.解释笼蔽效应和诱导分解，它们对引发效率有什么影响？第5页四、选择合适的单体完成下列聚合反应，并指出其机理。〖每小题3分，共9分〗1.线性酚醛树脂2.聚甲醛3.尼龙-6五、写出下列聚合反应的机理。〖每小题8分，共16分】1.萘钠引发苯乙烯聚合的基元反应式江南大学考第6页6页2.以偶氮二异丁腈为引发剂，写出醋酸乙烯酯溶液聚合的有关的基元反应方程式六、计算题。【每小题10分，共30分】1.将邻苯二甲酸酐、季戊四醇、乙二醇一摩尔比为2.00：0.99：0.01进行缩聚，试求：a．平均官能度b．按Carothers法求凝胶点。c．按统计法求凝胶点。江南大学考第6页7页2.25℃在THF中，用n—C4H9Li作为引发剂引发丙烯腈聚合，已知单体浓度0.95mol/L，引发剂浓度为0.005mol/L,总体积为1L。1)若反应到3/4时用36mg水终止，求水终止的聚合物的平均分子量；2)若聚合5s时，单体浓度为6.28×10-3mol/L,求10s时的聚合度。3.苯乙烯的浓度为6mol/L,竞聚率r1=0.80,异戊二烯的浓度为2mol/L，r2=1.68，求聚合共聚物的起始组成（以摩尔分数表示）,并写出共聚物瞬时组成与单体组成的定量关系。江南大学考《高分子化学》期末考试卷A卷答案高分子材料0701，0702，0703班一、1-10DACBDBBBAC二、1.官能度指指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团（活性中心）数目。2.反应程度指反应了的官能团数与起始官能团数之比；转化率指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比。3.聚合上限温度：规定平衡单体浓度为[M]=1mol/L时的平衡温度，即Tc=△Hο/△Sο4.高分子材料在大气环境中、浸在水或海水中，在热、光、氧、水、化学介质、微生物等作用下，聚合物的化学组成和结构会发生变化，物理性能也相应变坏。这些变化和现象统称为老化。5.某些聚合反应到达一定程度后，聚合速度自动增加，直到后期，聚合速度又减慢。它主要是由体系粘度增加所引起的，称为自动加速现象。三、1.：因缩聚反应本质是官能团之间的反应，只有官能团之间充分反应才能生成大分子，故应用反应程度描述其反应过程。而转化率一开始就很高。2.原料尽可能纯净；按化学计量或等摩尔比投料；尽量提高反应程度；采用减压或其他手段打破化学平衡，使反应向聚合物方向移动。实施方法有：熔融聚合；溶液聚合和界面缩聚。3.自由基聚合时，转化率随时间延长而逐渐增加，而对产生的一个活性中心来说，它与单体间反应的活化能很低，kp值很大，因此瞬间内就可生成高聚物。因此，从反应一开始有自由基生成时，聚合物分子量就很大，反应过程中任一时刻生成的聚合物分子量相差不大。4.竞聚率系单体均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数之比。即2122212111,kkrkkr它表征两单体的相对活性，r1=r2=1，则两单体为理想恒比共聚体系。r1=r2=0时，则两单体为交替共聚体系。5.笼蔽效应：引发剂分解成游离基后，处在溶剂的笼子中，来不及引发单体的聚合，就发生了副反应，形成了稳定的分子，消耗了引发剂。诱导分解：诱导分解是指链自由基向引发剂的转移反应，原来的来的链自由基终止，，只生成一个新的自由基，无偿消耗一个引发剂分子。二者都使引发效率降低。四、1.线性酚醛树脂nOH+nH2O*CH2*OHn逐步2.聚甲醛3nHCHOnH2COOCH2CH2OOCHn阳离子开环聚合；逐步聚合3.尼龙-6己内酰胺在水催化条件下水解成6-氨基酸，然后聚合。逐步聚合或者用碱催化聚合，连锁聚合。五．（1）.Na+THFNaNa+CH2CHC6H5NaCHCH3C6H5+2NaCHCH2C6H52NaCHCH2C6H5CH2CHC6H5Na（2）醋酸乙烯CH3CCH3CN+CH2CHOCOCH3CH3CCH3CNCH2CHOCOCH3链引发链增长链终止CH3CCH3CNCH2CHOCOCH3+nCH3CCH3CNCH2CHOCOCH3CH2CHOCOCH3n2CH3CCH3CNCH2CHOCOCH3CH2CH2nCH2CHOCOCH3CH3CCH3CNCH2CHOCOCH3CH2CHOCOCH3nOCOCH3+CH3CCH3CNCH2CHOCOCH3CHCHnOCOCH3六、1.由题意知-OH的基团数为：0.99×4+0.01×2=3.98-COOH的基团数为：2.00×2=4.00①平均官能度=2×(0.99×4+0.01×2)/(2.00+0.99+0.01)=2.653按Carothers法可得：Pc=2/f=2/2.653=0.754按统计法可得：r=（0.99×4+0.01×2）/(2.00×2)=0.995ρ=（0.99×4）/(0.99×4+0.01×2）=0.995故:Pc=1/[r+rρ(f-2)]1/2=1/[0.995+0.995×0.995×(4-2)]=0.5802.单体初始浓度为0.95mol/L，即[M]0=0.95mol/L（1）当反应到3/4时，[M]=0.95×1/4=0.2375mol/L，又36mg水为0.002mol，被水终止的引发剂为0.002mol,则剩余引发剂为0.003molXn=n([M]0-[M])/[C]=(0.95-0.2375)/0.002=356.25Mn=m·Xn=356.25×53=18881（2）由ln[M]0/[M]=kp·[C]t得：Ln0.95/6.28×10-3=kp×0.005×5设10s时单体浓度为[M]1有ln0.95/[M]1=kp×0.005×10则[M]1=4.15×10-5mol/L,Xn=([M]0-[M]1)n/[C]=0.95-4.15×10-5/0.005=1903.解答：F1=r1f12+f1f22+2f1f2+r1f1r2f22因为f2=1-f1整理得F1=f1-0.2f120.48f1-1.36f1+1.68f1=M10M10+M20=66+2=0.7500F1=0.6855 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