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08-高化试卷及答案


南阳理工学院 2007----2008 学年第二学期试卷
课程 评卷人(签名) 考号____________ 题号 得分 一、填空(26 分,每空 1 分) 1. 共聚物是指 。 常常按结构单元的连接顺序及数量的不 同,把共聚物分为 、 、 和 。 2.线形缩聚反应具有 和 的特征。 3.Q—e 方程中,Q---表示 ,e—表示 ,通 过 Q、e 值可得共聚反应的 。

4.逐步聚合反应的实施方法有 、 、 和 固相聚合。 5.水溶性引发剂引发的自由基乳液聚合进行的场所是 。 6.在聚合反应过程中,链自由基会向单体、溶剂、引发剂转移, 转 移的结果使 降低, 也会向大分子转移, 转移的结果 是 。 7.离子聚合中反离子与生长离子之间的结合可以有四种情 况 、 、 、 。 8. 嵌段共聚物的制备方法常见的有 、 、 和 。 9. 氧化降解的机理是自由基反应, 阻止其氧化降解的方法是加入抗氧 剂,通常是加入 、 和金属钝化剂(助抗氧剂)来配合使 用,各司其能。 二、名词解释(15 分,每题 3 分) 1.凝胶点 2.自动加速作用 3.老化 4.诱导分解 5.稳态假设 三、 问答(30 分,每题 6 分) 1. 自由基聚合反应的实施方法基本上有哪几种?试对这几种方法作 一 二 高分子化学 ( A ) 复核人(签名)__________ 三 四 五 六 七 八 合计 一比较。 2. 以偶氮二异丁腈为引发剂,写出醋酸乙烯酯聚合历程中各基元反应。 3. 写出线型缩聚反应的机理,说明其特点。 4. 共聚的意义是什么?控制共聚物组成的方法有哪些?如何进行? 5. 逐步聚合反应的实施方法有哪些?各自的特点、适用场合如何? 四、简答题(8 分) 下列烯类单体适用于何种机理聚合?并简要说明原因。 异丁烯 丙烯腈 五、计算题 (21 分,每题 7 分) 1. 求下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数。 组分 1:分子数=1mol,分子量=1?104 组分 2:分子数=1mol,分子量=1?105 组分 3:分子数=1mol,分子量=1?106 2. 单体溶液浓度 0.2mol/L,过氧类引发剂浓度为 4.0?10 -3mol/L,在 60° 下 C 加热聚合。如引发剂半衰期 44h,引发剂效率 f = 0.80,kp=145 L.mol/s, kt=7.0?107 L.mol/s,求引发剂的分解速率常数;欲达到 50%转化率,需多长 时间? 3. 用 2.5 mol 邻苯二甲酸酐与 1mol 乙二醇和 1.3mol 丙三醇进行缩聚,反应 逐渐升温,并通过测定树脂熔点、酸值和溶解性来控制反应。试从理论上计 算反应达何值时会出现凝胶点?

姓名_________

系___________

专业_________

班级__________

(密封线内不要答题)

南阳理工学院 2007----2008 学年第二学期试卷
课程 评卷人(签名) 考号____________ 题号 得分 一、填空(26 分,每空 1 分) 1.表达高聚物分子量的方法常见的有 、 和 ,对多分散体系各种分子量之间的关系 为 , 表达分子量的分散性用 表示。 2.热降解主要有 、 、 三 类反应,且与聚合物结构有关。 3.单体对聚合反应类型的选择主要与取代基的电子效应有关,当烯 类单体上的取代基是推电子基时,有利于 聚合,当烯类单 体上的取代基是吸电子取代基时,易进行 聚合。 4.配位聚合中 Ziegler—Natta 引发剂通常有 和 两大组分构成,可以得到 立构规整度的聚合物。 5.按聚合速率与时间的变化关系来分,聚合过程一般分 为 、 、 、 等几个阶段。 6.自由基聚合的特点是 ,阳离子聚合的特点 是 ,阴离子聚合的特点是 。 7.按照接枝点产生方式,将接枝聚合分为 、 和 三 大类。 8.扩链的关键是端基预聚体的制备,通常端基预聚体的制备方法 有 、 和 。 二、名词解释(15 分,每题 3 分) 1.热塑性聚合物 2.竟聚率 3.阻聚作用 4.官能度 5.活性聚合 三、 问答(30 分,每题 6 分) 1.影响聚合物老化的因素是什么?通常可采取哪些措施防止聚合物的 一 二 高分子化学 ( B ) 复核人(签名)__________ 三 四 五 六 七 八 合计 老化? 2. 自由基聚合反应的实施方法基本上有哪几种?试对这几种方法作一比较。 3. 比较逐步聚合与链式聚合的不同点。 4. 以偶氮二异丁腈为引发剂,写出氯乙烯聚合历程中各基元反应。 5. 共聚的意义是什么?控制共聚物组成的方法有哪些? 四、 简答题(8 分) 下列烯类单体适用于何种机理聚合?并简要说明原因。 苯乙烯 氯乙烯 五、计算题(21 分,每题 7 分) 1.甲基丙烯酸甲酯(M1)浓度为 5mol.L-1,5-乙基-2-乙烯基吡啶(M2)浓 度为 1mol.L-1,竟聚率 r1 = 0.40,r2 = 0.69。计算聚合共聚物的起始组成(以 摩尔分数计) ;求共聚物组成与单体组成相同时两单体的摩尔配比。 (提示: 恒比点处) 2. 下面是简化了的配方: 油酸 1.00 mol, 邻苯二甲酸 1.35 mol, 甘油 1.3 mol, 乙二醇 0.50 mol。 一操作人员制备上述混合物时,忘了加乙二醇。他试图将此反应进行完 全,那么他在反应程度为多少能发现这一失误?(提示:出现凝胶) 3. 求下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数。 组分 1:质量=10g,分子量=3?104 组分 2:质量=5g,分子量=7?104 组分 3:质量=2g,分子量=1?105

姓名_________

系___________

专业_________

班级__________

(密封线内不要答题)

07—08 学年第二学期

高分子化学试题 A

标准答案及评分标准

一、填空(26 分,每空 1 分) 1.由两种或两种以上的单体聚合而得到的聚合物 无规共聚物、交 替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物 2.逐步性 可逆性 3.共轭效应 电子效应 竟聚率 4.溶液聚合 熔融聚合 界面聚合 5.乳胶粒内 6.聚合度或分子量 使大分子支化 7.共价键 紧密离子对 疏松离子对 自由离子 8.活性阴离子聚合 特殊引发剂 力化学 缩聚反应 9. 主抗氧剂 副抗氧剂 二、名词解释(15 分,每题 3 分) 1. 凝胶点: 体系出现粘度突然增大或气泡难以上升时的临界反应程度。 2.自动加速作用:在聚合反应中,聚合速率会自动加快的现象。 3.老化:聚合物在经受热、力、氧、水、光、化学药品和微生物的作 用下,其物理力学机械性能和化学性能劣化的现象(如发脆、变色) 。 4.诱导分解:自由基向引发剂转移,消耗了引发剂分子而转移前后自 由基数量并无增减,从而使引发剂效率降低。 5.稳态假设:自由基聚合反应中,假设自由基的浓度保持不变。也就 是自由基的生成速率和消失速率相等。 三、问答(30 分,每题 6 分) 1.自由基聚合反应的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳 液聚合。 本体聚合:体系组成为单体和少量的引发剂(或没有) 。产物纯净,有 较好的颜色和电性能,但反应热难以及时移出,容易发生暴聚。 溶液聚合:体系组成为单体、溶剂、油溶性引发剂。有溶剂的存在, 反应热容易移出,但容易发生链转移使分子量降低,另外溶剂的回收 需消耗大量的能量,产物不如本体聚合的产物纯净。 悬浮聚合:体系组成为单体、水、油溶性引发剂、分散剂。大量水的 存在使反应热容易移出,产物中会夹带有少量分散剂,产物纯度较乳

液聚合的好而比本体聚合的差。 乳液聚合:体系组成为单体单体、水、水溶性引发剂、乳化剂。大量 水的存在使反应热容易移出, 产物中的乳化剂难以除去, 电性能较差。 2.醋酸乙烯酯聚合反应各基元反应

3.线型缩聚反应的机理 首先单体之间由官能团发生相互反应生成二聚体,此过程进行很 快,马上使单体的转化率达到很高,然后二聚体还可以和单体发生反 应生成三聚体,二聚体和二聚体之间可以发生反应生成四聚体,三聚 体和二聚体反应生成五聚体, 总之随着反应的进行, 分子量逐步加大, 体系中存在分子量不等的一系列中间产物,直到反应结束生成大分子 聚合物。聚合反应同时具有可逆性,各反应的平衡常数大小不同,反 应进行的条件也不同。 特点:逐步性、可逆性。 4.共聚的意义是改善聚合物的性能、扩大聚合单体的范围。 控制共聚物组成的方法控制转化率的一次投料法,将反应控制在组 成随转化率发生突变处以前。 逐步补加活泼单体使活泼单体的浓度基本保持恒定。 在恒比点处投料,共聚物的组成与单体的组成相同。 5.逐步聚合反应的实施方法有溶液聚合、熔融聚合、界面聚合。 溶液聚合: 单体和聚合物均溶解于溶剂中, 反应温度相对低一些,

适于聚合物与溶剂一起使用的场合。 熔融聚合:在聚合物和单体熔点以上进行的聚合,反应温度相对高 一些,聚合物容易发生降解,适用于聚合物分解温度较高的反应。 界面聚合:两种单体分别溶解在互不相容的两种溶剂中,在界面处 接触反应,单体活性要求较高,不需要严格控制单体的纯度及两者 的配比,但成本较高。 四、简答题(8 分) 1.异丁烯:能进行阳离子聚合反应,甲基是供电子基团,1,1 双 取代,不对称,使碳碳双键上电子云密度增加,有利于进行阳离子 聚合反应。 丙烯腈:能进行自由基、阴离子聚合反应。-CN 是吸电子取代基, 使碳碳双键上电子云密度降低,有利于进行阴离子聚合反应,同时 -CN 与双键形成共轭效应, 电子离域, 有利于进行自由基聚合反应。 五、计算题(21 分,每题 7 分) 1.

2.

3.

07—08 学年第二学期

高分子化学试题 B

标准答案及评分标准

一、填空(26 分,每空 1 分) 1.数均分子量、质(重)均分子量、粘均分子量 质(重)均分子量 大于粘均分子量大于数均分子量 分散系数 D 2.解聚、无规断链、基团脱除 3.阳离子 阴离子 4.主引发剂 共引发剂 5.诱导期、聚合初期、聚合中期、聚合后期 6.慢引发、快增长、易转移易终止;快引发、快增长、易转移、难终 止;快引发、慢增长、无转移、无终止。 7.长出支链、嫁接支链、大单体共聚接枝。 8. 自由基聚合、阴离子聚合、缩聚。 二、名词解释(15 分,每题 3 分) 1.热塑性聚合物:从分子结构上说是线型或支链型聚合物,加热时能 熔化或溶解于某中溶剂中,可以反复加工利用,具有热塑性。 2.竟聚率:均聚反应速率常数与共聚反应速率常数的比值。 3.阻聚作用: 自由基向阻聚剂转移后形成新的自由基活性很低,不 能再引发单体聚合,只能二聚,是一种特殊的链转移,这种作用称为 阻聚作用。 4.官能度:一个单体分子中含有的能参与反应的官能团的个数。 5.活性聚合:聚合前引发剂预先全部瞬时转变成阴离子活性种,然后 同时以同一速率引发单体增长,在增长过程中,再无新的引发,活性 种数不变,每一个活性种所连接的单体数基本相等。聚合将一直进行 到单体耗尽而不终止,再加单体仍可聚合。 三、问答(30 分,每题 6 分) 1.影响聚合物老化的因素有热、力、光、氧、水、化学药品和微生物。 采取的防老措施加入热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂等,对易水解的聚 合物加工前要干燥除去水分;同时对不同的聚合物选取合适的耐受环 境,延长其使用寿命。 2.自由基聚合反应的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳 液聚合。

本体聚合:体系组成为单体和少量的引发剂(或没有) 。产物纯净,有 较好的颜色和电性能,但反应热难以及时移出,容易发生暴聚。 溶液聚合:体系组成为单体、溶剂、油溶性引发剂。有溶剂的存在, 反应热容易移出,但容易发生链转移使分子量降低,另外溶剂的回收 需消耗大量的能量,产物不如本体聚合的产物纯净。 悬浮聚合:体系组成为单体、水、油溶性引发剂、分散剂。大量水的 存在使反应热容易移出,产物中会夹带有少量分散剂,产物纯度较乳 液聚合的好而比本体聚合的差。 乳液聚合:体系组成为单体单体、水、水溶性引发剂、乳化剂。大量 水的存在使反应热容易移出, 产物中的乳化剂难以除去, 电性能较差。 3. 逐步聚合和链式聚合比较 逐步聚合不能分出链引发、链增长和链终止,各步反应速率常数和活 化能基本相同;单体、低聚物、缩聚物中任何物种之间均能缩聚使链 增长, 无所谓活性中心; 任何阶段都有聚合度不等的同系缩聚物组成; 延长缩聚时间,分子量提高而转化率变化较小;平衡和基团非等当量 可使缩聚暂停,这些因素一旦消除缩聚又可继续进行;而链式聚合由 链引发、链增长、链转移、链终止等基元反应组成;只有链增长才能 使聚合度增加;延长聚合时间转化率提高,分子量变化较小;微量苯 醌类阻聚剂可以消灭活性种,使反应终止。 4. 氯乙烯聚合反应基元反应

2. 5.共聚的意义是改善聚合物的性能、扩大聚合单体的范围。 控制共聚物组成的方法控制转化率的一次投料法,将反应控制在组 成随转化率发生突变处以前。 逐步补加活泼单体使活泼单体的浓度基本保持恒定。 在恒比点处投料,共聚物的组成与单体的组成相同。 四、简答题(8 分) 1.苯乙烯:能进行自由基、阴离子、阳离子聚合反应,苯环与碳 碳双键形成共轭体系,电子离域稳定。 氯乙烯:能进行自由基聚合反应。氯是吸电子基团,同时能和双键 形成 P-π共轭效应,共轭效应占主导优势,故有利于进行自由基聚 合反应。 五、计算题(21 分,每题 7 分) 1. 3.


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