上海交大高分子化学与高分子物理配套考研真题集

一、高分子物理考研真题与解析

选择题

1下列聚合物中，柔顺性从小到大次序正确的是（）。[华南理工大学2016研]

A．聚丙烯＞聚乙烯＞聚丙烯腈

B．1，4-聚丁二烯＞1，4-聚2-氯丁二烯＞聚氯乙烯

C．聚环氧戊烷＞聚苯＞聚苯醚

D．聚氯乙烯＞聚偏二氯乙烯

【答案】B查看答案

【解析】A选项中聚丙烯的侧基导致其柔顺性小于聚乙烯，正确顺序为：聚乙烯＞聚丙烯＞聚丙烯腈；B选项中含有独立双键的分子链柔性大，所以正确；C选项中聚苯醚中的醚键使得分子链的旋转更容易，正确顺序为：聚环氧戊烷＞聚苯醚＞聚苯；D选项中聚偏二氯乙烯的对称结构使得内旋转简单，柔性更好，正确顺序为聚偏二氯乙烯＞聚氯乙烯。

2如下（）是高分子的自由旋转链的均方末端距的表达式，其中n是键的数目，1是每个键的长度，θ是键角的补角，?是内旋转的角度。[华南理工大学2008研]

A．＜h2＞＝n12

B．＜h2＞＝n12（1＋cosθ）/（1－cosθ）

C．＜h2＞＝n12［（1＋cosθ）/（1－cosθ）］·［（1＋cosθ）/（1－cosθ）］

【答案】B查看答案

【解析】高分子的自由旋转链的均方末端距的表达式：

其中，θ为键角，因为题目要求θ是键角的补角，故将上式转化为＜h2＞＝n12（1＋cosθ）/（1－cosθ）。

3聚丙烯在以下什么溶剂中才能溶解？（）[华南理工大学2012研] A．热的强极性溶剂

B．热的非极性溶剂

C．高沸点极性溶剂

D．能与之形成氢键的溶剂

【答案】B查看答案

【解析】对于极性聚合物在极性溶剂中，由于高分子与溶剂分子的强烈相互作用，溶解时放热（△H M＜0），使体系的自由能降低（△G M＜0），所以溶解过程能自发进行。对非极性聚合物，溶解过程一般是吸热的（△H M＞0），故只有在升高温度T或者减小混合热△H M才能使体系自发溶解。

4如下（）能作为纤维材料使用。[华南理工大学2008研]

A．内聚能密度小于290兆焦/米3的高聚物

B．内聚能密度在290兆焦/米3到420兆焦/米3之间的高聚物

C．内聚能密度大于420兆焦/米3的高聚物

【答案】C查看答案

【解析】CED＜290MJ/m3的高聚物作橡胶使用；CED＞420MJ/m3的高聚物作纤维使用；290MJ/m3＜CED＜420MJ/m3的高聚物作塑料使用。

5Huggins相互作用参数χ1是表征溶剂分子与高分子相互作用程度大小的量，其数值在－1和1之间。下列有关它的叙述哪个是正确的？（）[华南理工大学2008研]

A．χ1＜0.5，一般情况下高分子难溶解，为不良溶剂

B．χ1＞0.5，一般情况下高分子可溶解，为溶剂

C．χ1＜0，溶剂对高分子作用强，是良溶剂

D．χ1＝0.5，为θ溶剂，溶液是理想溶液

【答案】C查看答案

【解析】当T＝θ时，此时的高分子溶液，在宏观上看热力学性质遵从理想溶液，但是微观状态仍然是非理想的，因为混合热和混合熵均不为零，只是两者的效应刚好抵消。这一条件称为θ条件或θ状态。此时用的溶剂称为θ溶剂，此时的温度称为θ温度，此时高分子处于无扰状态，但不是理想溶液，其Huggins 参数（χ1）为0.5；χ1＜0.5，为良溶剂；χ1＞0.5，为不良溶剂。

6下列聚合物中，玻璃化转变温度从高到低的正确次序是（）。[华南理工大学2017研]

A．PE、PS、PP、PC

B．PE、PC、PP、PS

C．PP、PC、PE、PS

D．PC、PS、PP、PE

【答案】D查看答案

【解析】PE是聚乙烯；PS是聚苯乙烯；PP是聚丙烯；PC是聚碳酸酯。聚碳酸酯的主链含有苯环，具有刚性结构，内旋转位垒最大，T g最大。聚苯乙

烯、聚丙烯、聚乙烯的侧基体积依次减小，内旋转容易，T g升高。所以，玻璃化转变温度从高到低的正确次序是PC、PS、PP、PE。

7下列聚合物的玻璃化转变温度从高到低的顺序是（）。[华南理工大学2011研]

A．聚甲基丙烯酸甲酯＞聚丙烯酸丁酯＞聚丙烯酸甲酯

B．聚丙烯酸丁酯＞聚丙烯酸甲酯＞聚甲基丙烯酸甲酯

C．聚甲基丙烯酸甲酯＞聚丙烯酸甲酯＞聚丙烯酸丁酯

【答案】C查看答案

【解析】当侧基是柔性时，侧基越长，链的柔顺性越好，聚合物的柔顺性大小为聚丙烯酸丁酯＞聚丙烯酸甲酯。侧基体积增大，空间位阻效应增加，柔顺性下降，故柔顺性聚丙烯酸甲酯＞聚甲基丙烯酸甲酯。柔顺性越好，玻璃化转变温度越低，故T g从高到低依次为聚甲基丙烯酸甲酯＞聚丙烯酸甲酯＞聚丙烯酸丁酯。

8已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，其Avrami指数n为（）。[华南理工大学2011研]

A．2

B．3

C．4

【答案】B查看答案

【解析】n是Avrami指数，它与成核的机理和生长的方式有关，等于生长的空间维数和成核过程的时间维数之和，结晶的成核分为均相成核和异相成核两类，均相成核是由熔体中的高分子链段靠热运动形成有序排列的链束为晶

核；而异相成核则以外来的杂质、未完全熔融的残余结晶聚合物、分散的小颗粒固体或容器的壁为中心，吸附熔体中的高分子链作有序排列而形成晶核。因而，均相成核有时间依赖性，时间维数为1，而异相成核则与时间无关，其时间维数为零。所以，球晶三维生长时，均相成核则n＝3＋1＝4，异相成核则n＝3＋0＝3。加入成核剂属于异相成核，所以选B。

9聚丙烯的熔点与其结晶温度的关系是（）。[华南理工大学2012研] A．在越低温度下结晶，熔点越低，而且熔限越窄

B．在越低温度下结晶，熔点越高，而且熔限越宽

C．在越高温度下结晶，熔点越高，而且熔限越窄

【答案】C查看答案

【解析】结晶温度愈低，熔点愈低而且熔限愈宽；而在较高的温度下结晶，则熔点较高，熔限较窄。结晶温度对熔点和熔限的这种影响，是由于在较低的温度下结晶时，分子链的活动能力较差，形成的晶体较不完善，完善的程度差别也较大，显然，这样的晶体将在较低的温度下被破坏，即熔点较低，同时熔融温度范围也必然较宽；在较高的温度下结晶时，分子链活动能力较强，形成的结晶比较完善，完善程度的差别也较小，因而晶体的熔点较高而熔限较窄。

10聚合物采用哪种制备方法，容易出现球晶？（）[华南理工大学2014研] A．稀溶液析出

B．浓溶液析出

C．稀溶液加搅拌析出

D．熔体析出

【答案】BD查看答案

【解析】当结晶性聚合物从浓溶液中析出或者从熔体冷却结晶时，在无应力或流动的情况下，都倾向于生成更为复杂的结晶。在极其稀的溶液中缓慢结晶时生成单晶。在稀溶液中搅拌析出串晶。

11下列聚合物结晶能力从大到小的顺序是（）。[华南理工大学2008研] A．高密度聚乙烯＞聚异丁烯＞自由基聚合得到的聚苯乙烯

B．自由基聚合得到的聚苯乙烯＞聚异丁烯＞高密度聚乙烯

C．聚异丁烯＞高密度聚乙烯＞自由基聚合得到的聚苯乙烯

【答案】C查看答案

【解析】自由基聚合得到的聚苯乙烯为无规立构，结晶能力很弱或不能结晶；高密度聚乙烯支链多，结晶度只能达到60～70%；聚异丁烯结构对称，很容易结晶。故结晶能力的大小顺序为聚异丁烯＞高密度聚乙烯＞自由基聚合得到的PS。

12以下哪个材料力学损耗最小？（）[华南理工大学2010研]

A．天然橡胶

B．丁苯橡胶

C．顺丁橡胶

【答案】A查看答案

【解析】顺丁橡胶内耗较小，因为它的分子链上没有取代基团，链段运动的内摩擦阻力较小；丁苯橡胶的内耗比较大，因为丁苯橡胶有庞大的侧苯基，链段运动的内摩擦阻力较小。丁基橡胶的侧甲基虽没有苯基大，但是它的侧基数目比丁苯橡胶多得多，所以内耗比丁苯橡胶、丁腈橡胶还要大。

13PS的玻璃化转变温度约为105℃，则（）。[华南理工大学2012研]

A．55℃时的内耗最大

B．105℃时的内耗最大

C．135℃时的内耗最大

【答案】B查看答案

【解析】在T g以下，聚合物受外力作用形变很小，这种形变主要由键长和键角的改变引起，速度很快，几乎完全跟得上应力的变化，δ很小，所以内耗很小。温度升高，在向高弹态过渡时，由于链段开始运动，而体系的黏度还很大，链段运动时受到摩擦阻力比较大，因此高弹形变显著落后于应力的变化，δ较大，内耗也大。当温度进一步升高时，虽然形变大，但链段运动比较自由，δ变小，内耗也小了。因此，在T g左右将出现一个内耗的极大值，称为内耗峰。

14高分子的极性、大分子链的支化、加入增塑剂等均能使聚合物的介电常数（）；而聚合物被拉伸、大分子交联、结晶化作用等则使其介电常数（）。[华南理工大学2008研]

A．增大

B．不变

C．减小

【答案】A；C查看答案

【解析】①对于非极性高聚物，随加入增塑剂的增加将曲线推向高频率区；对极性高聚物，随增塑剂的增加，介电常数和介电损耗增大；②高分子的极性越大，介电常数越大；③大分子链的支化减少分子间作用力，介电常数增加；

④交联、取向或结晶使分子间作用力增加，介电常数减少。

二高分子化学考研真题与解析

第一部分考研真题精选

第1章绪论

一、填空题

1在合成聚合物中______、______和合成橡胶并称为三大合成材料。[武汉理工大学2010研]

【答案】合成树脂和塑料；合成纤维查看答案

【解析】聚合物材料基本上可分为结构材料和功能材料两大类。合成树脂和塑料、合成纤维、合成橡胶统称为三大合成材料，多用作结构材料，功能材料范围很广。

2在聚合物的大分子链上重复出现的，组成相同的最小基本单位叫______。大分子链的结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为______。[武汉理工大学2010研] 【答案】重复单元；单体单元查看答案

【解析】对于聚氯乙烯一类加聚物，结构式为。其中，括号内是结构单元，也就是重复单元；括号表示重复连接；n代表重复单元数，可称为聚合度（DP）。合成聚合物的化合物称作单体，单体通过聚合反应，才转变成大分子的结构单元。聚氯乙烯的结构单元与单体的元素组成相同，只是电子结构有所改变，因此可称为单体单元。

3______是第一个商品化人工合成的高分子；______是产量最高的高分子材料；______是合成橡胶中产量最大的品种。[中国科学技术大学2016研]

【答案】酚醛树脂，聚乙烯，丁苯橡胶查看答案

【解析】酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，聚乙烯是由一种单体聚合而成的均聚物，丁苯橡胶原来是线形聚合物，加工时与有机硫等反应，则交联固化。4α－烯烃有三种光学异构体分别为______、______、______。[广东工业大学2017研]

【答案】等规异构体；间规异构体；无规异构体查看答案

【解析】两取代基不同（CH2＝CRR’），如甲基丙烯酸甲酯CH2＝C （CH3）COOCH3，则第二取代基伴随第一取代基同步定向，立体异构与单取代乙烯相似，也有等规、问规、无规三种构型。

5合成ABS工程塑料的单体是______、______和______。[宁波大学2017研] 【答案】丙烯腈；丁二烯；苯乙烯查看答案

【解析】ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的三元共聚物，其结构式为

6线性非晶态高聚物的力学三态是______、______和______。室温下，橡胶处于______态，______温度是其使用上限，______温度是其使用下限。[宁波大学2017研]

【答案】玻璃态；高弹态；粘流态；高弹态；粘流转变温度；玻璃化转变温度查看答案

【解析】聚合物可以处于非晶态、部分结晶和晶态。非晶态聚合物又可以分为玻璃态、高弹态、粘流态三种力学态。在玻璃化温度以下，聚合物处于玻璃态，粘度大，链段冻结，运动受到限制；玻璃化温度以上，聚合物转变成高弹

态，链段能够比较自由地运动；温度继续升高，材料逐渐变成粘性的流体，此时形变不可恢复，为粘流态。

二、名词解释

1碳链聚合物、杂链聚合物与元素有机聚合物[武汉理工大学2010研]

答：（1）碳链聚合物是指大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。

（2）杂链聚合物是指大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子的聚合物。

（3）元素有机聚合物是指大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基多半是有机基团的聚合物。

2全同立构聚合物与间同立构聚合物[武汉理工大学2010研]

答：（1）全同立构聚合物是指分子链由相同构型链节连接而成的聚合物（2）间同立构聚合物是指分子链由R、S链节交替连接而成的聚合物

3热固性聚合物[苏州大学2015研]

答：从单体到聚合物制品，多分成两个阶段进行：第一阶段是树脂合成阶段，先聚合成低分子量线形或支链预聚物，处在可溶可熔可塑化状态；第二阶段是成型阶段，预聚物中活性基团进一步交联固化成不溶不熔的体形聚合物。这类聚合物称作热固性聚合物。

三、问答题

1什么叫聚合物相对分子质量的多分散性？[武汉理工大学2010研]

答：聚合物通常是由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，其分子量是同系物的平均值，这种分子量的不均一性称为分子量的多分散性，聚合物分子量多分散性产生的原因主要由聚合物形成过程的统计特性所决定。

2写出等规聚丙烯和等规聚环氧丙烷的锯齿式立体结构，给出两者的系统命名法名称，指出它们有无旋光性。[中国科学技术大学2016研]

答：（1）等规聚丙烯的锯齿式立体结构为：

等规聚环氧丙烷的锯齿式立体结构为：

（2）聚丙烯的系统命名法：聚1－丙烯

聚环氧丙烷的系统命名法：聚氧化1－甲基代亚乙基

（3）聚丙烯无旋光性，聚环氧丙烷有旋光性

3写出己二酸与己二胺的聚合反应式并命名所生成的聚合物。有人认为该反应属于共聚合，你是否赞同他的观点？简述理由。工业上会采用何种方法控制分子量？[青岛大学2017研]

答：（1）聚合反应式：

（2）命名所生成的聚合物：聚己二酰己二胺（尼龙66）

（3）有人认为该反应属于共聚合，但我不赞同他的观点，因为该反应是通过官能团间相互反应进行的，属于逐步聚合。

（4）工业上通常采用在66盐中另加少量单官能团醋酸或微过量己二酸进行缩聚，由端基封锁来控制分子量。

四、计算题

聚合物含有三个组分，其相对分子质量分别是l万，10万和20万，相应的质量分数分别是0.3、0.4和0.3，请计算该聚合物的重均分子量，数均分子量和分子量分布指数。[宁波大学2017研]

解：重均分子量：

数均分子量：

分子量分布指数：