高分子物理与化学习题答案(精品文档)

高分子化学与物理基础(word版可编辑修改)

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第一章绪论习题

1。说明下列名词和术语：

（1）单体，聚合物，高分子,高聚物

单体：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物。

高分子：由许多结构相同的简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物.由于对大多数高分子而言，其均由相同的化学结构重复连接而成，故也成为聚合物或高聚物。

(2）碳链聚合物,杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子

碳链聚合物：聚合物主链完全由碳原子构成的聚合物。

杂链聚合物：主链除碳外还含有氧、氮、硫等杂原子的聚合物。

元素有机聚合物：主链不含碳，而侧基由有机基团组成的聚合物.

无机高分子；主链和侧基均无碳原子的高分子。

（3）主链，侧链，侧基，端基

主链：贯穿于整个高分子的链称为主链。

侧链:主链两侧的链称为侧链。

侧基：主链两侧的基团称为侧基。

端基：主链两端的基团称为端基。

(4）结构单元，单体单元，重复单元，链节

结构单元:高分子中多次重复的且可以表明合成所用单体种类的化学结构。

高分子物理习题参考答案1-6(总

23页)

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《高分子物理》标准化作业本

参考答案

沈阳化工学院材料科学与工程学院《高分子物理》课程组

第一章高分子链的结构

一、概念

1、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

2、由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。

3、均方末端距：高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。

4、链段：链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元，是高分子链中能够独立运动的最小单位。

5、全同立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

6、无规立构：当取代基在主链平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。

二、选择答案

1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ A ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。

A、H. Staudinger,

B、, ,

C、P. J. Flory,

D、H. Shirakawa

2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。

A 、 C

CH 2n CH CH 23

B 、O

C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH

Cl CH n D 、O

C CH 2CH 2O O n O C

3、下列聚合物中，不属于碳链高分子的是（ D ）。

A 、聚甲基丙烯酸甲酯，

B 、聚氯乙烯，

C 、聚乙烯，

D 、聚酰胺

4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ B ）。

A 、聚丙烯，

B 、聚异丁烯，

高分子物理与化学习题解答――参考答案

第一章 绪论

1. P16: 名词解释：

单体：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元：构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元：聚合物中组成和结构相同的最小单位，又称为链节。 聚合物：由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子

聚合度：即高分子链中重复结构单元的重复次数，是衡量聚合物分子大小的指标。

3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称

1）.

2） 3） 4）

5） 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数

（1）组分1：质量分数=0.5，分子量=1 x 104 （2）组分2：质量分数=0.4，分子量=1 x 105 （3）组分3：质量分数=0.1，分子量=1 x 106

解：

4

6

41085.11011054.0105.01

/1⨯=++==

==∑∑∑∑∑∑Mi Wi

Wi Mi

Wi

Wi Ni NiMi M n 56541045.1101.0104.0105.0⨯=⨯+⨯+⨯==∑WiMi Mw 1045.15

⨯Mw nCH 2CHF

2CHF n

氟乙烯聚氟乙烯

nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n

聚异丁烯

异丁烯nHO (CH 2)5H O(CH 2)5CO

OH

n 6-羟基己酸聚己内酯

n

n CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1，3-环丙烷

聚氧化丙撑

n n

n H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH

+2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66

《高分子物理》标准化作业本

参考答案

沈阳化工学院材料科学与工程学院《高分子物理》课程组

20**.3

第一章 高分子链的结构

一、 概念

1、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

2、由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。

3、均方末端距：高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。

4、链段：链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元，是高分子链中能够独立运动的最小单位。

5、全同立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

6、无规立构：当取代基在主链平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。

二、选择答案

1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ A ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。

A 、H. Staudinger,

B 、K.Ziegler, G .Natta,

C 、P. J. Flory,

D 、H. Shirakawa

2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。

A 、 C

CH 2n CH CH 23

B 、

O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、O

C CH 2CH 2O O n O C

3、下列聚合物中，不属于碳链高分子的是（ D ）。

A 、聚甲基丙烯酸甲酯，

B 、聚氯乙烯，

C 、聚乙烯，

D 、聚酰胺

4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ B ）。

A 、聚丙烯，

B 、聚异丁烯，

C 、聚丁二烯，

D 、聚苯乙烯

5、下列说法，表述正确的是（ A ）。

高分子物理习题及答案

高分子物理习题及答案

导言：

高分子物理是材料科学与工程领域中的重要分支，研究高分子材料的结构、性

质和行为。在学习高分子物理的过程中，习题是帮助学生巩固知识、理解概念

和培养解决问题能力的重要工具。本文将介绍一些高分子物理习题，并提供详

细的解答，希望能够对读者的学习有所帮助。

习题一：

一根高分子链的平均质量为M，其平均链长为L。如果将该高分子链分成n段，每段的平均质量为M/n，平均链长为L/n。请问，每段的平均长度是多少？

解答一：

高分子链的平均质量为M，平均链长为L。将该高分子链分成n段后，每段的

平均质量为M/n，平均链长为L/n。我们可以通过比较两种情况下的链密度来

求解每段的平均长度。

在未分段的情况下，链密度可以表示为ρ = M/L。在分段后的情况下，每段的

链密度为ρ' = (M/n) / (L/n) = M/L。由于链密度不变，我们可以得出每段的平均长度为L/n。

习题二：

一根高分子链的平均质量为M，其平均链长为L。在拉伸过程中，高分子链的

平均质量保持不变，但平均链长变为L'。请问，拉伸过程中高分子链的链密度

是否发生变化？

解答二：

在拉伸过程中，高分子链的平均质量保持不变，但平均链长变为L'。我们可以

通过比较两种情况下的链密度来判断链密度是否发生变化。

在未拉伸的情况下，链密度可以表示为ρ = M/L。在拉伸后的情况下，链密度

为ρ' = M/L'。由于高分子链的平均质量保持不变，我们可以得出ρ = ρ'。因此，在拉伸过程中，高分子链的链密度不发生变化。

习题三：

一根高分子链的平均质量为M，其平均链长为L。在加热过程中，高分子链的

高分子物理习题集-答案

第一章高聚物的结构

4、高分子的构型和构象有何区别？如果聚丙烯的规整度不高，是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度？

答：构型：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。构象的改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不能用化学方法来分离。

不能。提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现，而且分子中的单键内旋转是随时发生的，构象瞬息万变，不会出现因构象改变而使间同PP（全同PP）变成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。

5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。

答：按照IUPAC有机命名法中的最小原则，CH3在2位上，而不是3位上，即异戊二烯应写成

CH2C

CH3CH CH2

1234

（一）键接异构：主要包括1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。

CH2

n

C

CH3

CH CH2

1,4-加成CH2

n

C

CH3

CH CH2

1，2-加成

CH2

n

C CH3

CH CH2

3，4-加成

（二）不同的键接异构体可能还存在下列6中有规立构体。

①顺式1，4-加成

CH 2

CH 2

CH 2

CH 2

C CH 3

C H

CH 3

C C

H

②反式1，4-加成

2

CH 2CH 2

CH 2C CH 3

C H

CH 3

C C

H

③

1，2-加成全同立构

CH 2

高分子化学与物理主要习题解答

参考书籍：《高分子物理教程柯杨船何平笙主

编》

《高分子化学（第五版）潘祖人主编》

主讲人：柯扬船教授

参与人员：刘壮刘乐王迪靳欢常启帆

学校：中国石油大学（北京）

一,选择题（题库抽选）

1.本体聚合和溶液聚合都属于（）。

A均相聚和 B非均相聚和 C游离基逐步聚合 D连锁聚合

2.本体聚合中，聚合产物与作为溶剂的单体，呈完全（）

A相分离 B均相 C非均相 D混相

3.聚苯乙烯，聚氯乙烯和聚乙烯醇的共同特点是( )

A.主链是聚乙烯链，支链不同

B.主链不相同，支链也不相同

C.主链是聚乙烯链，都无支链

D.侧基都不相同，却都能结晶

4.根据推导自由基聚合反应动力学方程所做出的假设，选出下列正确答案（）

A.引发剂的诱导速率=引发速率

B.引发剂引发速率=链增长速率

C.引发剂引发速率=链终止速率

5.根据推导缩聚反应和自由基聚合反应的聚合度分布方程，选出下列正确答案[假设，Xw重均聚合度；Xn数均聚合度]（）

A.对缩聚反应，Xw/Xn=2；

B.对自由基岐化终止聚合反应Xw/Xn≈2

C.对自由基偶合终止聚合反应Xw/Xn≈2

D.对所有逐步聚合反应Xw/Xn≈2

6.设C M为向单体链转移系数，C1为向引发剂转移系数，Cs为向溶剂转移系数，Ktr M为向单体转移速率常数，Ktrl为向引发剂转移速率，Ktrs为向溶剂转移速率，Kp为聚合速率常数，Kd为引发剂分解速率，Kt为引发剂终止速率，Etr M为单向转移活化能，Ep为聚合反应活化能，Et链终止活化能Ed引发剂分解活化能，E是影响聚合度的综合活化能。

_⾼分⼦物理课后习题答案（详解）

⾼分⼦物理答案详解（第三版）

第1章⾼分⼦的链结构

1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分⼦链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同⽴构聚丙烯变为间同⽴构聚丙烯？为什么？

答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转⽽产⽣的分⼦中原⼦在空间位置上的变化，⽽构型则是分⼦中由化学键所固定的原⼦在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，⽽构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，⽽全同⽴构聚丙烯与间同⽴构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规⽴构聚苯⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象，⽽间规⽴构聚氯⼄烯分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象？

答（1）由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其范德华半径总和⼩，产⽣排斥作⽤，使平⾯锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满⾜晶体分⼦链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯⼄烯的氯取代基分得较开，相互间距离⽐范德华半径⼤，所以平⾯锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性？如何表征？

答：（1）空间位阻参数（或称刚性因⼦）σ，σ值愈⼤，柔顺性愈差；

（2）特征⽐Cn，Cn值越⼩，链的柔顺性越好；

（3）连段长度b，b值愈⼩，链愈柔顺。

5．聚⼄烯分⼦链上没有侧基，内旋转位能不⼤，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶？

答：这是由于聚⼄烯分⼦对称性好，容易结晶，从⽽失去弹性，因⽽在室温下为塑料⽽不是橡胶。

第二章

1. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平衡常数K=4，求最终n X 。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得100=n X ，问体系中残留水分有多少？（P68第8题） 解：3111=+=-=K p

X n L

mol n n K pn K p

X w w w n /10*4100114-==≈=-=

2. 等摩尔二元醇与二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时，聚酯的聚合度为多少？（P69第9题）

解：假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1 mol ，醋酸0.015 mol 。N a =2 mol ，N b =2 mol ，N ’b =0.015 mol 。

r =N a N b +2N b ′=22+2×0.015

=0.985 X n ̅̅̅̅=1+r 1+r −2rp

当p=0.995时，

X n ̅̅̅̅=1+r 1+r −2rp =1+0.9851+0.985−2×0.985×0.995

=79.88 当p=0.999时，

X n ̅̅̅̅=1+r 1+r −2rp =1+0.9851+0.985−2×0.985×0.999

=116.98

3. 尼龙-1010是根据1010盐中过量的葵二酸来控制分子量，如果要求分子量为20000，问1010盐的酸值应该是多少？（以mg KOH/g1010盐计）（P69第11题）

解：尼龙-1010重复单元的分子量为338，则

X n ̅̅̅̅=20000338

×2=118.34 假设反应程度p=1

X n ̅̅̅̅=1+r 1+r −2rp =1+r 1−r ，r =N a N b