高分子化学(第四版)习题参考答案Chap.3
高分子化学课后习题答案
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。
在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以nX表示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
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结构式（重复单元）。
选择其常用分子量，计算聚合度。
合物构式（重复单元）氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n纶-[-OCH2CH2O∙OCC6H4CO-]n龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH∙CO(CH2)4CO-]n丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物分子量/万结构单元分子量/万DP=n 特征塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~2400960~2900(962~2885)够的聚合度，才能达到一定强度，弱极纤维性，低聚合度就有足够的强度涤纶聚酰胺-66 1.8~2.31.2~1.860+132=192114+112=22694~12053~80橡胶顺-聚丁二烯天然橡胶25~3020~4054684600~5600(4630-5556)2900~5900(2941-5882)极性，高分子量才赋予高弹性和强度4. 举例说明和区别：缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。
高分子化学课后习题答案
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。
在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平X表示。
均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
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结构式（重复单元）。
选择其常用分子量，计算聚合度。
聚合物结构式（重复单元）聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶-[-OCH2CH2O•OCC6H4CO-]n尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH•CO(CH2)4CO-]n聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物分子量/万结构单元分子DP=n 特征量/万塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~2400960~2900(962~2885)足够的聚合度，才能达到一定强度，弱极性要求较高聚合度。
高分子化学习题与答案
⾼分⼦化学习题与答案《⾼分⼦化学》习题与答案第⼀章绪论习题1. 说明下列名词和术语：(1)单体，聚合物，⾼分⼦，⾼聚物(2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，⽆机⾼分⼦(3)主链，侧链，侧基，端基(4)结构单元，单体单元，重复单元，链节(5)聚合度，相对分⼦质量，相对分⼦质量分布(6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应(7)加聚物，缩聚物，低聚物2．与低分⼦化合物⽐较，⾼分⼦化合物有什么特征？3. 从时间～转化率、相对分⼦质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。
4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。
5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然⽆机⾼分⼦，天然有机⾼分⼦，⽣物⾼分⼦。
(2)碳链聚合物，杂链聚合物。
(3)塑料，橡胶，化学纤维，功能⾼分⼦。
6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的⼀般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？(1) -[- CH2- CH-]n-|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]n-|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n-|CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH2)5CO-]n-8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式：(1) 聚苯⼄烯(2) 聚丙烯(3) 聚四氟⼄烯(4) 丁苯橡胶(5) 顺丁橡胶(6) 聚丙烯腈(7) 涤纶(8) 尼龙6,10(9) 聚碳酸酯(10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明聚合属于何类聚合反应。
高分子化学课后习题答案
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。
在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平X表示。
均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
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结构式（重复单元）。
选择其常用分子量，计算聚合度。
聚合物结构式（重复单元）聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶-[-OCH2CH2O•OCC6H4CO-]n尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH•CO(CH2)4CO-]n聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物分子量/万结构单元分子DP=n 特征量/万塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~2400960~2900(962~2885)足够的聚合度，才能达到一定强度，弱极性要求较高聚合度。
高分子化学(第四版)习题参考答案Chap.2
计算题1.通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得21.3 g 聚己二酰己二胺试样中含有2.50⨯10-3mol 羧基。
根据这一数据，计算得数均分子量为8520。
计算时需作什么假定？如何通过实验来确定的可靠性？如该假定不可靠，怎样由实验来测定正确的值？ 解：∑∑=ii nNm M ，g m i 3.21=∑，852010*5.23.213==-n M ，310*5.2=∑i N 上述计算时需假设：聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得，每个大分子链平均只含一个羧基，且羧基数和胺基数相等。
可以通过测定大分子链端基的COOH 和NH 2摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性，如果大分子的摩尔数等于COOH 和NH 2的一半时，就可假定此假设的可靠性。
用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量，得到大分子的摩尔数。
碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数2. 羟基酸HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400 g/mol -1，试计算：a.羧基已经醌化的百分比 b . 数均聚合度 c. 结构单元数n X 解：已知100,184000==M M w根据ppX M M X w w w -+==110和得：p=0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。
9251,1=+=n nw M P M M 51.9210092510===M M X n n 3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度p 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995，试求数均聚合度n X 、DP 和数均分子量n M ，并作n X －p 关系图。
解：p 0.500 0.800 0.900 0.950 0.970 0.980 0.990 0.995 pX n -=112 5 102033.350100200DP=X n /2 1 2.5 5 10 16.65 25 50 100 M n =113；X n =18244583114822783781566811318226188. 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 。
高分子化学(第四版)习题答案
(8)nHO(CH2)2OH+nOCN(CH2)6NCO
n
5.线型结构：聚烯烃、热塑性酚醛属于这一类，可熔、不溶 体型结构：热固性酚醛、高硅橡胶、三维结构、由线型、支链结构交联组成，不熔、不溶 热塑性聚合物：聚烯烃、结构预聚物可反复加热软化或熔化而后成型 热固性聚合物：热固性酚醛、高硅聚合物、无规预聚物一次成型后，加热不能再软 化 无定型聚合物：分子间作用力低，侧基防碍紧密堆积，如 PS、顺丁橡胶 结晶聚合物：分子链规整，如聚乙烯、等规 PP；分子间力大，如聚酰胺、尼龙-6；分子链 柔顺，易拉伸结晶，如天然橡胶 6.橡胶、纤维和塑料间结构—性能的差别和联系： 橡胶：Tg＜Tr-75℃ 无定型，可以交联，Tg 低，次价力小，高弹形变，能可逆回复
CH3
CH3 C N N C CH3 CN CN 偶偶
CH3
[2 CH3
CH3 C· +N2 ] CN CH3
笼笼
[CH3
CH3 C N N C CH3 +N2 ] CN CN CH3 CH3 C N C C CH3 +N2 ] CN
加加 [ CH3
诱导分解（BPO） ：
· CH2·
+
O O C O O C
自自羟加聚，连连
(3)nNH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH 羟癸癸 羟癸羟
H
NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO 尼尼-66
n OH+(2n-1)H2O
缩聚
(4)nN(CH2)5CO 羟聚己癸 (5)nCH2 C CH CH2 CH3 聚异癸氟
4.
N(CH2)5CO 尼尼-6
O O C
+
O C O ·
chap3习题答案.
f 60cm
(1)当x1 20mm时，有
x1＝ f f x1
60 (60) 180mm 20
s1 f x 60 180 240mm （p ,实像）
(2)当x2 20mm时，有
x2＝ f f x2
60 (60) －180mm 20
s2
2
r
r
r
r
s2
nr n
n
nD 2(n
n)
1.57 20 6.05 (cm) 2 (1.53 1)
15.有两块玻璃薄透镜的两表面均各为凸球面及凹球面,其曲率半径为10cm. 一物点在主轴上距离20cm处,若物和镜均浸在水中,分别用作图法和计算法 求像点的位置.设玻璃的折射率为1.5,水的折射率为1.33.
1
f f1 f f 1
1
1
sf12sf sf1sf 1 1
1 s
s11s1s
1 f1
1 f
120120
3913.911.2120.00.0224444
s凸 s凸s1 s1404.902.92cmcm
解： n' n n' n s' s r
（1）s r s1' r
n n n n n s1 r r r
n n n n s s r
即s1 r
（2） s1
s2'
r
2
r
仍在原处（球心），物像重合
/2
n n n n 2n n n n n
n n n n
s3
r1
高分子化学(第四版)习题参考答案Chap.5
计算题2. 计算苯乙烯乳液聚合速率和聚合度。
已知：60℃时，k p =176 L(mol •s)-1，[M]=5.0mol •L -1，N=3.2⨯1014/ml ，ρ=1.1⨯1012(mol •s)-1 解：423143310*34.210*023.6*20.5*176*10*2.3*102][10-===A p p N M Nk R 5121410*56.210*1.15*176*10*2.3][===ρM Nk X p n 3. 比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。
乳胶粒数=1.0⨯1015ml -1，[M]=5.0mol •L -1，ρ=5.0⨯1012个(ml •s)-1。
两体系的速率常数相同：k p =176L(mol •s)-1, k t =3.6⨯107L(mol •s)-1。
解：本体聚合：11..10*3.8..10*3.810*023.610*0.5191122312------====s l mol s ml mol N R A i ρ 62/1792/110*45.910*6.3*210*3.8*0.5*1762][--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=t i p p k R M k R mol/L.s4.185023.02/77.011382/10*138.110*45.9*10*6.3*25*1762][3672222=+=+====-DC X R k M k n p t p νν 乳液聚合：423153310*3.710*023.6*25*176*10*0.1*102][10-===A p p N M Nk R mol/L.s 41231510*8.810*55.0*10*5*176*10*1][===ρnM Nk X p n 4. 经典乳液聚合配方如下：苯乙烯100g ，水200g ，过硫酸钾0.3g ，硬脂酸钠5g 。
试计算：a 、溶于水中的苯乙烯分子数(ml －1)，已知：20℃溶解度为0.02g/100g 水，阿佛伽德罗数N A =6.023⨯1023mol -1。
高分子化学(第四版)潘祖仁版课后习题答桉
第2章 缩聚与逐步聚合1. 通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得21.3 g 聚己二酰己二胺试样中含有2.50⨯10-3mol 羧基。
根据这一数据，计算得数均分子量为8520。
计算时需作什么假定？如何通过实验来确定的可靠性？如该假定不可靠，怎样由实验来测定正确的值？ 解：∑∑=ii nNm M ，g m i 3.21=∑，852010*5.23.213==-n M ，310*5.2=∑i N 上述计算时需假设：聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得，每个大分子链平均只含一个羧基，且羧基数和胺基数相等。
可以通过测定大分子链端基的COOH 和NH 2摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性，如果大分子的摩尔数等于COOH 和NH 2的一半时，就可假定此假设的可靠性。
用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量，得到大分子的摩尔数。
碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数2. 羟基酸HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400 g/mol -1，试计算：a. 羧基已经醌化的百分比 b . 数均聚合度 c. 结构单元数n X 解：已知100,184000==M M w根据ppX M M X w w w -+==110和得：p=0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。
9251,1=+=n nw M P M M 51.9210092510===M M X n n 3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度p 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995，试求数均聚合度nX 、DP 和数均分子量nM ，并作nX －p 关系图。
解：p 0.500 0.800 0.900 0.950 0.970 0.980 0.990 0.995 pX n -=112 5 102033.350100200DP=X n /2 1 2.5 5 10 16.65 25 50 100 M n =113；X n =18244583114822783781566811318226188. 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 。
王槐三第四版高分子化学第3章习题参考解答
第三章习题参考解答1.说明下列烯类单体能按何种机理进行聚合，并解释理由。
1）CH2=CHCl；自由基；-Cl取代基呈吸电性，使π电子云发生偏转，易于发生π电子的均裂而发生自由基聚合；2）CH2=CCl2；自由基、阴离子；1.1二取代-Cl取代基均呈吸电性，使π电子云发生偏转，π电子发生均裂开始自由基聚合，π电子发生异裂开始阴离子聚合；3）CH2=CHCN；自由基、阴离子；-CN取代基呈较强吸电性，使π电子云发生偏转，π电子发生均裂开始自由基聚合，π电子发生异裂开始阴离子聚合；4）CH2=C(CN)2；阴离子；1.1二取代-CN取代基呈强吸电性，使π电子云发生强烈偏转，π电子只能发生异裂开始阴离子聚合；5）CH2=CHCH3；配位；单-CH3的推电子作用不足以发生阳离子聚合，只能发生配位聚合；6）CH2=C(CH3)2；阳离子；1.1二取代-CH3取代基推电性较强，可发生阳离子聚合；7）CH2=CH(C6H5)；自由基、阳离子、阴离子；-(C6H5)取代基为共轭体系，π电子容易极化和流动，可发生自由基、阳离子、阴离子聚合；8）CF2=CF2；自由基；-F取代基体积小，结构对称，仍可自由基聚合；9）CH2=C(CN)COOR；自由基、阴离子；-CN和-COOR均呈吸电性，使π电子云发生偏转，π电子发生均裂开始自由基聚合，π电子发生异裂开始阴离子聚合；10）CH2=C(CH3)-CH=CH2；自由基、阳离子、阴离子；为共轭体系，π电子容易极化和流动，可发生自由基、阳离子、阴离子聚合；2.判断下列单体能否进行自由基聚合反应，分别说明理由。
1)CH2=C(C6H5)2不能，1,1二取代苯基位阻太大；2)ClCH=CHCl不能，两个-Cl属于1,2-二取代；3)CH2=C(CH3)C2H5不能，2个推电子取代基，只能进行阳离子聚合；4)CH3CH=CHCH3不能，两个-CH3属1,2-二取代；5)CH2=C(CH3)COOCH3能，-CH3，-COOCH3属于1,1-二取代；6)CH3CH=CHCOOCH3不能，-CH3和-COOCH3属1,2-二取代；7)CH2=CHOCOCH3能，-OCOCH3是弱吸电子取代基；8)CH2=CHCH2Cl不能，-CH2Cl属于自动阻聚的烯丙基；9)CH2=CHCH2OCOCH3不能，-CH2OCOCH3属于自动阻聚的烯丙基10)CF2=CFCl能，F原子体积和位阻很小，等同于-Cl一取代5．计算题1）题略解：对于双基终止，偶合终止的大分子带有2个引发剂残基，歧化终止的大分子带有1个引发剂残基。
王槐三第四版高分子化学第2章习题参考解答
《高分子化学教程》习题答案（王槐三第四版）第2章五.计算题1.己二酸与己二胺进行缩聚反应的平衡常数是432，设单体为等物质的量配比，若期望得到聚合度为200的聚合物，体系中的水必须控制在多少？解：若反应体系为封闭体系：1+=K Xn ，产物聚合度将远小于200；因而，对此开放体系：wn K Xn =n w =K /X n 2=432/40000=0.0108即控制水分的摩尔分数不超过1.08%2.如果期望尼龙-66的相对分子质量达到15000，试计算两种单体的配料比。
如果单体是等物质的量配比并改用加入苯甲酸的办法控制相对分子质量达到相同值，试计算苯甲酸的加入量。
设反应程度均为为99.5%。
解：尼龙66结构单元的平均相对分子质量＝(116＋114)/2＝113产物的聚合度＝15000/113=132.7①已知p =99.5%≈1.0，据P 37公式2-11：a n p X γγγ211-++=有：γγ-+=11n X 985.011=+-=n n X X γ即a 、b 两种单体的配料比为0.985②a 、b 两种单体为等物质的量配比，p a =p b =p =99.5%，加入单官能团苯甲酸则据P 37公式2-13：()Ns p Na Ns Na X a n +-+=122取反应程度为1，()NsNs Na Ns p Na Ns Na X a n +=+-+=2122得：0152.012=-=Xn Na Ns 即：苯甲酸的加入量为任一单体的1.52%3.等物质的量的乙二醇和对苯二甲酸在密闭反应器中进行缩聚反应，反应温度在230℃时，该反应温度条件下的平衡常数仅为4.9，试计算产物的聚合度。
如果希望将聚合度提高到100，计算体系内的小分子副产物水必须降到多少？解：①封闭体系中：1+=K Xn =2.2+1=3.2②欲将聚合度提高到100，必为敞开体系；wn K Xn =小分子副产物水的存留率n w =K /X n 2=4.9/1002=0.049%4.如果期望涤纶树脂的相对分子质量达到20000，试计算反应器内乙二醇的蒸汽压必须控制在什么数值？已知该反应的平衡常数为4.9，乙二醇在该反应温度的饱和蒸汽压为7600Pa 。
高分子化学(第四版)习题参考答案Chap.3
高分子化学(第四版)习题参考答案Chap.3第四版习题答案（第三章）思考问题2.下列烯类单体适于何种机理聚合？自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合？并说明原因。
ch2=chclch2=ccl2ch2=chcnch2=c（cn）2ch2=chch3ch2=c（ch3）2ch2=chc6h5cf2=cf2ch2=c（cn）coorch2=c（ch3）-ch=ch2答：ch2=chcl：适合自由基聚合，cl原子是吸电子基团，也有共轭效应，但均较弱。
ch2=ccl2：自由基及阴离子聚合，两个吸电子基团。
ch2=chcn：自由基及阴离子聚合，cn为吸电子基团。
ch2=c(cn)2：阴离子聚合，两个吸电子基团（cn）。
ch2=chch3：配位聚合，甲基（ch3）供电性弱。
ch2=chc6h5：三种机理均可，共轭体系。
CF2=CF2：自由基聚合，结构对称，但氟原子半径小。
ch2=c(cn)coor：阴离子聚合，取代基为两个吸电子基（cn及coor）ch2=c(ch3)-ch=ch2：三种机理均可，共轭体系。
3.下列单体能否进行自由基聚合，并说明原因。
ch2=c（c6h5）2clch=chclch2=c（ch3）c2h5ch3ch=chch3ch2=chococh3ch2=c(ch3)cooch3ch3ch=chcooch3cf2=cfcl答：ch2=c(c6h5)2：不能，两个苯基取代基位阻大小。
clch=chcl：不能，对称结构。
CH2=C（CH3）C2H5：不，两个电子推动基团，仅阳离子聚合。
不，结构是对称的。
ch2=chococh3：醋酸乙烯酯，能，吸电子基团。
ch2=c(ch3)cooch3：甲基丙烯酸甲酯，能。
ch3ch=chcooch3：不能，1，2双取代，位阻效应。
cf2=cfcl：能，结构不对称，f原子小。
计算问题1.甲基丙烯酸甲酯进行聚合，试由?h和?s来计算77℃、127℃、177℃、227℃时的平衡单体浓度，从热力学上判断聚合能否正常进行。
高分子化学课后习题答案
思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。
在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平X表示。
均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
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结构式（重复单元）。
选择其常用分子量，计算聚合度。
聚合物结构式（重复单元）聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶-[-OCH2CH2O OCC6H4CO-]n尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH CO(CH2)4CO-]n聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]nDP=n特征聚合物分子量/万结构单元分子量/万塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~30104800~2400960~2900(962~2885)足够的聚合度，才能达到一定强度，弱极性要求较高聚合度。
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第四版习题答案（第三章）思考题2. 下列烯类单体适于何种机理聚合？自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合？并说明原因。
CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2答：CH 2=CHCl ：适合自由基聚合，Cl 原子是吸电子基团，也有共轭效应，但均较弱。
CH 2=CCl 2：自由基及阴离子聚合，两个吸电子基团。
CH 2=CHCN ：自由基及阴离子聚合，CN 为吸电子基团。
CH 2=C(CN)2：阴离子聚合，两个吸电子基团（CN ）。
CH 2=CHCH 3：配位聚合，甲基（CH 3）供电性弱。
CH 2=CHC 6H 5：三种机理均可，共轭体系。
CF 2=CF 2：自由基聚合，对称结构，但氟原子半径小。
CH 2=C(CN)COOR ：阴离子聚合，取代基为两个吸电子基（CN 及COOR ） CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2：三种机理均可，共轭体系。
3. 下列单体能否进行自由基聚合，并说明原因。
CH 2=C(C 6H 5)2 ClCH=CHCl CH 2=C(CH 3)C 2H 5 CH 3CH=CHCH 3CH 2=CHOCOCH 3 CH 2=C(CH 3)COOCH 3 CH 3CH=CHCOOCH 3 CF 2=CFCl 答：CH 2=C(C 6H 5)2：不能，两个苯基取代基位阻大小。
ClCH=CHCl ：不能，对称结构。
CH 2=C(CH 3)C 2H 5：不能，二个推电子基，只能进行阳离子聚合。
CH 3CH=CHCH 3：不能，结构对称。
CH 2=CHOCOCH 3：醋酸乙烯酯，能，吸电子基团。
CH 2=C(CH 3)COOCH 3：甲基丙烯酸甲酯，能。
CH 3CH=CHCOOCH 3 ：不能，1，2双取代，位阻效应。
CF 2=CFCl ：能，结构不对称，F 原子小。
计算题1. 甲基丙烯酸甲酯进行聚合，试由H ∆和S ∆来计算77℃、127℃、177℃、227℃时的平衡单体浓度，从热力学上判断聚合能否正常进行。
解：由教材P64上表3-3中查得：甲基丙烯酸甲酯H ∆=-56.5kJ/mol ，S ∆=-117.2J/mol K平衡单体浓度：)(1]ln[ΘΘ∆-∆=S TH R M e T=77℃=350.15K ，=e M ]ln[ 4.94*10-3mol/L T=127℃=400.15K ，=eM ]ln[0.0558mol/LT=177℃=450.15K ，=e M ]ln[0.368mol/L T=227℃=500.15K ，=eM ]ln[ 1.664mol/L从热力学上判断，甲基丙烯酸甲酯在77℃、127℃、177℃下可以聚合，在227℃上难以聚合。
因为在227℃时平衡单体浓度较大。
2. 60℃过氧化二碳酸二环己酯在某溶剂中分解，用碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度，数据如下，试计算分解速率常数(s -1)和半衰期(h)。
时间 /h0 0.2 0.7 1.2 1.7 DCPD 浓度 /(mol •L -1)0.07540.06600.04840.03340.0288解：过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应，引发剂浓度变化与反应时间的关系为：t k I I d =][][ln通过以][][ln 0I I 对t 作图，利用最小二乘法进行回归得一条直线x y 589.0-=，斜率为-k d 。
得到：k d =0.589h -1=1.636*10-4s -1 半衰期：h k t d176.1693.02/1==3. 在甲苯中不同温度下测定偶氮二异丁腈的分解速率常数，数据如下，求分解活化能。
再求40℃和80℃下的半衰期，判断在这两温度下聚合是否有效。
温度 /℃ 50 60.5 69.5 分解速率常数 /s -12.64⨯10-61.16⨯10-53.78⨯10-5解：分解速率常数、温度和活化能之间存在下列关系：RT E d Ae k /-=RT E A k d d /ln ln -=，以d k ln 对T /1作图，斜率为R E d /-，截距为A ln 。
采用最小二乘分法进行回归，得：Tk d/15116936.33ln -=15116/-=-R E dE d =8.314*15116=125674.4=125.7kJ/mol 当t=40℃=313.15K 时710*95.5)936.3315.313/15116ex p(-=+-=d kh t 6.32310*95.52ln 72/1==- 当t=80℃=353.15K 时410*41.1)936.3315.353/15116ex p(-=+-=d kh t 36.110*41.12ln 42/1==-以此可见，在40℃下聚合时引发剂的半衰期太长，聚合无效，而在80℃下聚合是有效的。
6. 苯乙烯溶液浓度0.20 mol •L -1, 过氧类引发剂浓度为4.0⨯10-3mol •L -1, 在60℃下聚合，如引发剂半衰期44h, 引发剂效率f =0.80，k p =145 L •(mol •s)-1，k t =7.0⨯107 L •(mol •s)-1, 欲达到50%转化率，需多长时间？ 解：1162/101575.010*375.4693.0---===h s t k d当引发剂浓度随时间不变时：hrt e I k fk k C I h t hr t t t I k fk k C t k td p td p d 8.170)1(])[(211ln][,44940632.0*10*236.2*145693.0)10*0.4()10*0.710*375.4*8.0(*14550.011ln ][)(11ln2/2/102/172/132/1762/12/1=-=->===-=-----随转化率而变 第四版习题答案（第三章）7. 过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为：R p =k P [M](f k d /k t )1/2[I]1/2，假定各基元反应的速率常数和f 都与转化率无关，[M]0=2 mol •L -1，[I]=0.01 mol •L -1，极限转化率为10%。
若保持聚合时间不变，欲将最终转化率从10％提高到20％，试求：（1）[M]0增加或降低多少倍？（2）[I]0增加或降低多少倍？[I]0改变后，聚合速率和聚合度有何变化？ （3）如果热引发或光引发聚合，应该增加或降低聚合温度？ E d 、E p 、E t 分别为124、32 和8 kJ •mol -1。
解：（题意有修改） 低转化率下聚合动力学方程：2/12/1][][I k fk M k R t d p p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=t I k fk k M M t d p 2/12/10][][][ln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=令2/1⎪⎪⎭⎫⎝⎛=t d p k fk k kkt I C I M M =-=--2/12/10][*)1(1ln ][*][][ln（1）当聚合时间固定时，C 与单体初始浓度无关，故当聚合时间一定时，改变0][M 不改变转化率。
（2）当其它条件一定时，改变0][I ，则有：2/1022/10121]/[][11ln /11lnI I C C =--51.4][][%10%20=I I ，即引发剂浓度增加到4.51倍时，聚合转化率可以从10%增加到20%。
由于聚合速率2/10][I R p ∝，故0][I 增加到4.51倍时，p R 增加2.12倍。
聚合度2/10][-∝I X n ，故0][I 增加到4.51倍时，n X 下降到原来0.471。
即聚合度下降到原来的1/2.12。
（3）引发剂引发时，体系的总活化能为：mol kJ E E E E d t p /9022=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=热引发聚合的活化能与引发剂引发的活化能相比，相当或稍大，温度对聚合速率的影响与引发剂引发相当，要使聚合速率增大，需增加聚合温度。
光引发聚合时，反应的活化能如下：mol kJ E E E t p /282=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=上式中无d E 项，聚合活化能很低，温度对聚合速率的影响很小，甚至在较低的温度下也能聚合，所以无需增加聚合温度。
9. 以过氧化二苯甲酰为引发剂，在60℃进行苯乙烯聚合动力学研究，数据如下：a. 60℃苯乙烯的密度为0.887 g •cm -3；b. 引发剂用量为单体重的0.109%；c. R p =0.255⨯10-4 mol •(L •s)-1；d.聚合度=2460；e. f =0.80；f. 自由基寿命=0.82 s 。
试求k d 、k p 、k t ，建立三常数的数量级概念，比较 [M]和[M •]的大小，比较R I 、R p 、R t 的大小。
解：L mol M /529.81041000*887.0][==L mol I /10*995.3242%109.0*1000*887.0][3-==DC X R R n tp +==2/,νν偶合终止：C=0.77，歧化终止：D=0.23。
9.1512)23.02/77.0(2460,2460=+==νn Xs L mol R R pt ./10*6855.19.151210*255.084--===ν810*6855.1-==t i R RL mol R M t /10*382.182.0*10*6855.1][88--•===τ][M >>][•M163810*64.210*995.3*8.0*210*6855.1][2----===S I f R k i d )./(10*163.210*382.1*529.810*255.0]][[284s l mol M M R k pp ===--• )./(10*41.4)10*382.1(*210*6855.1][272882s mol l M R k t t ===--• 可见，k t >>k p ，但[M]>>[M•]，因此R p >>R t ；所以可以得到高分子量的聚合物。
R d 10-8 k d 10-6 [M] 8.53 R p 10-5 k p 102 [M·]1.382×10-8R t10-8k t10712. 以过氧化特丁基作引发剂，60℃时苯乙烯在苯中进行溶液聚合，苯乙烯浓度为1.0 mol •L -1，过氧化物浓度为0.01mol •L -1，初期引发速率和聚合速率分别为4.0⨯10-11和1.5⨯10-7 mol •(L •s) -1。