2025年大学《分子科学与工程》专业题库—— 分子科学与新能源材料工程的整合.docxVIP

2025年大学《分子科学与工程》专业题库——分子科学与新能源材料工程的整合

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填写在答题纸上。）

1.下列哪个概念不是分子间相互作用力中通常考虑的主要物理化学性质？

A.分子极化率

B.化学键强度

C.氢键

D.范德华力

2.在设计用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料时，通常希望其具有以下哪种特性？

A.与电子受体材料具有强烈的化学键合

B.高的电子亲和能

C.良好的空穴传输能力和与钙钛矿材料的相容性

D.高的可见光吸收能力

3.下列哪种储能机制主要依赖于锂离子在正负极材料晶格结构中的嵌入和脱出？

A.铅酸电池的二氧化铅循环

B.钠离子电池的普鲁士蓝类似物循环

C.锂空气电池的氧气还原/氧化反应

D.钠硫电池的硫多面体结构转变

4.分子自组装技术在制备纳米结构新能源材料时，主要利用了分子间相互作用的哪种特性？

A.化学键的强稳定性

B.对特定环境（如溶剂、温度）的敏感性

C.远程长程有序性

D.高度的化学反应活性

5.拟议一种新型有机光伏材料，其分子结构中包含强的给体-受体非共价键相互作用。以下哪种表征技术最有助于评估这种相互作用强度和能级匹配？

A.X射线衍射（XRD）

B.核磁共振（NMR）波谱

C.紫外-可见光谱（UV-Vis）吸收光谱

D.扫描电子显微镜（SEM）

6.以下哪项不是限制锂离子电池能量密度的主要因素之一？

A.正极材料的理论容量限制

B.负极材料的安全性和循环寿命

C.电解液的离子电导率和热稳定性

D.电池管理系统的智能化程度

7.在利用密度泛函理论（DFT）计算分子或材料的电子结构时，选择不同的交换关联泛函会直接影响计算结果的：

A.计算效率

B.对分子几何构型的预测精度

C.对原子间相互作用力的预测精度

D.所需的计算机内存大小

8.制备高质量石墨烯用于超级电容器电极时，通常要求其具有：

A.尺寸很大且缺陷丰富

B.高比表面积、高导电性和合适的厚度

C.含有大量官能团以提高与电解液的相互作用

D.严格的单层结构但较低的堆叠层数

9.将分子设计理念应用于固态电解质材料时，通常重点关注如何：

A.提高材料的熔点

B.增加材料的机械强度

C.打通离子传输通道并降低离子迁移势垒

D.增强材料的光学透明度

10.下列哪项技术不属于典型的表面改性方法，用于调控纳米能源材料的表面性质？

A.化学气相沉积（CVD）

B.原子层沉积（ALD）

C.表面接枝或涂覆

D.等离子体刻蚀

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在答题纸上。）

11.理解氢键的形成条件（分子间存在______、______以及适当的取向）对于设计具有特定功能（如高沸点、高粘度、特定相行为）的材料至关重要，这在设计生物相容性或溶剂化环境材料时尤为重要。

12.钙钛矿太阳能电池中，透光性好的空穴传输材料（如spiro-OMeTAD）需要与钙钛矿层形成良好的______界面，以减少电荷复合，并实现高效的空穴提取。

13.锂离子电池中，正极材料（如钴酸锂LiCoO2）的放电过程实质上是锂离子从______中脱出，嵌入到负极材料（如石墨）的层状结构中的过程。

14.分子印迹技术是一种通过模板分子和功能单体预组装形成印迹网络，最终获得对模板分子具有高度______识别位点的材料，在选择性吸附、催化和传感等领域有广泛应用。

15.傅里叶变换红外光谱（FTIR）通过测量分子振动和转动能级跃迁来获取信息，对于分析材料表面的______基团、化学键合状态以及分子间相互作用具有独特优势。

16.在分子动力学（MD）模拟中，通过设置合理的______（如温度、压力、分子间作用力参数），可以模拟材料在特定环境下的平衡结构和动态行为。

17.设计用于可见光催化剂分解水制氢的半导体材料时，除了需要合适的带隙宽度，还必须关注其______（如光吸收能力、表面积、化学稳定性）以及抑制光生电子-空穴复合的能力。

18.高通量计算与机器学习算法相结合，能够加速新材料（特别是新能源材料）的______过程，通过分析大量数据预测材料的性能。

19.分子束外延（MBE）是一种在超高真空