植物纤维化学复习题并附有课后思考题

植物纤维化学复习题（１）

一．填空(12Ｘ3=36）

1．制浆造纸工业用植物纤维原料大体可分为木材纤维原料和非木材纤维原料两种。

２．纤维素和半纤维素属于碳水化合物，而木素属于芳香族化合物。3?. 草类原料的有机溶剂抽出物主要为：脂肪和蜡。

4．针叶材有机溶剂抽出物主要存在于树脂道和木射线薄壁细胞中。5?．阔叶材有机溶剂抽出物含量一般比针叶材低,其主要组成为:游离及酯化的脂肪酸。

6. 木材原料的灰分含量一般不超过1％，草类原料的灰分含量一般多在2％以上。

7. 草类纤维原料灰分含量一般比木材高,而且60%以上是ＳiO2。8?. 木素结构单元间的联结键有醚键

和碳-碳键。9?．植物细胞壁上的纹孔分为：单纹孔和具缘纹孔。10?．针叶材的纤维细胞为：管胞,阔叶材的纤维细胞为：木纤维。11?. 在细胞壁各层中，木素浓度最大的在胞间层，但木素的大部分存在于次生壁。12?．针叶材的木素结构单元主要为：愈疮木基丙烷和少量的对－羟苯基丙烷。13?.

阔叶材的木素结构单元主要为：愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷。?１4. 木素的结构单元为:苯基丙烷，纤维素的结构单元为：D－葡萄糖基。15?. 木素-碳水化合物联接点上的糖基有：D-木糖和D－半乳糖、Ｌ-阿拉伯糖。?１6. 木素与碳水化合物之间可能有的联接键为：α-醚键和酯键等形式。?１７.

在酸性亚硫酸盐法制浆中、应特别注意防止木素的缩合反应,因为这种反应形成的化学键为不易断开的碳-碳键。

1８．半纤维素是由两种或两种以上的糖基构成的不均一聚糖，它与木素有化学键联接。?二．单项选择(１4X3＝42)

１.聚半乳糖醛酸中的羧基80%以上被甲基化、一部分被中和成盐，所形成的物质称为：。

①果胶物质②果胶酸※③果胶质④半纤维素

2．阔叶材中比针叶材含有更多的。

①聚葡萄糖甘露糖※②聚木糖③木素④灰分?３．草类原料的含量大多比较低、接

近阔叶材的低值。

①纤维素②灰分③半纤维素※④木素?４．针叶材的管胞含量约占木质部总容积

的。

①50％②60－70% ③8０％※④90－9５％5?.针叶材的管胞长度一般为: mｍ。

※①3－5 ②1－1.5 ③1 ④20?6.在木材的横切面上、可见到许多颜色较浅的经向条纹称

为：。

①树脂道※②木射线③年轮④髓心7?.在显微镜下观察阔叶木横切面上有许多孔，这些孔

是横切面。?①树脂道※②导管③纹孔④管胞8?．在草类原料中除竹、龙须草和甘蔗渣外，其纤维平均长度均在ｍm之间。

※①1.0-１．5 ②１.５-２.0 ③３-5 ④2．０-2.5

9.在木材细胞壁各层中、最厚的一层为：，它是细胞壁的主体。?①初生壁② S１③ Ｓ

3 ※④次生壁

1０.在细胞壁的初生壁中、微细纤维呈排列。

①交叉螺旋②并行排列※③杂乱无章④紧密?１1.针叶材中的木素属于类木素。

12.用ＮaCLO2处理无抽提物木粉、使木素被※① G ②ＧＳ③原本木素④天然木素?

氧化而除去，剩下的产物为：。

※①综纤维素②β－纤维素③克－贝纤维素④氧化纤维素

13．实际上制备的综纤维素往往会含有少量。

①半纤维素※②木素③α－纤维素④碳水化合物14?.克-贝纤维素的降解较稍多。

①硝酸乙醇纤维素②工业半纤维素※③综纤维素④纸浆中半纤维素

15.草类原料一般比木材原料含有较多的。?※①１％NaOH抽出物②木素③α－纤维素④纤维素?１6.因为树枝的含量比树杆较少，热水抽出物较多,故其造纸性质不如树干。

17.木材和草类的纤维细胞中、最长的纤维细胞

①木素※②纤维素③树脂④灰分?

为：。?①木纤维※②管胞③草类纤维④韧形纤维

18.造纸植物纤维原料中、纤维细胞直径最大的为: 。

①木纤维②草类纤维③导管※④管胞

1９．针叶材木素经硝基苯氧化后、其氧化产物中含有较多的。?①紫丁香基丙烷②愈疮木

20.草类原料硝基苯氧化产物与乙醇解产物定量分析中、主基丙烷③对-羟基甲醛※④香草醛?

要不同是含量不同。?※①对-羟基苯甲醛②紫丁香醛③香草醛④香豆酸21?.木素结构单元在脱氢聚合时，在过氧化酶作用下、首先变为 ,再由此合成木素大分子。?※①自由游离基②紫丁香基③对－羟苯甲基④愈疮木基

２2.木素结构单元中、酚羟基一般连在上。

①C2 ② C３※③ Ｃ4 ④C5

２３.愈疮木基甘油β－芳基醚可表示为: 联接。?①α-O－4 ※②β-O-４③4－O－5 ④β-52?４.木材和草类原料的杂细胞中、都含有一定量的。

①导管分子②木射线细胞③石细胞※④薄壁细胞

25.目前，化学结构变化较少、最接近原本木素的分离木素是。?①硫酸木素※②磨木木素③盐酸木素④铜氨木素

26.木素是具有结构的高分子化合物。

27.在成熟的木化组织中,胞间层物质的大

①直链型②枝链※③三度空间④单一分子?

多数是: 。?①果胶质②半纤维素③纤维素※④木素28?．典型的木素紫外光谱在nm处有吸收极大值。

※①28０②２３0 ③305 ④ ３80?2９.无论是碱法还是亚硫酸盐法制浆、脱木素化学过程主要是一种反应。?①亲电② 氧化③磺化※④亲核

30.木材纤维素聚合度很高,经蒸煮与漂白过程的降解、其聚合度降至左右。?①２00０② 30０0 ※③10００④５０031?.在碱法制浆过程中、木素中反应性质较活泼的结构单元是

单元。

①愈疮木基②紫丁香基※③ 酚型④非酚型

32．酸性亚硫酸盐制浆中、木素结构单元间的键断裂。?※①α-醚②碳－碳③β－醚④二芳基醚33?．在酸性亚硫酸盐制浆中、木素的裂解反应发生在单元上。

①酚型②非酚型※③酚型和非酚型④愈疮木基丙烷34?.我们所得到的分离木素中木素和原本木素结构是一样的。

① 磨木②Bｒauｎｓ③硫酸※④没有一种35?.木素在植物组织中与有化学

键联接。?①纤维素※②半纤维素③果胶质④树脂?３６.在木材纤维次生壁中层、微细纤维排列呈状排列。?①网状②交叉螺旋※③平行④疏松无规则37?.一般来说、在木材组织中、微细纤维在胞间层中。

①很多②较少※③尚未发现④不确定

38.木材管胞的S2层中、微细纤维与纤维轴的夹角为：。

39．细胞成熟停止生长后、细胞壁继续①50-70o ②６0－90ｏ※③1０-30o ④ 0o?

加厚，所形成的部分为: 。

40.碱法制浆中、部分木素结构单元的α-醚键

①胞间层※②次生壁③初生壁④瘤层?

断裂后形成中间产物。

※①亚甲基醌②正碳离子③酚型结构④非酚型结构

41.针叶材的管胞约占木质部细胞总容积的。

① 45～50％※②90~95% ③6０~7０% ④30~50%

4２．阔叶材的木纤维约占木质部细胞总容积的。?①30~4０% ※②50%以上③ 90~95% ④70%以上?三．多项选择(7X3＝２1）

1.禾本科植物表皮组织的细胞有：。?①石细胞*②硅细胞*③锯齿形细胞④纤维细胞*⑤木栓细胞2?.木素生物合成过程中、首先合成的木素结构单元有: 。?*①香豆醇②紫丁香醇*③松柏醇＊④芥子醇⑤香草醇3?.在针叶材与阔叶材中、化学结构和含量均有明显不同。?①纤维素＊②半纤维素＊③有机溶剂抽出物*④木素⑤灰分?4．造纸植物纤维原料中，有机溶剂抽出物组成有: 。

*①萜烯类化合物＊②脂肪酸③果胶酸＊④蜡＊⑤不皂化物

5．比针叶材纤维素含量高的造纸植物纤维原料有：。

*①麻类②阔叶材③芦苇*④棉纤维⑤麦草?6.阔叶材木素经硝基苯氧化后、氧化产物中有较多的。?*①紫丁香醛②对－羟基苯甲醛③对-羟基苯丙烷?＊④香草醛⑤紫丁香基丙烷7?.木素结构单元中、甲氧基主要联在苯环的位置上。?①C2 *② C3③ Ｃ4 *④C5 ⑤C６8?.半纤维素上的功能基主要有：。

①羰基＊②羧基＊③乙酰基④羟基＊⑤甲氧基?９.可用于造纸的树皮主要有：。

10.利用木素可吸收紫外光的性质、可进行木

①杨树皮*②桑皮③桦树皮＊④构皮＊⑤檀皮?

素的。

＊①定量测定②分离＊③结构研究④分子量测定⑤聚合

１1.在酸性亚硫酸盐法制浆中、木素的溶出主要是由于木素。

12．在酸性亚硫酸盐制浆中、木素的缩合方式＊①降解＊②磺化③缩合④交联⑤酯化?

主要有: 。

①Cβ-C５＊②Cα－Ｃ6 *③Ｃα-C1 ④Cβ-C1 ⑤Cβ-C2

13.早材管胞比晚材管胞能制出强度更高的纸张、是因为其。

＊①柔软＊②易于打浆③细胞壁厚*④细胞腔大⑤弹性小

14.木材管胞比草类纤维能生产出更强韧的纸张、是因为管胞比草类纤维。

＊①长②长宽比大③刚硬*④柔软⑤木素含量少

１5.阔叶材的非纤维细胞主要有：。

＊①导管分子＊②木射线细胞*③木薄壁细胞④石细胞?⑤木纤维

16.各类原料中、半纤维素和木素含量比草类原料低的有: 。?①针叶材②阔叶材*③棉纤维＊

④麻类＊⑤桑皮

17.单纹孔和具缘纹孔结构中、都会有：。

*①纹孔膜②纹孔缘③纹孔托＊④纹孔腔⑤纹孔附加物

1８.许多木材细胞壁中有瘤层,瘤层在细胞壁的。?＊①最内层＊②S３内侧③S3外侧④S2外侧⑤P层外侧

19.半纤维素又可称为：。?①非纤维素的碳水化合物*②木聚糖③结壳物质*④填充物质

⑤骨架物质

２０.各种植物原料中、比针叶材木素含量低的原料有：。

＊①阔叶材*②麦草*③芦苇*④麻类＊⑤棉短绒

２1.一般树皮都含有较多的,故不宜造纸。

＊①灰分＊②鞣质＊③木栓质＊④果胶质⑤木素

四．名词解释（４X3=12）

1. 植物纤维２、综纤维素 3、纤维素４、β－纤维素５、木素?6、α－纤维素７、微细纤维8、

复合胞间层9、原细纤维

１0、木素-碳水化合物复合体 11、硫酸木素 12、木纤维

名词解释：

纤维素:由β－D葡萄糖基通过1,4-苷键连接而成的线性高分子化合物。是组成纤维的一种化学成分。

纤维:两头尖，长比宽大几十倍的纺锤状的永久厚壁细胞,是一种细胞结构

木素：由苯环丙烷结构单元（C6－C3)通过醚键、碳碳键连接而成的芳香族高分子化合物。木素衍生物:木素大分子中原子或者原子团被其他原子或原子团取代而得到的物质

木素制备物：木素和木素衍生物的总称

果胶物料：果胶质与其他物料半生在一起的复合体。果胶：果胶酸盐以及酯化了的的果胶酸超结构:超过一般光子显微镜的分辨能力的细节热塑性:在某一温度下,木素由玻璃态向橡胶态变化的性质

玻璃转化点：木素从玻璃态转化为橡胶态时的温度

聚合度：纤维素大分子中的β-D葡萄糖基的含量,用DP表示

降解：高分子化合物受到化学、光照、加热、机械等作用时聚合度下降的现象

综纤维素:又叫总纤维素。指造纸原料中纤维素和半纤维素的总称

克-贝纤维素:无提取试料经湿氯气反复洗,再加H2SO４和2%Na２SO4得到

硝酸乙醇纤维素：提取试料用HNO3（20％)和CＨ3ＣＨ2OH（80％）,加热至沸腾得到

α－纤维素：包括纤维素和抗碱性纤维素

β-纤维素：为高度降解的纤维素和半纤维素

γ－纤维素:全为半纤维素

工业半纤维素:β-纤维素和γ-纤维素的总称

(天然）半纤维素：由多种糖基、糖醛基所组成,并且分子中带有支链的复合聚糖的总成。助色基团:能使吸收波长向长波方向移动的杂原子团(如：－ＣOOＨ，-OH，-NH２,-CL)发色基团:含有π电子的不饱和基团

MWL:磨木木素（贝克曼木素)

CC：细胞角隅CML:复合胞间层

BＮＬ:布劳思天然木塑

LCＣ：木素—碳水化合物复合体

CEL:纤维素酶木素

硅干扰：在碱法制浆中,原料中的硅形成硅酸钠,溶于碱法废液中,大量的硅酸钠使废液的粘度增加,洗桨时黑夜提取率降低,对黑液的蒸发、燃烧、苛化、白泥的回收等过程都带来麻烦。

树枝障碍：在酸法制浆中,树木的有机抽出物被加热，软化成油状物漂浮在浆水体系中,易粘附在浆池壁、洗浆箱、纸张等地方，给生产过程和纸张质量带来不良影响,称为树脂障碍。

纤维形态：包括纤维的长度、宽度、壁厚、腔径以及由这些指标组成的其他形态指标，如长宽比、壁腔比、纤维粗度等。

纤维粗度:每１00ｍ长度的绝干纤维的重量,用dg表示

原本木素：木材中原本存在状态的木素

缩合型连接:除苯环酚羟基对位侧链以外的连接

非缩合型连接:指缩合型连接以外的连接

纤维素的结晶度:是指纤维素构成的结晶区占纤维素整体的百分比

纤维素的可及度:利用某些能进入纤维素物料的无定形区而不能进入结晶区的的化学试剂,测定这些试剂可以到达并起反应的部分占全体的百分率

剥皮反应：在碱性的影响下，纤维素具有的还原性末端基会逐个掉下来，直到产生纤维素末端基转化为偏变糖酸基的稳定反应为止

润胀：固体吸收润胀剂后，其体积变大但不失其表观均匀性,分子间内聚力减少，固体变软的现象。

润胀度：离心机离心分离后纸张中存留的水分。对于同种碱液,同一温度下,纤维素的润胀度随浓度的增加而变大，至某一浓度时达到最大值。

动电电位：即zａta电位，纤维吸附层表面相对双电层中过剩正电为零处的电位之差

有限润胀:纤维素吸收润胀剂是有一定限度的

游离水：纤维素物料吸湿达到纤维饱和点后，水分子继续进入纤维的细胞腔和各空隙中,形成多层吸附水和毛细管水

结合水:进入纤维素无定形区与纤维素的羟基形成氢键结合的水

吸着热：1ｇ纤维素完全润湿所放出的热量

二．?五.判断并改正（5X3=15)?1．草类植物纤维原料灰分含量比木材高、但化学组成相同。

2. 在弦切面上观察、针叶材木射线一般是多列的。

3．实际制备的综纤维素、其化学组成全部为碳水化合物。?4. 造纸用植物纤维素,就是指细长、锐端永久细胞。

５. 针叶材的半纤维素和木素含量一般都比草类低。?6. 碱法制浆中、木素非酚型结构单元的联接都不能断开。

7. 微细纤维内部只含有纤维素。?8. 木素不属于碳水化合物、但与其有化学键联接。*

9. 木材半纤维素含有较多的甘露糖、而草类半纤维素含有较多的木糖。?1０. 在酸法制浆中、木素

酚型和非酚型单元的α-醚键都断开。*

11. 针叶材木素主要为G-型木素,而草类木素主要为Ｓ－型木素。

1２. 在碱法制浆中、木素酚型单元可成为亚甲基醌，而非酚型单元则不能。＊

13. 在酸、碱法制浆中,木素降解程度是相同的。?1４. 草类原料的１% NaOＨ抽出物含量比木材高

许多。*

15. 早材管胞细胞腔大、两端尖削、是造纸的优良纤维。

六．写出化学结构式(3）

1.愈疮木基、紫丁香基、对-羟苯基2。果胶质?3、愈疮木基-甘油β-芳基醚结构

七．简答题(4X３＝12)

1. 草类纤维超结构与木材相比有何特点？?

2. 木素在细胞壁中沉积顺序？?

3. 针叶材、阔叶材和草

类木素中各含有哪些结构单元？

4. 硫酸法定量测定木素有何缺点？为什么??5．综纤维素有哪几种制备方法??６．α-纤维素、β

－纤维素和γ－纤维素各含有哪些成分??7. 有机溶剂抽出物须标明溶剂、为什么?

８. 在碱法制浆中木素昧平生哪些化学键断裂？?9. 木素在酸、碱介质中的反应规律??

10．在碱性亚硫酸盐法制浆中、木素结构单元间哪些化学键断裂？

11. 草木素硝基苯氧化产物分析会有较多对－羟苯基单元,而又不算草木素中部分、为什么?

１2. 现用于木素结构研究有哪些分离木素?为什么?

八．论述题(2Ｘ3=６）

1. 硫酸盐法制浆中木素降解比在烧碱法中快，为什么?

2. 木材纤维超结构组织是怎样的？?

3. 从针叶材、阔叶材、草类细胞种类、含量及纤维形态分析原

料优劣？

４．纤维素被认为是细胞壁的骨架物质,为什么？?5. 木素被认为大部分在次生壁、而不是在胞间层,为什么？

６. 叙述木材与草类细胞壁的超结构的异同。

第一章思考题

1．如何将造纸植物纤维原料进行分类？

根据原料的形态特征、来源及我国的习惯,可大体上分类如下:

一、木材纤维原料(针叶材原料、阔叶材原料）

二、非木材纤维原料（禾本科纤维原料、韧皮纤维原料、籽毛纤维原料、叶部纤维原料）

三、半木材纤维原料（棉秆)

2．造纸植物纤维原料中、主要化学组成是什么？写出定义或概念。

主要化学组成是木素和碳水化合物（cａｒboｈｙdｒates):纤维素和半纤维素

纤维素是由D－吡喃式葡萄糖基通过1，4-β苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。

半纤维素是由两种或两种以上单糖基（葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基等）组成的非均一聚糖,并且分子中往往带有数量不等的支链。

木素是由苯基丙烷结构单元（即Ｃ6－C3单元）通过醚键、碳－碳键连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物

****3．比较纤维素与半纤维素的异同。

①纤维素与半纤维素共同存在于大多数植物细胞壁中。

②纤维素全部由葡萄糖单位聚合而成，而半纤维素是一种杂聚多糖,常含有木糖,甘露糖,半乳糖，鼠李糖,阿拉伯糖等单糖单位。

③在酸性环境下半纤维素远较纤维素易于水解。

④半纤维素比纤维素的分子要小，大约含有５00到3000个单糖单位，后者大约含有7000到15000个。

⑤半纤维素是分支的聚糖,而纤维素是不分支的。半纤维素具有亲水性能,可以造成细胞壁的润胀,赋予纤维弹性。

⑥一般木材中,纤维素占4０~50%，还有10~30%的半纤维素和2０~30％的木质素。

４.写出综纤维素的定义及四种制备方法、并指出哪种方法比较好？P7

(1)定义

又称总纤维素,指造纸植物纤维原料除去抽出物和木素后所留下的部分（即纤维素和半纤维素的总称）。（２）制备方法(P7)

氯化法、亚氯酸钠法、二氧化氯法、过醋酸法

以上方法得到的综纤维素都含有少量的木素,而且制备过程中往往使得少量碳水化合物被溶出。

5．如何自综纤维素制备α－纤维素?并指出其化学组成。P８

(１）用17.５%NａOH或（２４%KOＨ)溶液在20℃下处理综纤维素或漂白化学浆45min，将其中的非纤维素碳水化合物大部分溶出，留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，分别称为综纤维素的α－纤维素或化学浆的α-纤维素。

(2)α-纤维素包括纤维素和抗碱的半纤维素

６.如何自漂白化学浆制备α－纤维素、β－纤维素、γ－纤维素？并指出各自的化学组成。

(１）α-纤维素

用１７．5%NaOＨ或(2４%KOH）溶液在20℃下处理综纤维素或漂白化学浆45ｍin，将其中的非纤维素碳水化合物大部分溶出,留下的纤维素及抗碱的非纤维素碳水化合物，分别称为综纤维素的α－纤维素或化学浆的α-纤维素。 (用英文翻译)

包括纤维素和抗碱的半纤维素

（2）β-纤维素和γ-纤维素

用漂白化学木浆制备α-纤维素时,处理中所得到溶解部分，用醋酸中和沉淀出来的那部分为β-纤维素，不沉淀部分为γ-纤维素。

β-纤维素包括高度降解的纤维素和半纤维素，γ－纤维素全为半纤维素。

7.如何制备Cross ａnd Bevan纤维素?P8

采用氯气处理湿润的无抽提物试料,使木素转化为氯化木素，然后用亚硫酸及约含2％亚硫酸钠溶液洗涤、以溶出木素。重复以上处理、直至加入亚硫酸钠后仅显淡红色为止。半纤维素的溶出较多，残留少量木素。８．如何制备硝酸乙醇纤维素?P8

用20%的硝酸和80%乙醇的混合液,在加热至沸腾的条件下处理无抽提物的试样,使其中的木素变为硝化木素、溶于乙醇中而被除去，所得残渣既为硝酸乙醇法纤维素。

此法结果最差,部分纤维素和大部分半纤维素被降解，含量更低。