phương pháp giải bài tập polime

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá trình ôn luyện cho học sinh thi ở các kì thi tốt nghiệp THPT, Đại học; chuyên đề polime là một chuyên đề hay và

Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com

A ĐẶT VẤN ĐỀ

I Mở đầu.

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá trình ôn luyện cho học sinh thi ở các kì thi tốt nghiệp THPT, Đại học;

chuyên đề polime là một chuyên đề hay và khá quan trọng nên các bài tập về

polime thường có mặt trong các kì thi lớn của quốc gia

Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toán Hóa học là yêu cầu hàng đầu của người học; yêu cầu tìm ra được phương pháp giải toán một cách nhanh nhất, đi bằng con đường ngắn nhất không những giúp người học tiết kiệm được thời gian làm bài mà còn rèn luyện được tư duy

và năng lực phát hiện vấn đề của người học

Trong thực tế tài liệu viết về polime còn ít và chưa có sự phân loại một cách cụ thể nên nguồn tư liệu để giáo viên nghiên cứu còn hạn chế do đó nội dung kiến thức và kĩ năng giải các bài tập polime cung cấp cho học sinh chưa được nhiều Vì vậy, khi gặp các bài toán polime các em thường lúng túng trong việc tìm ra phương pháp giải phù hợp

Qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu trong nhiều năm tôi đã hệ thống hóa các dạng bài tập polime và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinh một cách dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm và nâng cao kết quả trong các kỳ thi

Đây là nội dung không đòi hỏi kiến thức khó đối với học sinh, tuy nhiên

do chủ quan nên học sinh thường ít chú ý đến và với tâm lí chỉ là phần nhỏ của chương trình học và thi nên khi gặp các bài tập này các em thường bị mất điểm, trong khi đó đây là nội dung “ghi điểm” Đặc biệt đối với học sinh thuộc nhóm không chuyên

2 Kết quả.

Với thực trạng đó làm ảnh hưởng không nhỏ tới kết quả học tập cũng như trong các kì thi, học sinh thường mất điểm trong các câu hỏi thuộc phần này và hiệu quả đạt được không cao

Kết quả nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế dạy học cho thấy có sự phân hóa rõ rệt với từng đối tượng học sinh và theo từng giai đoạn Từ hiểu, biết đến vận dụng để giải các dạng bài tập nâng cao Nhờ những ứng dụng thực tiễn của các vật liệu polime tạo cho học sinh hứng thú với việc nghiên cứu, tìm tòi thông tin liên quan Từ đó giúp cho học sinh tự nâng cao được kiến thức về polime

Trên cơ sở đó, tôi mạnh dạn chọn đề tài “Phương pháp giải bài tập polime” làm sáng kiến kinh nghiệm cho mình Với hy vọng đề tài này sẽ là một

tài liệu tham khảo phục vụ cho việc học tập của các em học sinh 12 và cho công tác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I Giải pháp thực hiện

- Nghiên cứu tổng quan về polime và vật liệu polime trong khuôn khổ chương trình

- Phân loại một số dạng bài tập thường gặp

- Đề xuất phương pháp chung và hướng dẫn giải chi tiết một số dạng bài tập

- Ứng dụng vào thực tiễn dạy học ở nhà trường

II Các biện pháp tổ chức thực hiện

- Số mắt xích(monome) ban đầu gọi là hệ số trùng hợp hay hệ số polime hóa

- Nếu n=2-10 người ta gọi hợp chất là oligome, bao gồm dime, trime

+ Polime trùng hợp: poli vinylclorua, poli stiren…

+ Polime trùng ngưng: điều chế bằng phản ứng trùng ngưng: 6; 6,6…

nilon Theo thành phần cấu tạo mạch polime:

+ polime đồng mạch: mạch được cấu tạo bởi các nguyên tử cacbon

+ polime dị mạch: mạch được cấu tạo bởi các nguyên tử khác, ví dụ protein

2.1.2 Cấu trúc polime[4,5]

- cấu trúc hình học:

* dạng mạch thẳng: phân tử chỉ có một mạch polime duy nhất do nhiều mắt xích

tạo nên(từng mắt xích có thể có nhánh hoặc không nhánh), ví dụ: cao su thiên

- cấu trúc không gian: dạng cis-, trans-,…

2.1.3 Tính chất cơ –lí của polime

- polime có nhiệt độ nóng chảy không cố định, không bay hơi và rất khó tan

- nhiều polime có tính dẻo, tính đàn hồi, cách điện,…

* Điều chế poli(vinyl clorua) (PVC)

+ tơ thiên nhiên: bông, len, tơ tằm…

+ tơ nhân tạo(bán tổng hợp): có nguồn gốc từ polime thiên nhiên nhưng được chế hóa thêm bằng phương pháp hóa học: tơ visco, tơ axetat

+ tơ tổng hợp: poliamit, poli este…

2.2 Phân loại và phương pháp giải bài tập polime

2.2.1 Các bước thông thường giải một bài tập

Bước 1: Xác định giả thiết và viết phương trình hóa học tạo thành polime hoặc

sơ đồ của quá trình tạo thành

Bước 2 : Biểu diễn các đại lượng theo các phản ứng

Bước 3 : Tính theo yêu cầu của bài toán

Trong nhiều trường hợp, có thể dùng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn

nguyên tố để giải nhanh

2.2.2 Một số dạng bài tập thường gặp và phương pháp giải

Dạng 1 phương pháp điều chế và nhận dạng polime.

Yêu cầu:

- Biết tên gọi của các polime

- Phương pháp điều chế một số polime thông dụng

Câu 1.Thủy tinh hữu cơ có thể điều chế được bằng cách thực hiện phản ứng trùng hợp monome nào sau đây:

D Etilen

HD: khi trùng hợp este metylmetacrylat ta được thủy tinh hữu cơ→ Đáp án A

Câu 2.Metyl acrylat được điều chế từ axit và ancol nào?

HD: Đáp án C

Câu 3. Tơ nilon – 6,6 là:

Câu 7. Điều nào sau đây không đúng ?

A tơ tằm , bông , len là polime thiên nhiên B tơ visco, tơ axetat là tơ tổng hợp

C Nilon-6,6 và tơ capron là poliamit D Chất dẻo không có nhiệt độ nóng chảy cố định

HD: Đáp án B(vì hai loại tơ này đều là tơ bán tổng hợp)

Câu 8. Chất nào trong phân tử không có nitơ ?

HD: Đáp án D(ba chất còn lại trong phân tử đều có liên kết peptit, tức là có chứa N)

Câu 9. Công thức nào sai với tên gọi?

C thủy tinh hữu cơ [-CH2-CH(COOC2H3)-]nD tơ enang [-NH-(CH2)6CO-]n

-HD: Đáp án C (thủy tinh hữu cơ: trùng hợp metyl metacrylat)

Câu 10.Polime nào có cấu trúc mạch phân nhánh ?

HD: Đáp án C

Dạng 2 Xác định số mắt xích của polime

- số mắt xích bằng tỉ lệ khối lượng phân tử của đoạn polime và khối lượng của mắt xích

- tính số mắt xích dựa vào phản ứng clo hóa hoặc phản ứng cộng

Câu 1. Polietilen có khối lượng phân tử 14000 đvC Hệ số trùng hợp n là:

C n H 2n Cl n + Cl 2 →xt C n H 2n-1 Cl n+1 + HCl

n Cl

Dạng 3 Xác định khối lượng polime hoặc chất tham gia quá trình tạo polime

lường do đó để giải nhanh ta có thể bỏ qua việc đổi đơn vị đo

Câu 1. Trùng hợp 5,6lít C2H4 (đktc), nếu hiệu suất phản ứng là 90% thì khối lượng polime thu được là

HD: số mol C 2 H 4 : 0,25 mol → khối lượng: 0,25.28=7,0g

h=90% → khối lượng polime: 7,0.0,9=6,3(g) → Đáp án: D

Câu 2. Polivinyl clorua được điều chế từ khí thiên nhiên (metan chiếm 95%) theo sơ đồ chuyển hóa và hiệu suất mỗi giai đọan như sau

Chú ý: Nếu bỏ qua việc đổi đơn vị đo(tấn → gam) thì việc giải sẽ nhanh hơn nhiều

Câu 3. Muốn tổng hợp 120 kg poli(metyl metacrylat) thì khối lượng của axit và ancol tương ứng cần dùng lần lượt là bao nhiêu ? Biết hiệu suất este hóa và trùng hợp lần lượt là 60% và 80%)

Khối lượng ancol CH 3 OH: 2500.32=80000(g)=80(kg)

Khối lượng axit C 3 H 5 COOH: 2500.86=215000(g)=215(kg)→ Đáp án: A

Câu 4. PVC được điều chế từ khí thiên nhiên theo sơ đồ:

C KẾT LUẬN

1 Kết luận kết quả nghiên cứu

Trên đây là một số kỹ năng và phương pháp giải một số dạng bài toán cơ bản về polime Quá trình tìm tòi nghiên cứu tôi đã giải quyết được những vấn đề sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của các quá trình xảy ra

- Từ đó rút ra các bước thông thường để giải một bài toán polime

tổng số học sinh: 170 em (trong đó 93,5% có học lực trung bình và yếu; 6,5% có

học lực khá) trường THPT Đặng Thai Mai

Đánh giá thông qua hai bài kiểm tra như sau:

ĐỀ KIỂM TRA 01-Test khi sử dụng phương pháp thông thường giảng dạy

cho HS

Lớp 12C6, 12C8(ĐC)

Thời gian: 15 phút Câu 1.Phân tử khối trung bình của poli etilen X là 420.000 Hệ số polime hoá của PE là:

A 12.000 B 13.000 C 15.000 D 17.000

Câu 2.Trùng hợp 1 mol etilen ở điều kiện thích hợp thì thu được bao nhiêu gam P.E(hiệu suất đạt 80%) ? A 14g B 28g C 56g D 22,4g

Câu 3.Hệ số trùng hợp của PVC có phân tử khối trung bình là 250.000 đvc là:

A 400 B 4000 C 403,22

D 4032

Câu 4.Polime X có phân tử khối là 280.000 và hệ số trùng hợp n=10.000 X là:

A (-CH2-CH2-)n B (-CF2-CF2-)n C (-CH2-CHCl-)n D [-CH2CH(CH3)-]n

-Câu 5.Polime Y có phân tử khối là 5.040.000 và hệ số trùng hợp n=120.000 Y là:

A (-CH2-CH2-)n B (-CF2-CF2-)n C (-CH2-CHCl-)n D [-CH2CH(CH3)-]n

-Câu 6.Đốt cháy hoàn toàn một lượng poli etylen sản phẩm cháy lần lượt cho đi

khối lượng bình (1) tăng m gam, bình (2) thu được 100 gam kết tủa Vậy m

CO2: H2O bằng 1: 1 Polime trên thuộc loại nào trong số các polime sau:

A Polivinylclorua B Poliêtilen C Tinh bột D Propen

Câu 9.Khi cho PVC tác dụng với clo được Clorin có 67,18% clo trong phân tử

A 1 B 2 C 3 D 4

Câu 10. Trùng hợp 5,6lít C2H4 (đktc), nếu hiệu suất phản ứng là 90% thì khối lượng polime thu được là

A 4,3 gam B 7,3 gam C 5,3 gam D 6,3 gam.

ĐỀ KIỂM TRA 02-Test sau khi sử dụng phân loại và hướng dẫn giải chi tiết

Lớp 12C9, 12C10(TN)

Thời gian: 15 phút Câu 1.Phân tử khối trung bình của PVC là 750.000 Hệ số polime hoá của PVC là:

Câu 4. Trong số các loại tơ sau: tơ tằm, tơ visco, tơ nilon-6,6, tơ axetat, tơ

capron, tơ enang, những loại tơ nào thuộc loại tơ nhân tạo?

A Tơ tằm và tơ enang B Tơ visco và tơ nilon-6,6.

C Tơ nilon-6,6 và tơ capron D Tơ visco và tơ

-Câu 6. Khối lượng của một đoạn mạch tơ nilon-6,6 là 27346 đvC và của một đoạn mạch tơ capron là 17176 đvC Số lượng mắt xích trong đoạn mạch nilon-

C 121 và 152 D 113 và 114

Câu 7.Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4  →C H2 2  →C H Cl2 3  →PVC Để tổng hợp

250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V m3 khí thiên nhiên (ở đktc) Giá trị của V

là (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%)

A 358,4 B 448,0 C 286,7 D 224,0.

Câu 8. Tiến hành trùng hợp 5,2 g stiren Hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng 100

ml dung dịch brom 0,15M cho tiếp dung dịch KI dư vào thì được 0,635g iot

Câu 9. Cứ 5,668g cao su buna-S phản ứng vừa hết với 3,462g Br2 trong CCl4 Hỏi tỉ lệ mắt xích butađien và stiren trong cao su buna-S là bao nhiêu ?

Câu 10. Thuỷ tinh hữu cơ được diều chế từ chất nào sau đây:

A Butađien và Styren B Etylenglycol và axit terephtalic

Bảng 01: Thống kê điểm kiểm tra

Với việc áp dụng phương pháp trên tôi thấy khả năng giải bài tập polime của học sinh đã được nâng cao; các em hứng thú hơn trong học tập Ở các lớp luyện thi với đối tượng là học sinh trung bình khá thì số học sinh hiểu và có kỹ năng giải được các dạng bài tập trên là tương đối Đặc biệt được đồng nghiệp xem đây là một tài liệu rất bổ ích dùng để bổ trợ ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học Mặc dù tôi đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu song không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp của các bạn đồng nghiệp trong toàn tỉnh.

- Nghiên cứu, tìm tòi các tài liệu liên quan, hệ thống các nội dung cơ bản và phân

loại các dạng bài tập, đặc biệt tìm ra được phương pháp giải phù hợp nhất để truyền thụ cho học sinh một cách có hiệu quả

- Trong quá trình giảng dạy các tiết liên quan đến kim loại cần lồng ghép các bài tập để rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh

* Đối với học sinh:

- Cần nắm được bản chất của các loại polime,

- Có kỹ năng nhận dạng bài tập, biết cách vận dụng linh hoạt các phương pháp giải, công thức tính phù hợp

* Đối với nhà trường:

- Nhà trường cần tổ chức các buổi hội thảo nhiều hơn nữa để thúc đẩy sự đổi mới phương pháp giảng dạy, nâng cao hiệu quả nghiên cứu cho giáo viên; có tủ sách

lưu lại các chuyên đề bồi dưỡng học tập của giáo viên hàng năm để làm cơ sở nghiên cứu phát triển thành đề tài.

- Đề nghị các cấp lãnh đạo tạo điều kiện giúp đỡ học sinh và giáo viên có nhiều tài liệu, sách tham khảo trong nhà trường; các chuyên đề SKKN hàng năm đưa lên các trang web của sở GD- ĐT để giáo viên tham khảo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Ngô Ngọc An, Hóa học 12 nâng cao- NXB giáo dục, Hà nội 2006

2 Đề thi Đại học – Cao đẳng các năm 2007, 2008, 2009, 2010,2011

3 Nguyễn Đình Độ - Chuyên đề bồi dưỡng Hoá học 12- NXB Đà Nẵng 2006

4 Nguyễn Hữu Đĩnh, Hóa học hữu cơ – Tập 1,2 – NXB giáo dục, 2003

5 TS.Cao Cự Giác, bài giảng hóa học hữu cơ,NXB ĐH Quốc Gia HN, 2001

6 TS.Cao Cự Giác - Phương pháp giải bài tập Hoá học 12-NXB ĐHQG Hà Nội 2008

7 PGS.TS Nguyễn Thanh Khuyến -Phương pháp giải bài tập Hoá học Hữu cơ

11 Sách bài tập Hoá học lớp 12- NXBGD Hà Nội, năm 2007

12 Sách giáo khoa Hoá học lớp 12- NXBGD Hà Nội, năm 2007

MỤC LỤC

trang

A ĐẶT VẤN ĐỀ 1

I Mở đầu 1

II Thực trạng vấn đề nghiên cứu 1

1 Thực trạng 1

2 Kết quả 2

Với thực trạng đó làm ảnh hưởng không nhỏ tới kết quả học tập cũng như trong các kì thi, học sinh thường mất điểm trong các câu hỏi thuộc phần này và hiệu quả đạt được không cao 2

Kết quả nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế dạy học cho thấy có sự phân hóa rõ rệt với từng đối tượng học sinh và theo từng giai đoạn Từ hiểu, biết đến vận dụng để giải các dạng bài tập nâng cao Nhờ những ứng dụng thực tiễn của các vật liệu polime tạo cho học sinh hứng thú với việc nghiên cứu, tìm tòi thông tin liên quan Từ đó giúp cho học sinh tự nâng cao được kiến thức về polime 2

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 3

I Giải pháp thực hiện 3

II Các biện pháp tổ chức thực hiện 3

2.1 Tổng quan 3

2.1.1 Định nghĩa và phân loại [1,3,5] 3

2.2 Phân loại và phương pháp giải bài tập polime 5

2.2.1 Các bước thông thường giải một bài tập 5

2.2.2 Một số dạng bài tập thường gặp và phương pháp giải 6

13

C KẾT LUẬN 14

1 Kết luận kết quả nghiên cứu 14

ĐỀ KIỂM TRA 01-Test khi sử dụng phương pháp thông thường giảng dạy cho HS 14

Thời gian: 15 phút 14

ĐỀ KIỂM TRA 02-Test sau khi sử dụng phân loại và hướng dẫn giải chi tiết 16

Thời gian: 15 phút 16

C Metyl metacrylat D Axit -amino enantoic .17

Bảng 01: Thống kê điểm kiểm tra 17

2 Đề xuất 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 20