CÁC DẠNG BÀI TẬP POLIME BẢN CHUẨN ĐƯỢC THIẾT KẾ CÔNG PHU. ĐẦY ĐỦ CÁC DẠNG BÀI TÂP, VÍ DỤ CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT, CÓ BÀO TẬP VẬN DUNG ĐỂ HỌC SINH LUYỆN TẬP THÊM..................................................................................
CHƯƠNG 4: CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ POLIME DẠNG 1: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ (ĐỘ) POLIME HĨA, SỐ MẮT XÍCH VÀ TỈ LỆ MẮT XÍCH, XÁC ĐỊNH CẤU TẠO POLIME * Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Phân tử khối trung bình polietilen X 420.000 Hệ số polime hoá PE A 12.000 B 13.000 C 15.000 D 17.000 Hướng dẫn giải: 42000 = 15000 28 Hệ số polime hóa là: n = Chọn đáp án C Ví dụ 2: Khối lượng phân tử tơ capron 15000 đvC Số mắt xích trung bình phân tử loại tơ gần là: A 145 B 133 C 118 D 113 Hướng dẫn giải: → → ≈ 133 Tơ nilon 6: ( HN-(CH2)5-CO)n 113n = 15000 n Chọn đáp án B Ví dụ 3: Hệ số trùng hợp loại polietilen có khối lượng phân tử 4984 đvC polisaccarit (C 6H10O5)ncó khối lượng phân tử 162000 đvC ? A 178 1000 B 187 100 C 278 1000 D 178 2000 Hướng dẫn giải: + Polietilen (C2H4)n → 4984 = 178 28 n= 162000 = 1000 162 → + Polosaccarit (C6H10O5)n n= Chọn đáp án A Ví dụ 4: Khối lượng đoạn mạch tơ nilon-6,6 27346 đvC đoạn mạch tơ capron 17176 đvC Số lượng mắt xích đoạn mạch nilon-6,6 capron nêu A 113 152 B 113 114 C 121 152 D 121 114 Hướng dẫn giải: [ − HN − (CH )6 − NHCO − (CH )4 − CO −] n → 226n = 27346 → n = 121 + Tơ nilon-6,6: (− HN − ( CH ) CO − → 113m = 17176 → m = 152 m + Tơ capron: Chọn đáp án C Ví dụ 5: Số mắt xích vinyl clorua có 100g PVC là: A.9,63.1024 B.9,63.1023 C 9,63.1022 Hướng dẫn giải: nPVC = 1,6 mol → Số mắt xích = 1,6.6,02.1023 = 9,63.1023 Chọn đáp án B Ví dụ 6: Số mắt xích glucozơ có 0,2944 gam amilozơ là: A 7224.1017 B 6501,6.1017 C 1,3.10-3 Hướng dẫn giải: D 9,63.1021 D 1,08.10-3 0,1944 = 1,2.10−3 162 namilôzơ = → mol 1, 2.10 −3 Số mắt xích = 6,02.1023 = 7224.1017 Chọn đáp án A Ví dụ 7: Khi tiến hành phản ứng trùng ngưng axit ađipic hexametylenđiamin ta thu tơ nilon6,6 chứa 12,39% nitơ khối lượng Tỉ lệ số mắt xích axit ađipic hexametilenđiamin mẫu tơ là: A 1:3 B 1:1 Hướng dẫn giải: Chọn tỉ lệ tương ứng n H2N(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOH → C 2:3 D 3:2 HN ( CH ) NH − OC ( CH ) CO- → n 28 × 100% = 12,96% → n ≈ → 114 + 112n Tỉ lệ 1:1 Chọn đáp án B Ví dụ 8: Polime X có hệ số trùng hợp 1500 phân tử khối 42000 Cơng thức mắt xích X A –CH2–CHCl– B –CH2–CH2– C –CCl=CCl– D –CHCl–CHCl– Hướng dẫn giải: 42000 = 28 → 1500 X= Chọn đáp án B Monome là: C2H4 DẠNG 2: PHẢN ỨNG CLO HĨA Ví dụ 1: Tiến hành clo hố poli(vinyl clorua) thu loại polime X dùng để điều chế tơ clorin Trong X có chứa 66,18% clo theo khối lượng Vậy, trung bình có mắt xích PVC phản ứng với phân tử clo ? A B C D Hướng dẫn giải: → PTHH: C2nH3nCln + nCl2 C2nH3n-1Cln+1 + nHCl → 35,5(n + 1) × 100% = 61,38% → n = 12.2n + 3n − + 35,5(n + 1) Chọn đáp án B Ví dụ 2: Clo hố PVC thu tơ clorin Trung bình mắt xích PVC có ngun tử H bị clo hố % khối lượng clo tơ clorin : A 61,38% B 60,33% C 63,96% D 70,45% Hướng dẫn giải: (C2H3Cl)5 + Cl2 C10H14Cl + HCl → 35,5.6 ×100% = 61,38% 12.10 + 14 + 35,5.6 % mCl = Chọn đáp án A Ví dụ 3: Clo hố PVC thu polime chứa 66,77% clo khối lượng, trung bình phân tử clo phản ứng với k mắt xích mạch PVC Giá trị k : A B C D Hướng dẫn giải: → PTHH: C2nH3nCln + nCl2 C2nH3n-1Cln+1 + nHCl → 35,5(n + 1) × 100% = 66,77% → n = 12.2n + 3n − + 35,5(n + 1) Chọn đáp án A DẠNG 3: PHẢN ỨNG CỘNG BRƠM Ví dụ 1: Cứ 45,75 gam cao su buna-S phản ứng vừa hết với 20 gam brom CCl4 Tỉ lệ mắt xích butađien stiren cao su buna-S A : B : C : D : Hướng dẫn giải: Chọn tỉ lệ tương ứng n (CH − CH = CH − CH )1 (C6 H − CH (CH )−) n + Br2 → (CH − CBr − CBr − CH )1 (C6 H − CH (CH )−) n nCa 20 = 0,125 100 o su buna-S → = → ≈3→ M = 336 = 54 + 104n n Tỉ lệ mol 1:3 Chọn đáp án D Ví dụ 2: Một loại cao su Buna–S có phần trăm khối lượng cacbon 90,225%; m gam cao su cộng tối đa với 9,6 gam brom Giá trị m A 5,32 B 6,36 C 4,80 D 5,74 Hướng dẫn giải: Chọn tỉ lệ tương ứng n (CH − CH = CH − CH )1 (C6 H − CH (CH )−) n + Br2 → (CH − CBr − CBr − CH )1 (C6 H − CH (CH )−) n → 160n ×100% = 90, 225% → n = → 104 + 214n nBr2 = → M = 266 3nCao su buna-S = 0,06 m = 0,02.266 = 5,32 gam Chọn đáp án A DẠNG 4: BÀI TỐN ĐIỀU CHẾ POLIME – BÀI TỒN LIÊN QUAN ĐẾN HIỆU SUẤT Ví dụ 1: Trùng hợp hồn tồn 56,0 lít khí CH3-CH=CH2 (đktc) thu m gam polipropilen (nhựa PP) Giá trị m A 84,0 B 42,0 C 105,0 D 110,0 Hướng dẫn giải: nCH3 −CH=CH2 = 56 = 2,5 22, mol PTHH: Phản ứng: → m = 105 nCH3-CH=CH2 2,5 mol t , xt → (-CH3-CH-CH2-)n 2,5 mol gam Chọn đáp án C Ví dụ 2: Tiến hành trùng hợp mol etilen điều kiện thích hợp, đem sản phẩm sau trùng hợp tác dụng với dung dịch brom dư lượng brom phản ứng 36 gam Hiệu suất phản ứng trùng hợp khối lượng polietilen (PE) thu : A 70% 23,8 gam B 77,5% 21,7 gam C 77,5 % 22,4 gam D 85% 23,8 gam Hướng dẫn giải: nBr2 = 0, 225 = nC2H 4du → nC2H pu = − 0,225 = 0,775 mol 0,775 ×100% = 77,5% H% = mPE = 0,775.28 = 21,7 gam Chọn đáp án B Ví dụ 3: Q trình tổng hợp poli(metyl metacrylat) có hiệu suất phản ứng este hố trùng hợp 60% 80% Để tổng hợp 120 kg poli(metyl metacrylat) khối lượng axit ancol tương ứng cần dùng A 171 82kg B kg 40 kg C 175 kg 80 kg D 215 kg 80 kg Hướng dẫn giải: Quá trình: t , xt t , xt CH = C ( CH ) COOH + CH 3OH → CH = C ( CH ) COOCH → CH = C ( CH ) COOCH n 0 + 100 120 × = 150 80 Khối lượng este sinh = kg (H%=80%) + Khối lượng axit = kg (H%=60%) 150 × 86 100 × = 215 100 60 150 × 32 100 × = 80 100 60 + Khối lượng ancol = kg (H%=60%) Chọn đáp án D Ví dụ 4: Từ C2H4(etilen) có chứa 30% tạp chất điều chế PE ? (Biết hiệu suất phản ứng 90%) A 2,55 B 2,8 C 2,52 D 3,6 Hướng dẫn giải: × 30% = 2,8 metilen nguyên chất = 2,8 × 90% = 2,52 → mPE = Chọn đáp án C Ví dụ 5: Để điều chế 100 gam thuỷ tinh hữu cần gam axit hữu gam ancol, biết hiệu suất trình phản ứng đạt 80% A 68,8 gam axit 25,6 gam ancol B 86,0 gam axit 32 gam ancol C 107,5 gam axit 40 gam ancol D 107,5 gam axit 32 gam ancol Hướng dẫn giải: t , xt t , xt CH = C ( CH ) COOH + CH 3OH → CH = C ( CH ) COOCH → CH = C ( CH ) COOCH n 0 Hiệ u suất trình 80% 100 × 32 100 × = 40 100 80 + Khối lượng ancol = gam 100 × 86 100 × = 107,5 100 80 + Khối lượng axit = gam Chọn đáp án C Ví dụ 6: Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ cần V m3 khí thiên nhiên (ở đktc) Giá trị V (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên hiệu suất trình 50%) A 224,0 B 286,7 C 358,4 D 448,0 Hướng dẫn giải: Sơ đồ: CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC Phản ứng: 32n 62,5n x 250 →x= 250 × 32n = 128 62,5n → nCH = × kg 100 = 16 50 kmol → VCH = 16 × 22, = 358, m3 → 358,4 ×100 = 448 80 m3 VKhí thiên nhiên = Chọn đáp án D * Bài tập tự luyện → → → Câu 1: Cho sơ đồ chuyển hóa CH4 C2H2 C2H3Cl PVC để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ cần V m3 khí thiên nhiên (ở đktc) Giá trị V (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên hiệu suất trình 50%) A 358,4 B 448,0 C 286,7 D 224,0 Câu 2: Poli(vinyl clorua) có phân tử khối 35000 Hệ số trùng hợp n polime là: A 560 B 506 C 460 D 600 Câu 3: Clo hóa PVC thu polime chứa 66,77% clo khối lượng trung bình phân tử clo phản ứng với k mắt xích mạch PVC Giá trị k là: A B C D Câu 4: Cứ 1,05 gam cao su buna-S phản ứng vừa hết 0,8 gam brom CCl Tỉ lệ mắt xích butađien stiren cao su buna-S là: A 2:3 B 1:2 C 2:1 D 3:5 Câu 5: Cho sơ đồ tổng hợp cao su buna-N: Axetilen Vinyl axetilen Buta-1,3-đien Cao su buna-N Từ 56 m3 khí axetilen (đktc) điều chế kg cao su buna–N (biết hiệu suất trình phản ứng 80%)? A 54 kg B 158 kg C 105 kg D 107 kg Câu 6: Trùng hợp a mol buta-1,3-đien với b mol acrilonitrin Sau phản ứng hoàn toàn thu loại cao su buna-N có chứa 8,69% N khối lượng Tỉ lệ a:b tương ứng là: A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 3:2 Câu 7: Khi cho poli(vinyl clorua) tham gia phản ứng với clo thu tơ clorin chứa 63,96% Cl khối lượng Trung bình phân tử Clo phản ứng với k mắt xích Giá trị k A B C D Câu 8: Khi cho polisopren tham gia phản ứng cộng với HCl thu loại polime có chứa 14,76 % Cl khối lượng Trung bình phân tử HCl phản ứng với k mắt xích mạch polime Giá trị k A B C D Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 2,1 gam loại Cao su buna-S vào dung môi hữu trơ, thu dung dịch E Biết E phản ứng cộng với tối đa 1,6 gam Br2 dung dịch Tỉ lệ mắt xích butađien stiren cao su tương ứng A 5:3 B 3:2 C 2:3 D 3:5 Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 4,27 gam loại Cao su buna-N vào dung môi hữu trơ, thu dung dịch E Biết E phản ứng cộng với tối đa 4,8 gam Br2 dung dịch Tỉ lệ mắt xích butađien acrilonitrin cao su tương ứng A 5:3 B 3:2 C 2:3 D 3:5 Câu 11: Để điều chế Cao su buna người ta thực theo sơ đồ biến hóa sau: H %=60% → H %=80% → H %=50% → H %=80% → C2H6 C2H4 C2H5OH Buta-1,3-đien Cao su buna Tính khối lượng C2H6 cần lấy để điều chế 5,4 kg Cao su buna theo sơ đồ A 46,875 B.62,50 C 15,625 D 31,25 Câu 12: Người ta trùng hợp 0,1 mol vinyl clorua với hiệu suất 90% số gam PVC thu là: A 7,520 B 5,625 C 6,250 D 6,944 Câu 13: Muốn tổng hợp 120 kg poli(metyl metacrylat) khối lượng axit ancol tương ứng cần dùng bao nhiêu? Biết hiệu suất q trình este hóa trùng hợp 60% 80% A 215 80 B 171 82 C 65 40 D 175 70 → → → Câu 14: Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 C2H2 C2H3CN Tơ olon Để tổng hợp 265 kg tơ olon theo sơ đồ cần V m khí thiên nhiên (đktc) Giá trị V (trong thiên nhiên metan chiếm 95% hiệu suất phản ứng 80%) A 185,66 B 420 C 385,7 D 294,74 Câu 15: Xenlulozơ trinitrat điều chế từ phản ứng axit nitric với xenlulozơ (hiệu suất phản ứng 60% tính theo xenlulozơ) Nếu dung xenlulozơ khối lượng xenlulozơ trinitrat điều chế là: A 1,485 ` B 1,10 C 1,835 D 0,35 Câu 16: Người ta điều chế cao su buna từ gỗ theo sơ đồ sau: 35% → 80% → 60% → TH → Gỗ Glucozơ C2H5OH Buta-1,3-đien Cao su buna Khối lượng xenluloz[ơ cần dùng để sản xuất cao su buna là: A 5,806 B 25,625 C 37,875 D 17,857 Câu 17: Từ glucozơ điều chế cao su buna theo sơ đồ sau: → → → Glucozơ Rượu etylic Buta-1,3-đien Cao su buna Hiệu suất trình điều chế 75%, muốn thu 32,4 kg cao su khối lượng glucozơ cần dùng là: A 81 kg B 108 kg C 144 kg D 96 kg Câu 18: Clo hóa PVC thu loại polime chứa 62,39% clo khối lượng Trung bình phân tử clo phản ứng với k mắt xích PVC Giá trị k là: A B C D Câu 19: Một loại cao su buna-S có chứa 10,28% hidro khối lượng Tỉ lệ mắt xích butađien stiren cao su buna-S là: A B C D Câu 20: Cứ 5,668 gam cao su buna-S phản ứng vừa hết 3,462 gam brom CCl Tỉ lệ mắt xích butađien stiren cao su buna-S là: A 2:3 B 1:2 C 2:1 D 3:5 Câu 21: Cho cao su buna tác dụng với Cl2 (trong CCl4 có mặt P) thu polime no, clo chiếm 17,975% khối lượng Trung bình phân tử Cl2 phản ứng mắt xích cao su buna? A B C 10 D Câu 22: Cho 2,834 gam cao su buna-S phản ứng vừa đủ với 1,731 gam Br2 dung mơi CCl4 Tỉ lệ số mắt xích (butađien: stiren) loại cao su là: A 1:1 B 2:3 C 1:3 D 1:2 Câu 23: Tiến hành trùng hợp mol etilen điều kiện thích hợp, đem sản phẩm sau trùng hợp tác dụng với dung dịch brom dư lượng brom phản ứng 36 gam Hiệu suất phản ứng trùng hợp khối lượng poli etilen (PE) thu là: A 70,0% 23,8 gam B 85% 23,8 gam C 77,5% 22,4 gam D 77,5% 21,7 gam Câu 24: Từ xenlulozơ người ta điều chế cao su buna theo sơ đồ: → → → → Xenlulozơ X Y Z Cao su buna để điều chế cao su từ nguyên liệu cao su ban đầu có 19% tạp chất, hiệu suất phản ứng đạt 80% khối lượng nguyên liệu cần: A 16,20 B 38,55 C 4,63 D 9,04 → → → Câu 25: Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 C2H2 C2H3Cl Tơ olon Để tồng hợp 265 kg tơ olon theo sơ đồ cần V m khí thiên nhiên (đktc) Giá trị V (trong khí thiên nhiên metan chiếm 95% hiệu suất phản ứng 80%) A 185,66 B 420 C 385,7 D 294,74 Đáp án tập tự luyện Câu Đáp án B A Câu 11 12 Đáp án B B Câu 21 22 Đáp án A D A 13 A 23 D A 14 D 24 D D 15 B 25 D B 16 D B 17 C B 18 B C 19 B 10 D 20 B ... nBr2 = → M = 266 3nCao su buna-S = 0,06 m = 0,02.266 = 5,32 gam Chọn đáp án A DẠNG 4: BÀI TOÁN ĐIỀU CHẾ POLIME – BÀI TOÀN LIÊN QUAN ĐẾN HIỆU SUẤT Ví dụ 1: Trùng hợp hồn tồn 56,0 lít khí CH3-CH=CH2... giải: 42000 = 28 → 1500 X= Chọn đáp án B Monome là: C2H4 DẠNG 2: PHẢN ỨNG CLO HĨA Ví dụ 1: Tiến hành clo hố poli(vinyl clorua) thu loại polime X dùng để điều chế tơ clorin Trong X có chứa 66,18%... 50 kmol → VCH = 16 × 22, = 358, m3 → 358,4 ×100 = 448 80 m3 VKhí thiên nhiên = Chọn đáp án D * Bài tập tự luyện → → → Câu 1: Cho sơ đồ chuyển hóa CH4 C2H2 C2H3Cl PVC để tổng hợp 250 kg PVC theo