chuyên đề đầy đủ POLIME (VIP)

CHƯƠNG 4: POLIME BÀI 7: POLIME Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày khái niệm, đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí (trạng thái, nhiệt độ nóng chảy, tính học) polime + Nêu ứng dụng số phương pháp tổng hợp polime (trùng hợp, trùng ngưng) + Chỉ khái niệm, thành phần chính, sản xuất ứng dụng của: chất dẻo, tơ, cao su  Kĩ + Từ monome viết công thức cấu tạo polime ngược lại + Viết phương trình hóa học tổng hợp polime, chất dẻo, tơ, cao su thông dụng + Phân biệt polime thiên nhiên với polime tổng hợp nhân tạo + Biết cách sử dụng bảo quản số vật liệu polime đời sống Giải số tập có liên quan Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM A ĐẠI CƯƠNG POLIME Khái niệm a Khái niệm Polime hợp chất có phân tử khối lớn nhiều đơn vị sở (mắt xích) liên kết với tạo nên Ví dụ: (CH2 − CH2 )n Hệ số n hệ số polime hóa ( độ polime hóa) b Danh pháp • Tên monome gồm cụm từ: Tên polime = Poli + tên monome Ví dụ: (CH2 − CH2 )n : Polietilen • Tên monome gồm hai cụm từ trở lên: Tên polime = Poli + (tên monome) Ví dụ: (CH2 − CHCl )n : Poli(vinyl clorua) c Phân loại • Dựa vào nguồn gốc: Polime thiên nhiên: có sẵn tự nhiên Ví dụ: Xenlulozơ, tinh bột Polime tổng hợp: người tổng hợp Ví dụ: Polietilen, polibutađien, Polime bán tổng hợp: polime thiên nhiên chế biến phần Ví dụ: tơ visco, tơ axetat, • Dựa vào đặc điểm cấu trúc: Polime mạch khơng gian Ví dụ: cao su lưu hóa, nhựa bakelit Polime mạch phân nhánh Ví dụ: aminlopectin, glicogen Polime mạch khơng phân nhánh Ví dụ: PE, PVC, amilozơ • Dựa vào phương pháp tổng hợp: Polime trùng hợp Ví dụ: PE, PVC, cao su buna, Polime trùng ngưng Ví dụ: tơ nilon-6, tơ lapsan, Trang 2 Tính chất vật lí Hầu hết polime chất rắn, không bay hơi, khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Đa số polime không tan dung môi thông thường, số tan dung mơi thích hợp tạo dung dịch nhớt Nhiều polime có tính dẻo, số có tính đàn hồi, số kéo thành sợi dai, bền Phương pháp điều chế a Phản ứng trùng hợp Trùng hợp trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống tương tự thành phân tử lớn (polime) Điều kiện cấu tạo monome: Có liên kết bội có vịng bền mở Ví dụ: CH2 = CH2; CH2 = CH − Cl b Phản ứng trùng ngưng Là trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác ( H2O ).  Điều kiện cấu tạo monome: có hai nhóm chức có khả phản ứng Ví dụ: CH2OH − CH2COOH Ứng dụng Làm loại vật liệu polime phục vụ cho sản xuất đời sống B VẬT LIỆU POLIME Chất dẻo a Khái niệm Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo b Một số polime dùng làm chất dẻo • Polietilen (PE): (CH2 − CH2 )n Chất dẻo mềm, nóng chảy 110°C, có tính trơ Được dùng làm màng mỏng, vật liệu cách điện, bình chứa • Poli(vinyl clorua): (CH2 − CHCl )n Chất rắn vơ định hình, cách điện tốt, bền với axit Được dùng làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa • CH3OOC | Poli(metyl metacrylat): (CH2 − C )n | CH3 Chất rắn suốt, cho ánh sáng truyền tốt Được dùng để chế tạo thủy tinh hữu plexiglas Trang • Poli(phenol-fomanđehit) (PPF): Có ba dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit Được dùng để sản xuất bột ép, sơn Tơ a Khái niệm Tơ vật liệu polime hình sợi dài mảnh với độ bền định Phân loại: Tơ thiên nhiên: có sẵn thiên nhiên Ví dụ: bơng, len, tơ tằm Tơ hóa học: chế tạo thành phương pháp hóa học + Tơ tổng hợp: chế tạo từ polime tổng hợp Ví dụ: tơ nilon, tơ capron + Tơ bán tổng hợp (tơ nhân tạo): xuất phát từ polime thiên nhiên chế biến phương pháp hóa học Ví dụ: tơ visco, tơ xenluzơ axetat, b Một số loại tơ thường gặp • Tơ nilon-6,6 Trùng ngưng hexametylenđiamin axit ađipic: t° nH2N − [ CH2 ] − NH2 + nHOOC − [ CH2 ] − COOH  → (NH − [ CH2 ] − NHCO − [ CH2 ] − CO)n + 2nH2O (T¬nilon-6,6) Được dùng để dệt vải may mặc, bện dây cáp, dây dù, đan lưới • Tơ nitron (olon): Trùng hợp vinyl xianua (hay acrilonitrin): t°,p,xt nCH2 = CH − CN  → (CH2 − CH )n | CN ( T¬nitron) Được dùng để dệt vải may quần áo ấm, bện thành sợi “len” đan áo rét Cao su a Khái niệm Cao su vật liệu polime có tính đàn hồi Phân loại: Cao su thiên nhiên ( (CH2 − C ( CH3 ) = CH − CH2 )n ) lấy từ mủ cao su Cao su tổng hợp: vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên, thường điều chế từ ankađien phản ứng trùng hợp b Một số cao su tổng hợp • Cao su buna Trang Na,t°,p nCH2 = CH − CH = CH2  → (CH2 = CH − CH = CH2 )n buta − ,3 − ® ien ( ) ( cao su buna) Cao su buna có tính đàn hồi độ bền cao su thiên nhiên • Cao su buna-S cao su buna-N ®ång trï ng hợ p Buta 1,3 đien +stiren Cao su buna S đồng trù ng hợ p Buta 1,3 đien+acrilonitrin  → Cao su buna − N Cao su buna-S có tính đàn hồi cao Cao su buna-N có tính chống dầu cao SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA ĐẠI CƯƠNG POLIME Khái niệm M¾ t xÝch ↑ t°,xt,P nCH2 = CH2  → (CH2 − CH2 )n → HÖsè polime hãa 44 43 ↓ Monome ↓ Polime Danh pháp Tên polime = Poli + tên monome Chú ý: Nếu tên monome gồm hai cụm từ trở lên tên đặt dấu ngoặc đơn Ví dụ: (CH2 − CH2 )n :polietilen (CH2 − CH )n : poli ( vinyl clorua) | Cl Tính chất vật lý Hầu hết polime chất rắn, khơng bay hơi, khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định, đa số polime không tan dung mơi thơng thường Nhiều polime có tính dẻo, số polime có tính đàn hồi, số có tính dai, bền, kéo thành sợi Phân loại Dựa vào cấu trúc • Mạch phân nhánh Ví dụ: amilopectin, glicogen • Mạch khơng phân nhánh Ví dụ: PE, PVC, amilozơ • Mạch mạng khơng gian Ví dụ: cao su lưu hóa, nhựa bakelit Dựa vào nguồn gốc • Polime thiên nhiên Trang Ví dụ: xenlulozơ, tinh bột • Polime nhân tạo (bán tổng hợp) Ví dụ: tơ visco, tơ axetat • Polime tổng hợp Ví dụ: polietilen, polibutanđien Điều chế • Phản ứng trùng hợp Trùng hợp trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống tương tự thành phân tử lớn (polime) t°,xt,P nCH2 = CH  → (CH2 − CH )n Ví dụ: | | Cl Cl • Phản ứng trùng ngưng Là trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác ( H2O ) trï ng ng ng → t¬nilon-6 Ví dụ: Axit ε-aminocaproic  VẬT LIỆU POLIME Chất dẻo • Polietilen (PE) (CH2 − CH2 )n : Là chất dẻo mềm, nóng chảy 110°C , có tính trơ Ứng dụng: làm màng mỏng, bình chứa, • Poli(vinyl clorua) (PVC) (CH2 − CH )n | : Là chất rắn vơ định hình, cách điện tốt, bền với axit Cl Ứng dụng : vật liệu cách điện, ống dẫn nước, • CH3 | Poli(metyl metacrylat) (PMMA) (CH2 − C )n : Là chất rắn suốt, cho ánh sáng truyền | COOCH3 qua tốt gần 90% nên dùng chế tạo thủy tinh hữu plexiglas • Teflon, poli(tetrafloetilen) (CF2 − CF2 )n : Là polime nhiệt dẻo, có tính bền cao với dung mơi hóa chất nên dùng để làm vỏ cách điện, chất chống dính tráng phủ lên chảo, nồi, • Poli(phenol – fomanđehit) (PPF): Gồm dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit Nhựa novolac dùng sản xuất bột ép, sơn Cao su •  −CH2 − C = CH − CH2 −  | ÷ Cao su thiên nhiên (poliisopren)  ÷ CH3  n Trang Lấy từ mủ cao su Có tính đàn hồi, khơng dẫn điện nhiệt, khơng thấm khí nước, khơng tan nước, etanol, axeton, tan xăng, benzen • Cao su tổng hợp: o Cao su buna: (CH2 − CH = CH − CH2 )n : Cao su buna có tính đàn hồi, độ bền cao su thiên nhiên o Cao su buna – N: có tính chống dầu cao o Cao su buna – S: có tính đàn hồi cao Tơ • Tơ thiên nhiên: Bơng, len, tơ tằm • Tơ hóa học o Tơ tổng hợp  Tơ nilon-6,6 (poli(hexametylen ađipamit)): (NH − [ CH2 ] − NHCO − [ CH2 ] − CO)n Có tính dai, bền, mềm mại, ống mượt, thấm nước, giặt mau khô, bền với nhiệt, với axit kiềm, dùng để dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, bện dây cáp, đan lưới,  Tơ nitron (tơ olon) (CH2 − CH )n | : Có tính dai, bền với nhiệt giữ nhiệt tốt nên CN thường dùng để dệt vải may quần áo ấm bện thành sợi “len” đan áo rét  Tơ lapsan (poli(etylen terephtalat)) (CO − C6H4 − CO − OC2H4 − O)n Bền mặt học, bền với nhiệt, axit, kiềm nilon, dùng để dệt vải may mặc o Tơ bán tổng hợp: (tổng hợp từ xenlulozơ)  Tơ axetat  Tơ visco II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Q trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác (ví dụ H2O ) gọi phản ứng A trùng hợp B thủy phân C trùng ngưng D xà phịng hóa Hướng dẫn giải: Polime thường điều chế theo hai loại phản ứng trùng hợp trùng ngưng Trang Trùng hợp trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống hay tương tự thành phân tử lớn (polime) Trùng ngưng trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác (ví dụ H2O ) → Chọn C Ví dụ 2: Tên gọi polime có cơng thức (CH2 − CH2 )n A poli(vinyl clorua) B polietilen C poli(metyl metacrylat) D polistiren Hướng dẫn giải Ta có: Tên polime = Poli + Tên monome Polime (CH2 − CH2 )n tổng hợp từ etilen nên polime có tên polietilen → Chọn B Ví dụ 3: Trong polime sau, polime có cấu trúc mạng khơng gian? A Amilopectin B Xenlulozơ C Amilozơ D Cao su lưu hóa Hướng dẫn giải Cấu trúc mạch thường gặp: Cấu trúc phân nhánh: Amilopectin, glicogen Cấu trúc không gian: Cao su lưu hóa, nhựa bakelit Cấu trúc mạch khơng phân nhánh: Các polime cịn lại → Chọn D Ví dụ 4: Cho polime: cao su buna, amilopectin, xenlulozơ, cao su cloropren, tơ nilon-7, teflon, số polime thiên nhiên A B C D Hướng dẫn giải Nguồn gốc polime thường gặp: Polime thiên nhiên: tinh bột (amilozơ, amilopectin), len, tơ tằm, Polime nhân tạo (bán tổng hợp): tơ visco, tơ axetat, xenlulozơ trinitrat Polime tổng hợp: hầu hết polime lại nilon-6 → Trong dãy có hai polime thiên nhiên là: amilopectin xenlulozơ → Chọn B Ví dụ 5: Trong số loại tơ sau: tơ nitron; tơ visco; tơ nilon-6,6; tơ lapsan Có loại tơ thuộc tơ nhân tạo (tơ bán tổng hợp)? A B C D Hướng dẫn giải Tơ hóa học chia thành nhóm: Trang Tơ nhân tạo (tơ bán tổng hợp) thường gặp là: tơ visco, tơ xenlulozơ axetat Tơ tổng hợp thường gặp là: nitron, nilon-6, nilon-6,6, tơ nilon-7 → Trong dãy có tơ nhân tạo (tơ bán tổng hợp) tơ visco → Chọn C Ví dụ 6: Cho chất: cao su buna, poli(metyl metacrylat), tơ olon, tơ nilon-6,6 polietilen Số chất tạo thành từ phản ứng trùng hợp A B C D Hướng dẫn giải Cao su buna sản phẩm trùng hợp buta-1,3-đien t°,p nCH2 = CH − CH = CH2 → (CH2 − CH = CH − CH2 )n Poli(metyl metacrylat) sản phẩm trùng hợp metyl metacrylat CH3OOC | t°,p,xt nCH2 = C − COOCH3  → (CH2 − C )n | | CH3 CH3 Tơ olon (tơ nitron) sản phẩm trùng hợp vinyl xianua (hay acrilonitrin) t°,p,xt nCH2 = CH − CN  → (CH2 − CH )n | CN Tơ nilon-6,6 sản phẩm trùng ngưng hexametylenđiamin axit ađipic t° nH2N − [ CH2 ] − NH2 + nHOOC − [ CH2 ] − COOH  → (NH − [ CH2 ] − NHCO − [ CH2 ] − CO)n + 2nH2O Polietilen (PE) sản phẩm trùng hợp etilen xt,t°,p nCH2 = CH2  → (CH2 − CH2 )n → Trong dãy có chất tạo thành từ phản ứng trùng hợp: cao su buna, poli(metyl metacrylat), tơ olon, polietilen → Chọn C Ví dụ 7: Cao su buna-S cao su buna-N sản phẩm đồng trùng hợp buta-1,3-đien với hai chất A stiren amoniac B lưu huỳnh vinyl clorua C lưu huỳnh vinyl xianua D stiren acrilonitrin Hướng dẫn giải Khi đồng trùng hợp buta-1,3-đien với stiren ( C6H5CH = CH2 ) có xúc tác Na thu cao su buna-S Khi đồng trùng hợp buta-1,3-đien với acrilonitrin ( CH2 = CH − CN ) có xúc tác Na thu cao su bunaN → Chọn D Bài tập tự luyện dạng Trang Bài tập Câu 1: Chất sau không polime? A Tinh bột B Thủy tinh hữu C Isopren D Tơ nilon-6,6 Câu 2: Loại vật liệu polime sau có chứa nguyên tố nitơ? A Cao su buna B Nhựa poli(vinyl clorua) C Tơ visco D Tơ nilon-6,6 Câu 3: Tơ sản xuất từ xenlulozơ A tơ nilon-6,6 B tơ visco C tơ tằm D tơ capron C Tổng hợp D Trùng hợp Câu 4: Tơ visco thuộc loại polime? A Bán tổng hợp B Thiên nhiên Câu 5: Loại tơ sau điều chế phản ứng trùng hợp? A Tơ nitron B Tơ visco C Tơ nilon – 6,6 D Tơ xenlulozơ axetat Câu 6: Poli(vinyl clorua) (PVC) điều chế từ phản ứng trùng hợp chất sau đây? A CH2 = CH2 B CH2 = CHCl C CHCl = CHCl D C2H5Cl Câu 7: Polime thiên nhiên X sinh trình quang hợp xanh, nhiệt độ thường, X tạo với dung dịch iot hợp chất có màu xanh tím Polime X A tinh bột B xenlulozơ C saccarozơ D glicogen C Poli(vinyl clorua) D Poli(metyl metacrylat) Câu 8: Tơ thuộc loại tơ poliamit A tơ lapsan B tơ axetat Câu 9: Polime sau không dùng làm chất dẻo? A Poliacrilonitrin B Polietilen C Poli(vinyl clorua) D Poli(metyl metacrylat) Câu 10: Tơ tằm thuộc loại A polime tổng hợp B polime bán tổng hợp C polime thiên nhiên D polime đồng trùng hợp Câu 11: Polime dùng để chế tạo thủy tinh hữu (plexiglas) điều chế phản ứng trùng hợp chất sau đây? A C6H5CH = CH2 B CH3COOCH = CH2 C CH2 = C ( CH3 ) COOCH3 D CH2 = CHCOOCH3 Câu 12: Cho polime sau: tơ enang; sợi bông; len; tơ tằm; tơ visco; tơ nitron; tơ axetat; tơ lapsan Số polime có nguồn gốc từ xenlulozơ A B C D Câu 13: Tơ nitron dai bền với nhiệt, giữ nhiệt tốt, thường dùng để dệt vải may quần áo ấm Hợp chất sau tạo thành polime dùng để sản xuất tơ nitron? A H2N − [ CH2 ] − COOH B CH2 = CH − CH3 C CH2 = CH − CN D H2N − [ CH2 ] − NH2 Câu 14: Tơ capron nilon-6,6 thuộc loại A poliamit B polipeptit C polieste D vinylic Câu 15: Tơ nilon-6,6 sản phẩm phản ứng trùng ngưng A HOOC − [ CH2 ] − COOH H2N − [ CH2 ] − NH2 Trang 10 B HOOC − [ CH2 ] − NH2 H2N − [ CH2 ] − COOH C HOOC − [ CH2 ] − COOH H2N − [ CH2 ] − NH2 D HOOC − [ CH2 ] − COOH H2N − [ CH2 ] − NH2 Câu 16: Cho polime: poli(vinyl clorua), xenlulozơ, amilozơ, amilopectin Có polime có cấu trúc mạnh thẳng? A B C D Câu 17: Trong polime sau: polietilen, tơ nitron, xenlulozơ, poli(vinyl clorua), tơ nilon-6,6 Có polime sản phẩm phản ứng trùng hợp? A B C D Câu 18: Phát biểu sau đúng? A Trùng ngưng vinyl clorua thu poli(vinyl clorua) B Tơ visco, tơ xenlulozơ axetat thuộc loại tơ tổng hợp C Tơ nilon-6,6 điều chế từ hexametylenđiamin axit axetic D Sợi bông, tơ tằm polime thiên nhiên Câu 19: Cho polime: poli(vinyl clorua), xenlulozơ, policaproamit, polistiren, xenlulozơ triaxetat, nilon-6,6 Số polime tổng hợp A B C D Câu 20: Phát biểu sau sai? A Polime hợp chất có phân tử khối lớn nhiều mắt xích liên kết với tạo nên B Điều kiện cần cấu tạo monome tham gia phản ứng trùng hợp phân tử phải có liên kết bội vịng bền C Hệ số n công thức polime gọi hệ số trùng hợp D Polime tổng hợp tạo thành nhờ phản ứng trùng hợp phản ứng trùng ngưng Câu 21: Phát biểu sai? A Tơ visco tơ thiên nhiên xuất xứ từ sợi xenlulozơ B Tơ nilon-6,6 tơ tổng hợp C Tơ hóa học gồm hai loại tơ nhân tạo tơ tổng hợp D Tơ tằm tơ thiên nhiên Câu 22: Trong polime sau: (1) poli(metyl metacrylat); (2) polistiren; (3) nilon-7; (4) poli(etylenterephtalat); (5) nilon-6,6; (6) poli(vinyl axetat), polime sản phẩm phản ứng trùng ngưng là: A (1), (3), (6) B (3), (4), (5) C (1), (2), (3) D (1), (3), (5) Câu 23: Phát biểu sau đúng? A Cao su lưu hoá, amilopectin polime có cấu trúc mạng khơng gian B Tơ poliamit bền mặt hoá học nhóm peptit - CO - NH - dễ bị thuỷ phân môi trường axit môi trường kiềm C Tơ nitron, tơ nilon-6,6, poli(metyl metacrylat) điều chế phương pháp trùng hợp D Tơ visco, tơ nilon-6,6, tơ enang, tơ axetat thuộc loại tơ nhân tạo Bài tập nâng cao Câu 24: Cho polime sau: Trang 11 (1) Poliacrilonitrin; (2) Policaproamit; (3) Poli(metyl metacrylat); (4) Poli(ure-formanđehit); (5) Poli(etylen-terephatalat); (6) Poli(hexametylen ađipamit); (7) Tơ tằm; (8) Tơ axetat Số polime dùng làm tơ hóa học A B C D Câu 25: Cho sơ đồ phản ứng sau: t° X ( C8H14O4 ) + 2NaOH  → X + X + H2O X + H2SO4  → X + Na2SO4 xt,t° nX + nX  → Poli ( hexametylena®ipamit) + 2nH2O H2SO4 ,t°  → X + 2H2O 2X + X ¬   Phân tử khối X A 194 B 136 C 202 D 184 Dạng 2: Xác định cấu tạo polime điều chế polime Bài tốn 1: Xác định số mắt xích Phương pháp giải Số mắt xích = hệ số polime hóa (n) = số phân tử monome = M polime M monome = 6.1023.nm¾txÝch Chú ý: Số mắt xích phải số tự nhiên, số thập phân phải làm trịn Ví dụ: Khối lượng trung bình xenlulozơ sợi 860 000 đvC Số gốc glucozơ có loại xenlulozơ nêu A 25 000 B 30 000 C 28 000 D 35 000 Hướng dẫn giải Công thức xenlulozơ ( C6H10O5 ) n Số gốc có loại xenlulozơ nêu = n = M polime M monome = 4860000 = 30000 162 → Chọn B Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Tiến hành clo hóa poli(vinyl clorua) thu loại polime X dùng để điều chế tơ clorin Trong X có chứa 66,67% clo theo khối lượng Trung bình có mắt xích PVC phản ứng với phân tử clo? A B C D Hướng dẫn giải Trang 12 Gọi n số mắt xích PVC phản ứng với phân tử clo Phương trình hóa học: → C2nH3n−1Cl n+1 + HCl ( C2H3Cl ) n + Cl2  ( X) Trong X chứa 66,67% clo theo khối lượng nên ta có: %mCl = 35,5.( n + 1) 100% = 66,77% 62,5n + 34,5 → n= → Chọn B Nhận xét: Phản ứng clo hóa PVC: → C2nH3n−1Cln+1 + HCl ( C2H3Cl ) n + Cl2  Phản ứng tạo cao su lưu hóa: ( C5H8 ) n + S2 → C5nH 8n−2S2 + H2 Ví dụ 2: Tiến hành phản ứng đồng trùng hợp stiren buta-1,3-đien (butađien), thu polime X Cứ 2,8296 gam X phản ứng vừa hết với 1,728 gam Br2 Tỉ lệ số mắt xích (butađien : stiren) loại polime A : B : C : D : Hướng dẫn giải nBr2 = 0,0108 mol Gọi cơng thức polime có dạng: [ CH2 − CH = CH − CH2 ] n CH2 − CH ( C6H5 )  m Số liên kết π polime X = n Ta có: nBr2 = n.nx ⇔ 0,0108 = 2,8296n 54n + 104m → 0,5832n + 1,1232m = 2,8296n → 1,1232m = 2,2464n → n 1,1232 = = m 2,2464 → Chọn B Bài toán 2: Điều chế polime Phương pháp giải Ghi nhớ trình điều chế polime Sử dụng tỉ lệ khối lượng cơng thức tính hiệu suất Ví dụ: Từ etilen có chứa 30% tạp chất điều chế polietilen (PE), biết hiệu suất phản ứng 90%? Trang 13 A 2,55 B 2,80 C 2,52 D 3,60 Hướng dẫn giải nC2H4 = 4.70% = 2,8 Nếu H = 100% nên mpolietilen = mC2H4 = 2,8 tn Vi H = 90% nờn mpolietilen thu đợ c = 2,8.90% = 2,52 → Chọn C Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Poli(vinyl clorua) điều chế từ khí thiên nhiên (metan chiếm 90%) theo sơ đồ chuyển hóa hiệu suất giai đoạn sau: H1=15% H2 = 95% H3 = 90% CH4 → C2H2  → C2H3Cl  → PVC Muốn tổng hợp PVC cần m3 khí thiên nhiên (đktc)? A 5589 B 5883 C 5589 D 6210 Hướng dẫn giải Ta có q trình: 2nCH4 → nC2H2 → nCH2 = CHCl → (CH2 − CHCl )n Nếu H = 100%, cứ: 32 62,5 1.32 = 0,512 ¬ 62,5 Suy ra: tấn Hiệu suất ba trình: H1 = 15%,H2 = 95%, H3 = 90% nên: mCH4 = 0,512:15%:95%:90% ≈ 3,992 tÊn =3992 kg → VCH4 = 3992 : 22,4 = 5588,8 m3 16 Trong khí thiên nhiên, metan chiếm 90%: VkhÝthiªn nhiªn = 5588,8:90% ≈ 6210 m → Chọn D Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Phân tử khối trung bình loại PE 398300 Hệ số polime hóa loại PE A 14225 B 6373 C 4737 D 2122 Câu 2: Trùng hợp m etilen thu polietilen (PE) với hiệu suất phản ứng 80% Giá trị m A 1,80 B 0,80 C 2,00 D 1,25 Câu 3: Khối lượng đoạn mạch tơ nilon-6,6 25538 đvC số lượng mắt xích đoạn mạch nilon-6,6 nêu A 152 B 114 C 121 D 113 Câu 4: Từ 250 kg metyl metacrylat điều chế kg thủy tinh hữu với hiệu suất 90%? A 250 kg B 235 kg C 225 kg D 278 kg Câu 5: Khối lượng đoạn mạch tơ nilon-6,6 25538 đvC đoạn mạch tơ capron 17176 đvC Số lượng mắt xích đoạn mạch nilon-6,6 capron nêu A 113 152 B 121 114 C 121 152 D 113 114 Trang 14 Câu 6: Một loại cao su chứa 2% S khối lượng Hỏi mắt xích isopren có cầu nối đisunfua - S - S -? A 46 B 64 C 80 D 40 Câu 7: Thủy phân 4,3 gam poli(vinyl axetat) môi trường kiềm thu 2,62 gam polime Hiệu suất phản ứng thủy phân A 60% B 80% C 75% D 85% Câu 8: Clo hoá PVC thu polime chứa 63,96% clo khối lượng, trung bình phân tử clo phản ứng với n mắt xích mạch PVC Giá trị n A B C D Câu 9: Cứ 5,669 gam cao su buna-S phản ứng vừa hết với 3,462 gam Br2 CCl Tỉ lệ mắt xích butađien stiren cao su buna-S A B C D Câu 10: Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien acrilonitrin thu loại cao su buna-N chứa 8,69% nitơ Tỉ lệ số mol buta-1,3-đien acrilonitrin cao su A : B : C : D : Câu 11: Để điều chế cao su buna từ tinh bột người ta tiến hành theo sơ đồ sau: Tinh bột → Glucozơ → Ancol etylic → Buta-1,3-đien → Cao su buna Từ 10 khoai chứa 80% tinh bột điều chế cao su buna? ( H = 60%) A 3,1 B 2,0 C ,5 D 1,6 Câu 12: Để điều chế cao su buna người ta thực theo sơ đồ biến hóa sau: H = 50% H =80% C2H5OH  → Buta− 1,3− ®ien  → Cao su buna Khối lượng ancol etylic cần lấy để điều chế 54 gam cao su buna theo sơ đồ A 92 gam B 230 gam C 115 gam D 184 gam Bài tập nâng cao Câu 13: Da nhân tạo (PVC) điều chế từ khí thiên nhiên ( CH4 ) Nếu hiệu suất toàn trình 20% để điều chế PVC phải cần thể tích khí thiên nhiên ( xem khí thiên nhiên chứa 85% metan) A 4216,47 m3 B 4321,70 m3 C 3584,00 m3 D 3543,88 m3 Câu 14: Khi cho loại cao su buna – S tác dụng với brom (trong CCl ), người ta thấy 1,05 gam cao su tác dụng hết với 0,8 gam brom Tỉ lệ số mắt xích butađien stiren loại cao su A : B : C : D : Câu 15: Có 10,5 gam propilen đem polime hóa thu sản phẩm chứa 8,827.1020 phân tử polime, phần propilen khơng tham gia polime hóa làm màu 79 gam dung dịch KMnO4 6% Phân tử khối 23 trung bình polipropilen vừa thu (Cho NA = 6,02.10 ) A 4200 B 6300 C 7560 D 5873 Trang 15 Câu 16: Khi đốt cháy polime sinh từ phản ứng đồng trùng hợp isopren với acrilonitrin lượng oxi vừa đủ thu hỗn hợp khí chứa 58,33% CO2 thể tích Tỉ lệ mắt xích isopren với acrilonitrin polime A : B : C : D : ĐÁP ÁN Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm 1–C 11 – C 21 – A 2–D 12 – C 22 – B 3–B 13 – C 23 – B 4–A 14 – A 24 – A –A 15 – D 25 – C 6–B 16 – C 7–A 17 – C 8–D 18 – D 9–A 19 – D 10 – C 20 – C Câu 6: Poli(vinyl clorua) (PVC) điều chế từ phản ứng trùng hợp monome tương ứng vinyl clorua, có cơng thức là: CH2 = CHCl Câu 7: X tinh bột tinh bột polime thiên nhiên sinh trình quang hợp xanh tạo với dung dịch iot hợp chất có màu xanh tím Câu 9: Các polime như: polietilen, poli(vinyl clorua), poli(metyl metacrylat) dùng làm chất dẻo Poliacrilonitrin dùng làm tơ nitron (tơ olon) Câu 11: Polime dùng để chế tạo thủy tinh hữu (plexiglas) điều chế phản ứng trùng hợp metyl metacrylat, có cơng thức là: CH2 = C ( CH3 ) COOCH3 Câu 12: Polime có nguồn gốc từ xenlulozơ là: sợi bông, tơ visco, tơ axetat Câu 13: Trùng hợp vinyl xianua thu sản phẩm hữu dùng để chế tạo tơ nitron (tơ tổng hợp) Câu 16: Các polime có cấu trúc mạch thẳng là: poli(vinyl clorua), xenlulozơ, amilozơ Câu 17: Các polime sản phẩm phản ứng trùng hợp là: polietilen, tơ nitron, poli(vinyl clorua) Câu 18: A sai trùng hợp vinyl clorua thu poli(vinyl clorua) B sai tơ visco tơ xenlulozơ axetat thuộc loại tơ bán tổng hợp C sai tơ nilon - 6,6 điều chế từ hexametylenđiamin axit ađipic D Câu 19: Các polime tổng hợp là: poli(vinyl clorua), policaproamit, polistiren, nilon-6,6 Trang 16 Câu 20: C sai n gọi hệ số polime hóa hay độ polime hóa Câu 21: A sai tơ visco tơ nhân tạo Câu 23: A sai cao su lưu hóa polime có cấu trúc khơng gian, amilopectin polime có cấu trúc mạch phân nhánh B C sai tơ nilon-6,6 điều chế phương pháp trùng ngưng D sai tơ nllon-6,6, tơ enang tơ tổng hợp Câu 24: Tơ hoá học tơ chế tạo phương pháp hoá học gồm tơ tổng hợp tơ bán tổng hợp Số polime dùng làm tơ hóa học (1): tơ olon, (2): tơ capron, (5): tơ lapsan, (6): tơ nilon 6,6, (8): tơ axetat Câu 25: Ta có: X C4H8 ( COOH ) → X C2H5OOC − C4H8 − COOH → X C2H5OH → X C4H8 ( COOC2H5 ) → M X = 202 Dạng 2: Xác định cấu tạo polime điều chế polime 1–A 11 – D Câu 1: 2–D 12 – B 3–C 13 – A Hệ số polime loại PE đó: 4–C 14 – B –A 15 – D –A 16 – B 7–B 8–D 9–B 10 – C 398300 = 14225 28 Câu 2: Trong phản ứng trùng hợp: mmonome = mpolime = → m etilen ban dau = 1: 80% = 1, 25 Câu 3: Số mắt xích = n = M polime M monome = 27346 = 121 226 Câu 4: mthđy tinh h÷u c¬ = 250.90% = 225 kg Câu 5: Trang 17 Tơ nilon-6,6: M ( NH[ CH2 ] NHCO[ CH2 ] 4CO )n = 25538 → 226n = 25538 → n = 113 Tơ capron: M ( NH[ CH2 ] 5CO )n = 17176 → 113n = 17176 → n = 152 Câu 6: Công thức isopren là: C5H8 → C5nH8n−2S2 + H2 Phương trình hóa học: ( C5H8 ) n + S2  Cao su C5nH8n− 2S2 chứa 2% S khối lượng: 32.2 100% = 2% → n ≈ 46 68n − + 32.2 Câu 7: Phương trình hóa học: Poli ( vinyl axetat) + nNaOH  → Polime+ nCH3COONa a an a an mol Gọi số moi poli(vinyl axetat) phản ứng a mol Bảo toàn khối lượng: 4,3+ an.40 = 2,62 + an.82 → an = 0,04 →H= an.86 0,04.86 100% = 100% = 80% 4,3 4,3 Câu 8: → C2nH3n−1Cl n+1 + HCl Phương trình hóa học: Cl + nC2H3Cl  Ta có: %mCl = 35,5( n + 1) 12.2n + 3n − 1+ 35,5( n + 1) 100% = 63,96% → n = Câu 9: Gọi n số mắt xích butađien, m số mắt xích stiren → Cơng thức cao su buna-S ( C4H6 ) n ( C6H5C2H3 ) m Phương trình hóa học: → ( C4H6Br2 ) n ( C6H5C2H3 ) m ( C4H6 ) n ( C6H5C2H3 ) m + nBr2  160n ( 54n + 104m) 5,669 3,462 gam gam → ( 54n + 104m) 3,462 = 5,669.160n → n: m = 1:2 Câu 10: Phương trình hóa học: naCH2 = CH − CH = CH2 + nbCH2 = CHCN  → [ (CH2 − CH = CH − CH2 )a (CH2CHCN )b ] n Cao su buna − N Trang 18 Ta có: %mN = 14b 100% = 8,96% → a: b = 2:1 54a+ 53b Câu 11: mtinh bét = 10.80% = Ta có: nC6H12O6 = nC6H 10O5 , nC2H5OH = 2nC6H10O5 = 2nC4H6 → nC4H6 = nC6H12O6 Bảo toàn khối lượng: mC4H6 = mcao su buna = Mà H = 60% → mcao su buna = 60% = 1,6 Câu 12: Bảo toàn khối lượng: mC4H6 = mcao su buna = 54 gam → C4H6 = mol Mà H( 1) = 50%; H( 2) = 80% → nC2H5OH = 2.1: 50%:80% = mol → mC2H5OH = 5.46 = 230 gam Câu 13: → C2H2  → CH2 = CH − Cl  → (CH2 − CHCl )n Sơ đồ điều chế: 2CH4  Ta có: nCH4 = 2nPVC → VCH4 = 106 : 20%.22,4 = 3584000 lít = 3584 m3 62,5 → VkhÝthiªn nhiªn = 3584:85% ≈ 4216,47 m3 Câu 14: Gọi n số mắt xích butadien, m số mắt xích stiren → Cơng thức cao su buna-S ( C4H8 ) n ( C6H5C2H3 ) m Phương trình hóa học: → ( C4H6Br2 ) n ( C6H5C2H3 ) m ( C4H6 ) n ( C6H5C2H3 ) m + nBr2  160n ( 54n + 104m) 1,05 0,8 gam gam → ( 54n + 104m) 0,8 = 1,05.160n → n: m = 2:3 Câu 15: Số mol polime = 8,827.1020 = 1,466.10−3 mol 23 6,02.10 mKMnO4 = 79,6% = 4,74 gam → nKMnO4 = 0,03 mol Phương trình hóa học: Trang 19 3CH3CH = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O  → 3CH3CH ( OH ) − CH2OH + 2MnO2 + 2KOH 0,045 ¬ 0,03 → mpropilen d = 0,045.42 = 1,89 gam → mpolime = 10,5− 1,89 = 8,61 gam → Phân tử khối trung bình polipropilen vừa thu 8,61 = 5873 1.466.10−3 Câu 16: CO2 : 5a + 3b mol  → H2O : 4a + 1,5b mol Sơ đồ: ( C5H8 ) a ( C3H3N ) b + O2  N :0,5b mol  t° Ta có: %VCO2 = 5a+ 3b 100% = 58,33% ( 5a+ 3b) + ( 4a+ 1,5b) + 0,5b → 3a = b → a: b = 1:3 Trang 20 ... polistiren Hướng dẫn giải Ta có: Tên polime = Poli + Tên monome Polime (CH2 − CH2 )n tổng hợp từ etilen nên polime có tên polietilen → Chọn B Ví dụ 3: Trong polime sau, polime có cấu trúc mạng khơng... • Dựa vào nguồn gốc: Polime thiên nhiên: có sẵn tự nhiên Ví dụ: Xenlulozơ, tinh bột Polime tổng hợp: người tổng hợp Ví dụ: Polietilen, polibutađien, Polime bán tổng hợp: polime thiên nhiên chế... CH2COOH Ứng dụng Làm loại vật liệu polime phục vụ cho sản xuất đời sống B VẬT LIỆU POLIME Chất dẻo a Khái niệm Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo b Một số polime dùng làm chất dẻo • Polietilen