Hóa học 12 Bài 15: Luyện tập Polime và vật liệu Polime
Nội dung bài học giúp các em nắm được các khái niệm và cấu trúc về các loại mạch Polime cũng như vật liệu cấu tạo nên Polime. Giải được các dạng bài tập từ dễ đến khó, nhằm giúp các em ôn tập, củng cố kiến thức phần Polime trong chương trình môn Hóa học 12. Mời các em cùng theo dõi.
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Khái niệm
Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị ( mắt xích) liên kết với nhau tạo nên
1.2. Cấu tạo mạch Polime
- Mạch không phân nhánh
- Mạch phân nhánh
- Mạch không gian
1.3. Vật liệu Polime
- Chất dẻo
- Cao su
- Tơ
- Keo dán
1.4. So sánh hai loại phản ứng điều chế polime
- Phản ứng trùng hợp
+ Định nghĩa: Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hoặc tương tự nhau thành phân tử rất lớn (polime).
+ Quá trình: n monome → Polime
+ Sản phẩm: Polime trùng hợp
+ Điều kiện của monome: Có liên kết và vòng kém bền
- Phản ứng trùng ngưng
+ Định nghĩa: Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (H2O, ...).
+ Quá trình: n monome → polime + các phân tử nhỏ khác
+ Sản phẩm: Polime trùng ngưng
+ Điều kiện của monome: Có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Bài tập về phản ứng trùng hợp polime
Bài 1: Khối lượng phân tử của 1 loại tơ capron bằng 16950 đvc, của tơ enang bằng 21590 đvc. Số mắt xích trong công thức phân tử của mỗi loại tơ trên lần lượt là:
A. 150 và 170
B. 170 và 180
C. 120 và 160
D. 200 và 150
Hướng dẫn giải
Mắt xích của tơ capron (nilon-6) và tơ enang (nilon-7) có cấu tạo lần lượt là:
(-HN-(CH2)5-CO-) và (-HN-(CH2)6-CO-)
Số mắt xích trong công thức phân tử của mỗi loại tơ lần lượt là 150 và 170.
Bài 2: Số mắt xích glucozơ có trong 194,4 mg amilozơ là (cho biết số Avogađro = 6,02.1023)
A. 7224.1017
B. 6501,6.1017
C. 1,3.10-3
D. 1,08.10-3
Hướng dẫn giải
Amilozơ là một thành phân cấu tạo nên tinh bột, amilozơ là polime có mạch không phân nhánh, do nhiều mắt xích a-glucozơ –C6H10O5– liên kết với nhau tạo thành
\({n_{ - {C_6}{H_{10}}{O_5} - }} = \frac{{194,4}}{{1000.162}}mol\)
Số mắt xích – C6H10O5- = \(\frac{{194,4}}{{1000.162}}.6,02,{10^{23}} = {7224.10^{17}}\)
2.2. Dạng 2: Hiệu suất phản ứng trùng hợp polime
Bài 1: Thủy phân 500 gam poli (metyl metacrylat) trong dung dịch H2SO4 loãng. Sau một thời gian khối lượng polime còn là 454 gam. Tính hiệu suất phản ứng thủy phân pili (metyl metacrylat)
A. 35,72%
B. 65,71%
C. 52,71%
D. 36,98%
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Phương trình hóa học của phản ứng thủy phân:
(-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n + H2O → (-CH2-C(CH3)(COOH)-)n + CH3OH
Ta thấy cứ 1 mắt xích bị thủy phân thì phân tử khối của polime giảm 14 đvC, hay 1 mol mắt xích bị thủy phân khối lượng thay đổi là 14 gam.
Vậy số mol mắt xích đã bị thủy phân là: (500 - 454)/14 = 46/14
Số mol mắt xích trong 500 gam polime là: 500/( 100) = 5 (mol)
Hiệu suất phản ứng thủy phân:
\(H\% = \left( {\frac{{46}}{{14}}:5} \right).100\% = 65,71\% \)
Bài 2: Người ta trùng hợp 0,1 mol vinyl clorua với hiệu suất 90% thì số gam PVC thu được là:
A. 7,520
B. 5,625
C. 6,250
D. 6,944
Hướng dẫn giải
Đáp án B
CH2=CHCl → [CH2 – CHCl]n
Khối lượng PVC thu được là 62,5 . 0,1 .90% = 5,625g
2.3. Dạng 3: Bài tập về các loại chất dẻo
Bài 1: Để tiết kiệm polime, đồng thời để tăng thêm một số đặc tính cho chất dẻo, người ta cho vào chất dẻo thành phần
A. Chất hóa dẻo
B. Chất độn
C. Chất phụ gia
D. Polime thiên nhiên
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Khi trộn polime với chất độn thích hợp thu được vật liệu mới có độ bền, độ chịu nhiệt…tăng lên so với polime thành phẩm.
Bài 2: Dãy gồm tất cả các chất đều là chất dẻo là
A. Polietilen; tơ tằm, nhựa rezol
B. Polietilen; cao su thiên nhiên, PVA
C. Polietilen; đất sét ướt; PVC
D. Polietilen; polistiren; bakelit
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Các chất dẻo là:polietilen, polistiren, nhựa bakelit
Tơ tằm: tơ nên A sai
Cao su thiên nhiên: polime thiên nhiên nên B sai
Đất sét ướt: không phải polime nên C sai
Nhựa bakelit và cao su lưu hóa có cấu trúc mạng lưới không gian
Aminlozo và xenlulozo: mạch không phân nhánh
Glicogen: mạch phân nhánh
2.4. Dạng 4: Bài tập về phân loại tơ
Bài 1: Tơ nilon-6,6 được tổng hợp từ phản ứng
A. trùng hợp giữa axit ađipic và hexametylen điamin
B. trùng ngưng giữa axit ađipic và hexametylen điamin
C. trùng hợp từ caprolactan
D. trùng ngưng từ caprolactan
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Nilon-6,6 được điều chế bằng cách trùng ngưng hexametylenđiamin và axit ađipic.
nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC-(CH2)4-COOH → [-HN-(CH2)6-NH-OC-(CH2)4-CO-]n + 2nH2O.
Bài 2: Quá trình điều chế tơ nào dưới đây là quá trình trùng hợp?
A. tơ nitron (tơ olon) từ acrilo nitrin
B. tơ capron từ axit -amino caproic
C. tơ nilon-6,6 từ hexametilen diamin và axit adipic
D. tơ lapsan từ etilen glicol và axit terephtalic
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome), giống nhau hay tương tự nhau thành phân tử rất lớn (polime).
Điều chế tơ nitron (tơ olon) từ acrilonitrin là quá trình trùng hợp
2.5. Dạng 5: Bài tập về các loại cao su quan trọng thường gặp
Bài 1: Loại cao su nào dưới đây là kết quả của phản ứng đồng trùng hợp?
A. Cao su clopren
B. Cao su isopren
C. Cao su buna
D. Cao su buna-N
Hướng dẫn giải
Đáp án D
nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CH-CN → -[-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(CN)-]n- (cao su buna-N)
Bài 2: Công thức phân tử của cao su thiên nhiên
A. (C5H8)n
B. (C4H8)n
C. (C4H6)n
D. (C2H4)n
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Cao su thiên nhiên có công thức phân tử (C5H8)n
Đồng trùng hợp giữa buta-1,3 đien (CH2=CH−CH−CH2) với vinyl xianua(CH2=CH−CN) được cao su Buna-N
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Cho các polime: tơ visco; len; tơ tằm; tơ axetat; bông, tinh bột. Số polime thiên nhiên là?
Câu 2: Trong số các polime: tơ nhện, xenlulozơ, sợi capron, nhựa PPF, poli isopren, len lông cừu, polivinilaxetat, số chất không bị đeplolyme hóa khi tiếp xúc với dung dịch kiềm là?
Câu 3: Một Polimer có phân tử khối là 2,8.105 đvC và hệ số trùng hợp là 104. Pomiler ấy là?
Câu 4: Thực hiện phản ứng trùng ngưng hỗn hợp 1,45kg hexametylenđiamin và 1,825kg axit ađipic tạo nilon-6,6. Sau phản ứng thu được polime… và 0,18kg H2O. Hiệu suất phản ứng trùng ngưng là?
Câu 5: 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-6,6 và capron nêu trên lần lượt là?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Tơ nilon-6,6 được điều chế từ hexametylenđiamin và axit axetic.
B. Poli (vinyl doma) là sản phẩm của phản ứng trùng ngưng,
C. Tơ visco, tơ xenlulozơ axetat đều thuộc loại tơ tổng hợp.
D. Sợi bông, tơ tằm thuộc loại polime thiên nhiên.
Câu 2: Polime nào sau đây trong thành phần chứa nguyên tố nitơ?
A. nilon-6,6
B. polibutađien
C. poli (vinyl doma)
D. polietilen
Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. tơ visco là tơ tổng hợp
B. polietilen dùng làm chất dẻo
C. nilon-6 là tơ thiên nhiên
D. poliacrilonitrin dùng làm cao su
Câu 4: Hợp chất X có công thức C8H14O4. Từ X thực hiện các phản ứng (theo đúng tỉ lệ mol):
(a) X + 2NaOH X2 + X + H2O;
(b) X2 + H2SO4→X3 + Na2SO4;
(c) nX3 + nX4 → nilon-6,6 + 2nH2O;
(d) 2X2 + X3 →X5 + 2H2O
Phân tử khối của X5 là
A.216
B. 202
C. 174
D. 198
Câu 5: Cho vào ống nghiệm 1 ml dung dịch protein 10%, 1 ml dung dịch NaOH 30% và 1 giọt dung dịch CuSO4 2%. Lắc ống nghiệm, quan sát thấy xuất hiện màu
A. tím
B. xanh
C. vàng
D. đỏ
3.3. Trắc nghiệm Online
Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Luyện tập Polime và vật liệu Polime Hóa học 12 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.
4. Kết luận
Qua bài học này các em sẽ được hệ thống lại kiến thức đã học và vận dụng vào giải các bài tập trong sách giáo khoa.
- Phương pháp điều chế Polime
- Cấu tạo mạch Polime