CHƯƠNG 4 POLIME và vật LIỆU POLIME

Hệ thống kiến thức polime dành cho học sinh 12 ôn thi tnthpt, ban cơ bản.Tài liệu được biên soạn, canh lề cẩn thận, format đồng bộ.Tài liệu tnthpt 56đ, dành cho học sinh mất gốc.Tài liệu ôn thi TNTHPT dành cho học sinh mất gốc môn hóa..........................

HÓA HỌC

12

I KHÁI NIỆM – PHÂN LOẠI – DANH PHÁP – TÍNH CHẤT VẬT LÝ

1 Định nghĩa

Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắc xích) liên kết với nhau

Các phân tử ban đầu tạo nên từng mắc xích của polime gọi là monome

Ví dụ:

n

CH2 CH2 poli etylen Với –CH2-CH2- là mắc xích; n là hệ số trùng hợp.

2 Phân loại

Có 3 cách phân loại

Dựa vào nguồn gốc (có 3 loại)

Dựa vào cách tổng hợp

(có 2 loại)

Dựa vào cấu trúc (có 3 loại)

- Polime thiên nhiên: có nguồn

gốc hoàn toàn từ thiên nhiên như

cao su thiên nhiên, xenlulozơ,…

- Polime tổng hợp: do con người

tổng hợp nên như polietilen, nhựa

formandehit,…

- Polime nhân tạo (bán tổng hợp):

được chế hóa từ polime thiên nhiên

như tơ visco, tơ axetat,…

- Polime trùng hợp:

Polietielen, poli(vinyl clorua),…

- Polime trùng ngưng:

nilon-6, nilon-7, nilon-6,6

- Mạch không nhánh:

amilozơ

- Mạch phân nhánh:

amilopectin, glicogen,…

- Mạch không gian: như

nhựa bakelit, cao su lưu hóa,…

3 Danh pháp

Tên polime thường gọi theo cấu trúc:

- Nếu tên monome gồm 2 từ trở lên hoặc từ 2 monom tạo nên polime thì tên monome phải

để trong ngoặc đơn

4 Tính chất vật lý

- Polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, khi nóng chảy cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại (chất nhiệt dẻo);

- Polime không tan trong nước (hầu hết); Một số polime có tính dẻo, một số có tính đàn hồi, một số dai, bền, có thể kéo sợi

ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME

“poli” + tên monome tương ứng

II TỔNG HỢP POLIME

1 Phản ứng trùng hợp

Là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ, giống nhau hoặc tương tự nhau (monome)

tạo thành phân tử lớn (polime)

 Điều kiện phản ứng: monome phải có ít nhất một trong hai yếu tố

- Liên kết bội, thường là C=C

Ví dụ:

Cl

t°,p,xt

n

vinyl clorua poli (vinyl clorua)

- Vòng kém bền, thường là vòng nhỏ chứa oxi hoặc vòng có chứa liên kết amit (liên kết peptit)

Ví dụ:

CH2

CH2 CH2

CH2

NH

O

t°,p,xt

N[CH2]5C

n

Ngoài phản ứng trùng hợp một monome còn có phản ứng “đồng trùng hợp” nhiều

monome tạo thành polime chứa một số loại mắc xích khác nhau

Ví dụ:

H2C CH CH CH2

CH

CH2

CH CH 2 CH2 CH CH CH2

n

t°,p,xt

n

Poli(butadien-stiren) (Buna-S) stiren

butadien

2 Phản ứng 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 (thường là nước).

Điều kiện phản ứng: các monome tham gia phản ứng phải có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng để tạo được liên kết với nhau (thường là nhóm –NH2, -OH, -COOH)

N[CH2]5C

policaproamit/capron/nilon-6

N H H

O

5

t°

Axit -aminocaproic n

CHẤT DẺO TƠ SỢI CAO SU KEO DÁN

- Chất dẻo là những vật liệu polime

có tính dẻo

+ Thành phần: polime có tính dẻo,

chất hóa dẻo, chất độn, chất màu

+ Tính dẻo là tính bị biến dạng khi

chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên

ngoài mà vẫn giữ nguyên được sự biến

dạng đó khi thôi tác dụng

- Khái niệm về vật liệu compozit:

Vật liệu compozit là vật liệu gồm

polime làm nhựa nền tốt hợp với các

vật liệu vô cơ và hữu cơ khác

+ Trong vật liệu compozit, polime

chất độn tương hợp tốt với nhau làm

tăng tính rắn, bền, chịu nhiệt của vật

liệu

+ Ứng dụng của compozit rất đa dạng

như chế tạo vỏ tàu, xuồng, ghe,…

Tơ là những vật

liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định

Cao su là vật

liệu polime có tính đàn hồi

Tính đàn hồi là tính biến dạng khi chịu lực tác dụng bên ngoài

và trở lại ban đầu sau khi lực

đó thôi tác dụng

Keo dán là loại

vật liệu có khả năng làm kết dính hai mảnh vật liệu giống hoặc khác nhau

mà không làm biến đổi bản chất vật liệu được kết dính

Có 2 loại keo dán: keo dáng tổng hợp hoặc keo dán tự nhiên

I CHẤT DẺO

n n

Làm màng mỏng, bình chứa, túi đựng

CH3

t°,p,xt

CH3 n n

Làm bao bì đựng xi măng, dù che mưa, che nắng

Poli(vinyl clorua) P.V.C

Cl

t°,p,xt

n

Làm ống dẫn nước, vải che mưa, da giả

Poli(metylmetacrylat) P.M.M

CH2 C

CH3

t°,p,xt

CH3

COOCH3

n poli(metylmetacrylat) / PMM metylmetacrylat

Chế tạo thủy tinh hữu cơ

VẬT LIỆU POLIME

HCHO + phenol (dư) H, t° Nhựa novolac (Mạch không phân nhánh; sản xuất vecni, sơn) HCHO + phenol (dư)

OH - , 5:6 Nhựa novolac (Mạch không phân nhánh; sản xuất keo, sơn, nhựa rezit) Nhựa rezol 150°C Nhựa rezit (nhựa bakelit)

(Mạch không gian; chế tạo vỏ máy, dụng cụ cách điện)

II TƠ SỢI

MỘT SỐ TƠ TỔNG HỢP

Nilon-6,6

(poliamit)

N H H

CH2 N H H

O

O

OH

4

xt, t°

n n

H

CH2 N H

O

CH2 C O

4

+ 2nH 2 O

Nilon-6,6 dùng dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, dây

dù, đan lưới,…

Lapsan

(polieste)

Axit terephtalic

C O

O

O

C O

CH2 CH2 O

n n

+ 2nH 2 O

+

Etylenglycol Poli(etylen-terephtalic)

Lapsan dùng dệt vải may mặc

Nitron

(vinylic)

hay

tơ olon

CN

t°,p,xt

n

acrilonitrin poliacrilonitrin Nitron bện thành sợi “len” đan áo ấm

III CAO SU

Tơ thiên nhiên

Tơ hóa học

Tơ nhân tạo: tơ visco, tơ axetat

Tơ tổng hợp: nilon-6; nilon-6,6; nilon-7

Nguồn gốc động vật: Len, tơ tằm

Nguồn gốc thực vật: Bông, đay, gai

TƠ

Cao su Phản ứng điều chế

Cao su

Buna

n butadien

t°,p,xt

H2C CH2 CH2 CH2 n Cao su Buna poli (buta-1,3-dien)

Cao su

isopren

(cao su

thiên

nhiên)

n isopren

t°,p,xt

H2C CH CH2 CH2 n Cao su isopren

Cao su

Buna-N

H2C CH CH CH2 n

buta-1,3-dien

t°,p,xt

H2C CH CH CH2 CH2

Buna-N

H2C CH CN n

CN n

Cao su

Buna-S

H2C CH CH CH2

CH

CH2

CH CH2 CH2 CH CH CH2

n

t°,p,xt + n

n

Poli(butadien-stiren) (Buna-S) stiren

butadien

Cao su

Clopren

n Cao su clopren

HÓA HỌC

12

Câu 1: Polivinyl axetat (hoặc poli(vinyl axetat)) là polime được điều chế bằng phản ứng trùng hợp

A C2H5COO-CH=CH2 B CH2=CH-COO-C2H5

C CH3COO-CH=CH2 D CH2=CH-COO-CH3

Câu 2: Polime dùng để chế tạo thuỷ tinh hữu cơ (plexiglas) được điều chế bằng phản ứng trùng hợp

A CH2=C(CH3)COOCH3 B CH2 =CHCOOCH3

Câu 3: Polivinyl clorua có công thức là

A (-CH2-CHCl-)2 B (-CH2-CH2-)n C (-CH2-CHBr-)n D (-CH2-CHF-)n

Câu 4: Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là

Câu 5: Chất có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là

Câu 6: Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) gọi là phản ứng

A nhiệt phân B trao đổi C trùng hợp D trùng ngưng

Câu 7: Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nước được gọi là phản ứng

A trao đổi B nhiệt phân C trùng hợp D trùng ngưng

Câu 8: Tên gọi của polime có công thức (-CH2-CH2-)n là

C polimetyl metacrylat D polistiren

Câu 9: Từ monome nào sau đây có thể điều chế được poli(vinyl ancol)?

A CH2=CH-COOCH3 B CH2=CH-OCOCH3

C CH2=CH-COOC2H5 D CH2=CH-CH2OH

Câu 10: Chất tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polime là

A CH3-CH2-Cl B CH3-CH3 C CH2=CH-CH3 D CH3-CH2-CH3

Câu 11: Monome được dùng để điều chế polietilen là

A CH2=CH-CH3 B CH2=CH2 C CH≡CH D CH2

=CH-CH=CH2

Câu 12: Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là:

A CH2=C(CH3)-CH=CH2, C6H5CH=CH2 B CH2=CH-CH=CH2, C6H5CH=CH2

C CH2=CH-CH=CH2, lưu huỳnh D CH2=CH-CH=CH2, CH3-CH=CH2

Câu 13: Cho các polime sau: (-CH2 – CH2-)n ; (- CH2- CH=CH- CH2-)n ; (- NH-CH2 -CO-)n

Công thức của các monome để khi trùng hợp hoặc trùng ngưng tạo ra các polime trên lần lượt là

A CH2=CHCl, CH3-CH=CH-CH3, CH3- CH(NH2)- COOH

B CH2=CH2, CH2=CH-CH= CH2, NH2- CH2- COOH

C CH2=CH2, CH3- CH=C= CH2, NH2- CH2- COOH

DẠNG 1: TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT

HÓA HỌC

12

D CH2=CH2, CH3- CH=CH-CH3, NH2- CH2- CH2- COOH

Câu 14: Trong số các loại tơ sau:

(1) [-NH-(CH2)6-NH-OC-(CH2)4-CO-]n (2) [-NH-(CH2)5-CO-]n (3)

[C6H7O2(OOC-CH3)3]n

Tơ nilon-6,6 là

Câu 15: Nhựa phenolfomandehit được điều chế bằng cách đun nóng phenol (dư) với dung dịch

A HCOOH trong môi trường axit B CH3CHO trong môi trường axit

C CH3COOH trong môi trường axit D HCHO trong môi trường axit

Câu 16: Nilon–6,6 là một loại

A tơ axetat B tơ poliamit C polieste D tơ visco

Câu 17: Polivinyl clorua (PVC) điều chế từ vinyl clorua bằng phản ứng

A trao đổi B oxi hoá - khử C trùng hợp D trùng ngưng

Câu 18: Công thức cấu tạo của polibutađien là

C (-CH2-CH2-)n D (-CH2-CH=CH-CH2-)n

Câu 19: Tơ được sản xuất từ xenlulozơ là

A tơ tằm B tơ capron C tơ nilon-6,6 D tơ visco

Câu 20: Monome được dùng để điều chế polipropilen là

A CH2=CH-CH3 B CH2=CH2 C CH≡CH D CH2

=CH-CH=CH2

Câu 21: Tơ được sản xuất từ xenlulozơ là

A tơ visco B tơ nilon-6,6 C tơ tằm D tơ capron

Câu 22: Tơ lapsan thuộc loại

A tơ poliamit B tơ visco C tơ polieste D tơ axetat

Câu 23: Tơ capron thuộc loại

A tơ poliamit B tơ visco C tơ polieste D tơ axetat

Câu 24: Tơ nilon - 6,6 được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng

A HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH B HOOC-(CH2)4-COOH và HO-(CH2)2-OH

C HOOC-(CH2)4-COOH và H2N-(CH2)6-NH2 D H2N-(CH2)5-COOH

Câu 25: Cho sơ đồ chuyển hoá: Glucozơ  X  Y  Cao su Buna Hai chất X, Y lần lượt là

A CH3CH2OH và CH3CHO B CH3CH2OH và CH2=CH2

C CH2CH2OH và CH3-CH=CH-CH3 D CH3CH2OH và CH2=CH-CH=CH2

Câu 26: Cao su buna được tạo thành từ buta-1,3-đien bằng phản ứng

A trùng hợp B trùng ngưng C cộng hợp D phản ứng thế

Câu 27: Công thức phân tử của cao su thiên nhiên

A ( C5H8)n B ( C4H8)n C ( C4H6)n D ( C2H4)n

Câu 28: Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng là :

A glyxin B axit terephtaric C axit axetic D etylen glycol

Câu 29: Tơ nilon -6,6 thuộc loại

HÓA HỌC

12

A tơ nhân tạo B tơ bán tổng hợp C tơ thiên nhiên D tơ tổng hợp

Câu 30: Tơ visco không thuộc loại

A tơ hóa học B tơ tổng hợp C tơ bán tổng hợp D tơ nhân tạo

Câu 31: Trong các loại tơ dưới đây, tơ nhân tạo là

A tơ visco B tơ capron C tơ nilon -6,6 D tơ tằm

Câu 32: Teflon là tên của một polime được dùng làm

A chất dẻo B tơ tổng hợp C cao su tổng hợp D keo dán

Câu 33: Polime có cấu trúc mạng không gian (mạng lưới) là

Câu 34: Tơ nilon-6,6 được tổng hợp từ phản ứng

A trùng hợp giữa axit ađipic và hexametylen đi amin C. trùng hợp từ caprolactam

B trùng ngưng giữa axit ađipic và hexametylen đi amin D. trùng ngưng từ caprolactam

Câu 35: 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.

Câu 36: Loại tơ nào dưới đây thường dùng để dệt vải may quần áo ấm hoặc bện thành sợi “len” đan

áo rét?

A Tơ capron B Tơ nilon -6,6 C Tơ capron D Tơ nitron

Câu 37: Cho các hợp chất: (1) CH2=CH-COOCH3 ; (2) HCHO ; (3) HO-(CH2)6-COOH; (4)

C6H5OH;

(5) HOOC-(CH2)-COOH; (6) C6H5-CH=CH2 ; (7) H2N-(CH2)6-NH2 Những chất nào có thể tham gia phản ứng trùng ngưng?

Câu 38: Poli (vinylancol) là:

A Sản phẩm của phản ứng trùng hợp CH2=CH(OH)

B Sản phẩm của phản ứng thuỷ phân poli(vinyl axetat ) trong môi trường kiềm

C Sản phẩm của phản ứng cộng nước vào axetilen

D Sản phẩm của phản ứng giữa axit axetic với axetilen

Câu 39: 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

Câu 40: Qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy cao su thiên nhiên là polime của monome

C 2- metyl buta- 1,3-đien D Buta- 1,4-đien

Câu 41: Polime (-CH2 – CH(CH3) - CH2 – C(CH3) = CH - CH2 -)n được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monome

A CH2 = CH - CH3 và CH2 = C(CH3) - CH2 - CH = CH2

B CH2 = C(CH3) - CH = CH2

C CH2 = CH - CH3

HÓA HỌC

12

D CH2 = CH - CH3 và CH2 = C(CH3) - CH = CH2

Câu 42: Chỉ rõ monome của sản phẩm trùng hợp có tên gọi poli propilen (P.P)

A CH2 = CH - CH3 B (- CH2 - CH2 - )n

Câu 43: Trong các cặp chất sau, cặp chất nào tham gia phản ứng trùng ngưng?

A CH2=CH-Cl và CH2=CH-OCO-CH3 B CH2=CH - CH=CH2 và CH2=CH-CN

C H2N-CH2-NH2 và HOOC-CH2-COOH D CH2=CH - CH=CH2 và C6H5-CH=CH2

Câu 44: Tơ nilon- 6,6 là

A Poliamit của axit ađipicvà hexametylenđiamin B Poliamit của axit ω - aminocaproic

C Hexacloxiclohexan D Polieste của axit ađipic và etilen glicol

Câu 45: Poli(vinyl clorua) (PVC) được điều chế theo sơ đồ: X  Y  Z  PVC Chất X là:

Câu 46: Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là:

A CH2=C(CH3)-CH=CH2, C6H5CH=CH2 B CH2=CH-CH=CH2, C6H5CH=CH2

C CH2=CH-CH=CH2, lưu huỳnh D CH2=CH-CH=CH2, CH3-CH=CH2

Câu 47: Cao su được sản xuất từ sản phẩm trùng hợp của buta-1,3-đien với CN-CH=CH2 có tên gọi thông thường là

A cao su Buna B cao su Buna-S C cao su Buna- N D cao su cloropren

Câu 48: Chất hoặc cặp chất dưới đây không thể tham gia phản ứng trùng ngưng là

A phenol và fomanđehit B buta-1,3-đien và stiren

C axit ađipic và hexametilenđiamin D axit ε-aminocaproic

Câu 49: Polime thiên nhiên: tinh bột (C6H10O5)n; cao su isopren (C5H8)n; tơ tằm (-NH-R-CO-)n Polime có thể được coi là sản phẩm trùng ngưng là

A tinh bột (C6H10O5) B tinh bột (C6H10O5); cao su isopren

(C5H8)n

C cao su isopren (C5H8)n D tinh bột (C6H10O5); tơ tằm (-NH-R-CO-)n

Câu 50: Đặc điểm cấu tạo của các phân tử nhỏ (monome) tham gia phản ứng trùng hợp là

A phải là hiđrocacbon

B phải có 2 nhóm chức trở lên

C phải là anken hoặc ankađien

D phải có một liên kết đôi hoặc vòng no không bền

-Phương pháp:

- Số mắt xích = số phân tử monome = hệ số polime hóa (n) = 6, 02.10 23 số mol mắt xích

(Lưu ý: số mắt xích phải là số tự nhiên, nếu lẻ phải làm tròn)

- Hệ số polime hóa (n) = hệ số trùng hợp

po e po e

m me m me

 

- Loại polime (dựa vào phân tử khối) và số lượng polime (dựa vào nhóm chức)

- Các loại polime thường gặp:

Cao su thiên nhiên [-CH2 – C(CH3)=CH-CH2-]n 68n

Câu 1: Một đoạn tơ nilon – 6,6 có khối lượng 7,5mg thì số “mắt xích” trong đoạn tơ đó là?

A 0,133.1023 B 1,99 1023 C 1,6 1015 D 2,5 1016

Câu 2: Hệ số trùng hợp của poli(etylen) là bao nhiêu nếu trung bình một phân tử polime có khối lượng khoảng 120 000 đvC?

Câu 3: Tính khối lượng trung bình của một phân tử cao su poli isopren, biết số mắt xích trung bình

là 7000?

Câu 4: Một polime X được xác định có phân tử khối là 39026,5 đvC với hệ số trùng hợp để tạo nên polime này là 625 Polime X là?

Câu 5: Nếu đốt cháy hết m (g) PE cần 6720 lít oxi (đktc) Giá trị m và hệ số trùng hợp polime lần lượt là ?

A 2,8kg ; 100 B 5,6kg ; 100 C 8,4kg ; 50 D 4,2kg ; 200

Câu 6: Phân tử khối trung bình của PVC là 750000 Hệ số polime hoá của PVC là

Câu 7: Phân tử khối trung bình của polietilen X là 420000 Hệ số polime hoá của PE là

DẠNG 2: TÍNH SỐ MẮC XÍCH – HỆ SỐ POLIME HÓA

Câu 8: Khối lượng của một đoạn mạch tơ nilon-6,6 là 27346 u và của một đoạn mạch tơ capron là

17176 u Số lượng mắt xích trong đoạn mạch nilon-6,6 và capron nêu trên lần lượt là

A 113 và 152 B 121 và 114 C 121 và 152 D 113 và 114

Câu 9: Một loại polietylen có phân tử khối là 50000 Hệ số trùng hợp của loại polietylen đó xấp xỉ

Câu 10: Polime X có phân tử khối là 336000 và hệ số trùng hợp là 12000 Vậy X là

Phương pháp:

- ĐLBT khối lượng:

0

, , ono xt p t lim

M me   po e(cao su, nhựa, thủy tinh, tơ, chất dẻo…) + monome dư

m me po e m me

dư

BÀI TOÁN 1 : ĐIỀU CHẾ CAO SU BUNA

3

Xenlulozo  Glucozo  ancoletylic  c ubuna

BÀI TOÁN 2 : ĐIỀU CHẾ PVC

CH4 C2H2  C2H3Cl PVC

BÀI TOÁN 3 : TRÙNG HỢP POLISTIREN

CH

CH2

t°,p,xt n

CH CH2

n

Yêu cầu : Xác định chất còn dư sau phản ứng

♦ BÀI TOÁN 4 : ĐỒNG TRÙNG HỢP BUTADIEN -1,3 VÀ STIREN

H 2 C CH CH CH2

CH

CH2

CH CH2 CH2 CH CH CH 2

n

t°,p,xt

n

Yêu cầu : Xác định tỉ lệ các hệ số trùng hợp

m n

♦ BÀI TOÁN 5 : CLO HÓA NHỰA PVC

C2nH3nCln + Cl2  C2nH3n-1Cln+1 + HCl

Yêu cầu : tính tỷ lệ nguyên tử Clo phản ứng vào số mắt xích PVC

♦ BÀI TOÁN 6 : LƯU HÓA CAO SU THIÊN NHIÊN

(C5H8)n + 2S  C5nH8n-2S2

Yêu cầu : Tính số mắt xích isopren

DẠNG 3: PHẢN ỨNG ĐIỀU CHẾ POLIME