chuyên đề lý thuyết và các dạng bài tập polime 4 mức độ

- Công thức tổng quát: An trong đó: + n: là hệ số trùng hợp, hệ số polime hóa, độ polime hóa, n càng lớn thì phân tử khối của polime càng cao.. Trộn 2 thành phần trên lại với nhau được m

- Công thức tổng quát: (An) trong đó:

+ n: là hệ số trùng hợp, hệ số polime hóa, độ polime hóa, n càng lớn thì phân tử khối của polime càng cao

- Tên polime: Poli ghép tên monome tương ứng

Nếu tên monome có hai cụm từ trở lên thì nằm trong ()

II PHÂN LOẠI

1 Theo nguồn gốc

- Polime thiên nhiên (có sẵn trong thiên nhiên: tơ tằm, tinh bột, protein, cao su thiên

nhiên,xenlulozơ,…):

- Polime nhân tạo hay bán tổng hợp (nguyên liệu tổng hợp có sẵn trong tự nhiên: tơ visco,

tơ axetat, tơ

đồng – amoniac, xenlulozơ trinitrat điều chế từ xenlulozơ)

- Polime tổng hợp (nguyên liệu không có sẵn phải tổng hợp nên)

2 Theo cấu trúc

- Mạch thẳng (hầu hết polime)

- Mạch nhánh (rezol, amilopectin, glicogen,…)

- Mạng không gian (rezit hay bakelit, cao su lưu hóa)

Chú ý phân biệt mạch polime chứ không phải mạch cacbon

3 Theo phương pháp điều chế

thành polime đồng thời có giải phóng các phân tử chất vô cơ đơn giản như H2O

- Điều kiện để monome tham gia phản ứng trùng ngưng: trong phân tử phải có 2 nhóm chức trở lên có

khả năng tham gia phản ứng: - OH, - COOH, - NH2 (trừ HCHO và phenol)

III TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Hầu hết polime là chất rắn, không tan trong nước, không bay hơi Có nhiệt nóng chảy không xác định

- Nhiều polime có tính dẻo, tính đàn hồi

- Nhiều polime cách nhiệt, cách điện, bán dẫn, dai bền,…

- Nhiều polime trong suốt, không giòn: thủy tinh hữu cơ

+ Tinh bột, xelulozơ thủy phân thành glucozơ

+ Polipeptit, poliamit thủy phân thành các aminoaxit

- Polime trùng hợp bị nhiệt phân thành polime ngắn hơn hoặc monome ban đầu

- Là những vật liệu Polime có tính dẻo

Tính dẻo: là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài và vẫn giữnguyên được sự

biến dạng đó khi thôi tác dụng

Tính đàn hồi: là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài và lấy lạihình dạng ban

đầu khi thôi tác dụng

- Thành phần của chất dẻo gồm polime và chất độn Trộn 2 thành phần trên lại với nhau được một vật

liệu polime mới có tính chất của polime và chất độn Vật liệu polime mới đó gọi là vật liệu compozit

- Vật liệu compozit: Là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần tán vào nhau mà không tan vào nhau.

Nhựa PMM (thủy tinh hữu cơ – plexiglas) là một nhựa nhiệt dẻo trong suốt thường

được sử dụng ở dạng tấm, miếng như một vật liệu nhẹ hoặc khó bể vỡ để thay thế cho kính

và thủy tinh

4 Poli ( phenol – fomanđehit) ( PPF)

PPF có 3 dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit

- Nhựa novolac: Đem đun nóng hỗn hợp fomanđehit

được nhựa có cấu trúc mạng lưới không gian gọi là

nhựa rezit hay còn gọi là bakelit

- Chế tạo thiết bị nhiệt độ thấp để chứa đựng không khí lỏng

- Chế tạo các bình phản ứng chịu ăn mòn, vỏ bình acquy, làm tấm lọc

- Chế tạo các lớp vỏ cách điện rất mỏng

- Chế tạo xương nhân tạo, làm vật liệu tạo sụn cho ngoại khoa

- Chế tạo rađa, vật liệu thông tin cao tần, thiết bị sóng ngắn

- Tráng phủ lên chảo, nồi để chống dính

VI TƠ

1 Khái niệm:

- Là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định.

- Trong tơ có polime, polime này có đặc tính

+ không phân nhánh, xếp song song nhau

+ rắn, bền nhiệt, bền với dung dịch môi thường.

+ mềm, dai, không độc và có khả năng nhuộm màu tốt

2 Phân loại

- Tơ thiên nhiên: Có sẵn trong tự nhiên: bông, len, tơ tằm,…

- Tơ hóa học: Chế tạo bằng con đường hóa học.

- Tơ tổng hợp: Chế tạo từ polime tổng hợp, như tơ poliamit ( tơ nilon -6, 6; tơ capron,…)

tơ vinylic

(tơ olon, tơ vinilon,…)

- Tơ nhân tạo (tơ bán tổng hợp): Xuất phát từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến

thêm bằng con

đường hóa học, như tơ visco, tơ xenlulozơ axelat,…

3 Một số loại tơ tổng hợp thường gặp

1) Tơ nilon -6,6 hay poli (hexametylen ađipamit)

Là tơ thuộc loại tơ poliamit, điều chế bằng cách trùng ngưng hexametylđiamin với axit ađipic

2 [ 2 6 ] 2 [CH ] 2 4 ( [CH ] 2 6 [CH ] 2 4 )n 2 2

Tơ nilon có tính dai bền, mềm mại, óng mượt, ít thấm nước, giặt mau khô nhưng kém bền với nhiệt, với axit, với kiềm Thường được dùng để dệt vải may mặc, vải lót sắm lốp xe,…2) Tơ nitron (tơ olon)

Là tơ thuộc loại tơ vinylic, điều chế bằng cách tổng hợp vinyl xianua (acrylonitrin)

        

Tơ nitron dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt nên thường được dùng

để dệt vải may quần áo ấm hoặc bện thành sợi len đan áo rét

3) Tơ dacron ( lapsan)

n

Tơ lapsan thuộc loại tơ polieste được tổng hợp từ axit terephtalic và etylen glicol Tơ lapsan rất bền về mặt cơ học, bền đối với nhiệt hơn nilon, bền với axit, với kiềm, được dùng để dệt vải may mặc.

4) Tơ capron (nilon-6)

- Là vật liệu polime có tính đàn hồi

Cao su thiên nhiên

- Nguồn gốc: Lấy từ mủ cây cao su.

- Cấu tạo: Cao su tự nhiên hay cao su thiên nhiên là loại vật liệu được sản xuất từ mủ cây

+ Cách điện, cách nhiệt

+ Không thấm nước, không thấm khí

+ Không tan trong nước, rượu, axeton, … tan trong xăng, benzen,…

Tính chất hóa học:

+ Tác dụng với H2, HCl, Cl2…

+ Tác dụng với lưu huỳnh (lưu hóa cao su) tạo ra cao su lưu hóa Cao su lưu hóa có tính

chất: đàn hồi tốt, chịu nhiệt, lâu mòn, khó tan trong các dung môi so với cao su chưa lưu hóa

Bản chất của quá trình lưu hóa cao su: tạo ra cầu nối đisunfua(- S – S - ) giữa các mạch cao su để tạo thành mạng lưới

Cao su tổng hợp

- Là vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên

- Thường được điều chế từ các ankađien bằng phương pháp trùng hợp

biến đổi bản chất của các vật liệu được kết dính.

- Bản chất: Có thể tạo ra màng hết sức mỏng, bền gắn chắc giữa hai mảnh vật liệu Lớp màng mỏng này

phải bám chắc vào 2 mảnh vật liệu được dán

Một số keo dán thông dụng

1) Nhựa vá săm (dán nhựa): Là dung dịch đặc của cao su trong dung môi hữu cơ Khi

dùng phải làm sạch chỗ dán, bôi nhựa vào để dung môi bay đi, sau đó dán lại

2) Keo dán epoxi (dán kim loại): Làm từ polime có chứa nhóm epoxi

3) Keo dán ure – formandehit (dán gỗ): Được sản xuất từ poli (ure-fomanđehit)

,t

n

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

 DẠNG 1: XÁC ĐỊNH TỈ LỆ SỐ MẮT XÍCH GIỮA BUTA-1,3-ĐIEN VÀ ACRILONITRIN

Bài toán đốt cháy polime ta quy về đốt cháy hai monome cho đơn giản

Nếu bài toán đốt cháy trong oxi vừa đủ

2 O

một lượng polime này (bằng O 2 vừa đủ), thu được hỗn hợp khí và hơi gồm CO , H O, N , 2 2 2

trong đó có 57,69% CO 2 về thể tích Tỉ lệ n: m khi tham gia trùng hợp là

A n : m = 6 B n : m = 5 C n : m = 3 D n : m = 4

Bài 2: (Chuyên Thăng Long -2015) Cao su buna-N được tạo ra do phản ứng đồng trùng

hợp giữa buta-1,3-đien với acrilonitrin Đốt cháy hoàn toàn một lượng cao su buna-N với không khí vừa đủ (chứa 80% N 2 và 20% O 2 về thể tích), sau đó đưa hỗn hợp sau phản ứng

136,5 C thu được hỗn hợp khí và hơi Y (chứa 14,41% CO 2 về thể tích) Tỷ lệ số mắt xích giữa buta-1,3-đien và acrilonitrin là:

Bài 3: (Chuyên Lý Tự Trọng Cần Thơ -2015) Đốt cháy hoàn toàn một mẫu cao su

buna-S thì thu được nước và khí cacbonic với tỷ lệ khối lượng tương ứng là 117:440 Tỉ lệ số mắt xích buta-1,3-đien: stiren trong loại cao su này là

Bài 5: (THPT Trần Đăng Ninh-2013) Khi tiến hành đồng trùng hợp acrilonitrin và

buta-1,3-đien thu được một loại cao su Buna-N chứa 8,69% Nitơ về khối lượng Tỉ lệ số mol acrilonitrin và buta-1,3-đien trong cao su thu được là

Bài 6: (THPT Ngô Sĩ Liên-2013) Đồng trùng hợp 2,3-đimetyl buta-1,3-đien với

acrilonitrin (vinyl xianua) theo tỉ lệ tượng ứng x:y thu được một loại polime Đốt cháy hoàn toàn một lượng polime này trong ôxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí và hơi

(CO , H O, N ) trong đó có 57,69% CO 2 về thể tích Tỉ lệ x:y khi tham gia trùng hợp là bao nhiêu

A x : y » 2 : 3 B x : y 1: 3 » C x : y » 3: 5 D x : y » 3: 2

Bài 7: (THPT Chuyên Vĩnh Phúc Lần 4-2013) Đốt cháy hoàn toàn 1 lượng cao su

buna-N với lượng không khí vừa đủ, thấy tạo 1 hỗn hợp khí ở nhiệt độ trên 127 C o mà CO 2

chiếm 14,1% về thể tích Tỉ lệ số mắt xích butađien và vinyl xyanua trong polime này là? (biết không khí chiếm 20% O 2 và 80% N 2 về thể tích)

Bài 8: (THPT Trần Đại Nghĩa-2014-Lần 1) Khi đốt cháy một polime sinh ra từ phản

ứng đồng trùng hợp isopren với acrilonitrin bằng lượng oxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí gồm CO , 2 hơi H O 2 và N 2 trong đó CO 2 chiếm 58,33% về thể tích Tỷ lệ số mắt xích isopren và acrilonitrin trong polime trên là

Bài 9: (THPT Yên Thành 2013) Đốt cháy hoàn toàn 1 lượng cao su buna-S với lượng

không khí vừa đủ, thấy tạo 1 hỗn hợp khí ở nhiệt độ 127 C o mà N 2 chiếm 76,36% về thể tích Tỉ lệ mol giữa butađien và stiren trong polime này là

Bài 10: (THPT Chuyên Tuyên Quang Lần 3-2014) Một loại cao su buna-N có phần

trăm khối lượng của nitơ là 19,72% Tỉ lệ mắt xích butađien và vinyl xianua là

Bài 11: (THPT Chuyên Lý Tự Trọng Cần Thơ-2014) Khi tiến hành đồng trùng hợp

buta-1,3-đien và acrilonitrin thu được một loại cao su buna-N chứa 15,73% nitơ về khối lượng Tỉ lệ số mắt xích buta-1,3-đien và acrilonitrin trong cao su là

Bài 4: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án C.

Bài 1: (Sào Nam -2015) Một loại cao su lưu hóa chứa 1,78% lưu huỳnh Hỏi cứ khoảng

bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu nối đisunfua -S-S-, giả thiết rằng S đã thay thế cho H ở nhóm metylen trong mạch cao su

Bài 2: (Sở Giáo Dục Thanh Hóa-2015) Cao su lưu hóa có 2% lưu huỳnh về khối lượng

Có bao nhiêu mắt xích isopren thì có một cầu nối (-S-S-)?

Bài 3: (THPT Đồng Đậu lần 2-2014) Khi lưu hóa cao su tự nhiên người ta thu được một

loại cao su lưu hóa chứa 2,3% lưu huỳnh theo khối lượng Trung bình cứ k mắt xích lại có

1 cầu nối -S-S- Giả thiết rằng nguyên tử S đã thay thế cho nguyên tử H trong nhóm

metylen của cao su Giá trị của k là

Bài 4: (THPT Chu Văn An – Hà Nội 2014) Một loại cao su lưu hóa chứa 4,5% lưu

huỳnh Cho rằng mỗi cầu đisunfua -S-S- thay thế hai nguyên tử H Hỏi cứ khoảng bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu đisunfua?

Bài 5: (THPT Chuyên Lê Khiết Quảng Ngãi lần 1-2013) Đốt cháy hoàn toàn 20 g cao

su lưu hóa, sản phẩm cháy thu được làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa 2 g Br 2 Giả thiết rằng lưu huỳnh đã thay thế cho nguyên tử H ở cầu metylen trong mạch cao su, hỏi trung bình có bao nhiêu mắt xích isopren thì có 1 cầu đisunfua -S-S-?

Bài 6: (THPT Quỳnh Lưu 1 lần 1-2013) Lấy 21,33 gam cao su isopren đã được lưu hóa

đem đốt cháy hoàn toàn bằng oxi vừa đủ, sau phản ứng ngưng tụ hết hơi nước thì còn lại 34,272 lít khí (đktc) Trung bình cứ bao nhiêu mắt xích isopren thì có 1 cầu nối đisunfua (-S-S-)?

Bài 7: (THPT Đinh Chương Dương lần 1-2014) Cao su lưu hóa có chứa 2,047% lưu

huỳnh về khối lượng Khoảng bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu nối đisunfua -S-S-, giả thiết rằng S đã thay thế cho H ở cầu metylen trong mạch cao su?

Bài 8: (THPT Chuyên Quốc Gia TPHCM 2014) Một loại cao su thiên nhiên đã được

lưu hóa có chứa 2,05% lưu huỳnh về khối lượng Hỏi cứ bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu nối đisunfua -S-S-, giả thiết rằng S đã thay thế cho nguyên tử H ở nhóm metylentrong mạch cao su?

Bài 9: Một phân tử xenlulozơ có phân tử khối là 6

15.10 , biết rằng chiều dài mỗi mắt xích

Bài 1: Chọn đáp án C Bài 6: Chọn đáp án C.

Bài 1: (THPT Yên Lạc-2014-Lần 1) 2,834 gam cao su buna-S phản ứng vừa đủ với

1,731 gam Br 2 trong dung môi CCl 4 Tỉ lệ số mắt xích (butađien:stiren) trong loại cao su trên là

Bài 2: (THPT Bãi Cháy Quảng Ninh-2015) Cho cao su buna-S tác dụng với Br /CCl 2 4

người ta thu được polime X Trong polime X, % khối lượng brom là 64,34% Hãy cho biết

tỷ lệ mắt xích butađien: stiren trong cao su buna-S đã dùng là:

A 3: 1 B 2: 1 C 1: 1 D 5: 2

Bài 3: (THPT Đoàn Thượng 2014) Cho 2,721 gam cao su buna-S tác dụng vừa hết với

dung dịch chứa 3,53 gam brom trong CCl 4 Tỉ lệ số mắt xích giữa butađien và stiren trong loại cao su đó là

Bài 5: (THPT Nam Trực lần 2-2013) Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien và

stiren thu được 1 loại polime là cao su buna-S Đem đốt 1 mẫu cao su này ta nhận thấy sốmol O 2 tác dụng bằng 1,325 lần số mol CO 2 sinh ra Mặt khác khi cho 19,95 gam mẫu cao su này làm mất màu tối đa m gam brom Giá trị của m là

Bài 6: (THPT Đoàn Thượng lần 1-2013) Cho 6,3 gam 1 loại cao su buna – S làm mất

màu vừa hết 4,8 gam brôm trong CCl 4 Tỉ lệ số gốc butađien và stiren trong loại cao su trên là

Bài 7: (Sở Giáo dục Thái Bình-2011) Cứ 49,125 gam cao su buna-S phản ứng vừa hết

với 30 gam brom trong CCl 4 Tỉ lệ số mắt xích stiren và butađien trong loại cao su trên tương ứng là

Bài 8: (THPT Chuyên Trần Phú-2014) Cứ 5,668 gam cao su buna-S phản ứng hết với

3,462 gam brom trong CCl 4 Tỷ lệ mắt xích buta-1,3-dien và stiren trong cao su buna-S là

Bài 9: (THPT Đông Sơn 1-2014) Polime X được tạo ra từ phản ứng trùng hợp giữa

isopren và etilen Biết rằng cứ 4,56g X phản ứng vừa hết với dung dịch chứa 4,8 g Br 2

Tìm tỉ lệ trùng hợp giữa etilen và isopren

Bài 1: (THPT Chuyên Nguyễn Huệ lần 3-2015) Khối lượng phân tử của tơ capron là

15000 đvC Số mắt xích trung bình trong phân tử của loại tơ này gần nhất là:

Bài 2: (THPT Yên Viên – Hà Nội – 2015) Phân tử khối trung bình của nhựa PVC là 250

000 u Hệ số polime hóa trung bình của nhựa PVC là

Bài 3: (Chuyên ĐHSP Hà Nội-2014-Lần 5) Phân tử khối trung bình của cao su tự nhiên

và thủy tinh hữu cơ plexiglat là 36720 và 47300 (đvC) Số mắt xích trung bình trong công thức phân tử của mỗi loại polime trên là

A 680 và 550 B 680 và 473 C 540 và 473 D 540 và 550

Bài 4: (Chuyên ĐHSP Hà Nội-2014-Lần 6) Tiến hành trùng hợp 26 gam stiren Hỗn hợp

sau phản ứng tác dụng với 500 ml dung dịch Br 2 0,15M; cho tiếp dung dịch KI tới dư vào thì được 3,175 gam iot Khối lượng polime tạo thành là

Bài 5: (THPT Nam Trực lần 2-2013) 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 đoạnmạch nilon-6,6 và capron nêu trên lần lượt là

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

Bài 6: (THPT Phú Trực lần 3-2013) Một loại tinh bột có phân tử khối bằng 810000 Số

mắt xích trong phân tử tinh bột nói trên là

Bài 7: (THPT Quốc Gia 2015 lần 1) Phân tử khối trung bình của cao su thiên nhiên là

105000 đvC Số mắc xích trong polime trên khoảng chừng

Bài 1: Trùng hợp 1,50 tấn etilen thu được m tấn polietilen (PE) với hiệu suất phản ứng

bằng 80% Giá trị của m là

Bài 2: Trùng hợp 224 lít etilen (đktc), thu được bao nhiêu gam PE với hiệu suất 70%?

Bài 3: (Chuyên Vinh-2012-Lần 2) Policaproamit (nilon-6) có thể điều chế được từ axit e

-aminocaproic hoặc caprolactam Để có 8,475 kg nilon-6 (với hiệu suất các quá trình điều chế là 75%) thì khối lượng của axit e-aminocaproic sử dụng nhiều hơn khối lượng

caprolactam là

A 1,80 kg B 3,60 kg C 1,35 kg D 2,40 kg.

Bài 4: (Chuyên Lê Quí Đôn lần 4-2013) Thủy phân 4,3 gam poli(vinyl axetat) trong môi

trường kiềm thu được 2,62 gam polime Hiệu suất của phản ứng thủy phân là

Bài 5: (Chuyên Nguyễn Huệ lần 1-2013) Đề hiđro hóa etylbenzen thu được stiren với

hiệu suất là 60% Đề hiđro hóa butan thu được butađien với hiệu suất là 45% Trùng hợp butađien và stiren thu được sản phẩm X (tỉ lệ mắt xích của butađien và stiren là 1: 1) có tính đàn hồi rất cao với hiệu suất 75% Để điều chế được 500kg sản phẩm X cần khối lượng butan và etylbenzen là:

kg

C 335,44 kg và 183,54 kg D 150,95 kg và 61,95 kg

Bài 6: (Sở Giáo Dục Vĩnh Phúc lần 2-2013) Muốn tổng hợp 60 kg thủy tinh hữu cơ (thủy

tinh plexiglat) thì khối lượng axit và ancol phải dùng lần lượt là (biết hiệu suất quá trình este hóa và quá trình trùng hợp lần lượt là 60% và 80%)