Đề kiểm tra 45 phút Chương 4 Polime và vật liệu polime

 Monome tham gia phản ứng trùng hợp trong phân tử phải có liên kết bội hoặc là vòng kém bền.

Cấu trúc toluen không thỏa mãn điều kiện

không tham gia phản ứng trùng hợp.

Trung bình 1 phân tử clo phản ứng với k mắt xích trong mạch PVC, xét mạch ngắn có k mắt xích:

-(-CH₂-CH(Cl))-)-_k

(C₂H₃Cl)_k → C_2kH_3kCl_k

Phản ứn clo hóa:

C_2kH_3kCl_k + Cl₂ → C_2kH_3k-1Cl_k+1 + HCl

Theo bài ta có:

Cứ 3 mắt xích PVC tác dụng với 1 phân tử Cl₂

 O₂N[CH₂]₆NO₂ + [H]  H₂N[CH₂]₆NH₂

Br[CH₂]₆Br OH[CH₂]₆OH HOOC[CH₂]₄COOH

H₂N[CH₂]₆NH₂ + HOOC[CH₂]₄COOH nilon 6,6

Cần thực hiện tối thiểu 4 phản ứng.

tơ nilon-6: cả trùng hợp và trùng ngưng

tơ clorin: PVC + Cl₂

tơ Lapsan: trùng ngưng

tơ nilon-7: trùng ngưng

tơ Nitron: trùng hợp

tơ axetat: Phản ứng xelulozơ + (CH₃CO)₂O

=> Polime được điều chế từ phản ứng trùng hợp là: tơ nilon-6, tơ Nitron.

Sơ đồ quy trình điều chế PVC từ CH₄:

 Khối lượng CH₄ cần dùng là:

 => n_CH4 = 160 kmol => V_CH4 = 3584 m³

nCH₂=CH₂ -(-CH₂-CH₂-)-_n

Polime có cấu trúc không phân nhánh là: PE, PVC, cao su buna, amilozo, xenlulozơ.

Polime có cấu trúc phân nhánh: amilopectin.

Polime có mạng không gian: cao su lưu hóa.

Quy đổi polime thành 2 monome: buta-1,3-đien và acrilo nitrin.

C₄H₆ + 11/2O₂ 4CO₂ + 3H₂O

x                              4x           3x

C₃H₃N + 15/4O₂ 3CO₂ + 3/2H₂O + 0,5N₂

y                                 3y           1,5y      0,5y

Ta có: 

 nH₂N-CH₂-COOH → -(-HN-CH₂-CO-)-_n + nH₂O

Hiệu suất trùng ngưng là 80%:

m_{amino axit axetic pư} = 7,5.80% = 6 gam

Bảo toàn khối lượng ta có:

m_{amino axit axetic pư} = m_polime + m_H2O = 6 gam

m_polime = 6 – 1,44 = 4,56 gam

n_H2N[CH2]6NH2 = 1,45/116 = 0,0125 kmol;

n_{HCOOC[CH2]4COOH} = 1,825/146 = 0,0125 kmol.

n_H2O = 0,18/18 = 0,01 kmol

n(H₂N-[CH₂]₆-NH₂) + n(HOOC-[CH₂]₄COOH)- → (-H₂N-[CH₂]₆-NH-OCC-[CH₂]₄COOH-)n  + 2H₂O

 n_{H2N[CH2]6NH2 pư} = 1/2.n_H2O

 X gồm -HN[CH_2]5: x mol; -HN[CH₂]₆CO-: y mol

Theo bài ra ta có:

m_X = 113x + 127y = 48,7          (1)

            (2)

Từ (1) và (2) ta có:

x = 0,15; y = 0,25

x : y = 3 : 5

Tơ axetat được sản xuất từ xenlulozơ và anhiđrit axetic:

[C₆H₇O₂(OH)₃]n + 3n(CH₃CO)₂O → [C₆H₇O₂(CH₃COO)₃]_n + 3nCH₃COOH

(C₂H₄)_n + 3nO₂ → 2nCO₂ + 2nH₂O

⇒ n_CO2 = n_H2O = 0,2 mol

m_{dd tăng} = m_CO2 + m_H2O - m_CaCO3

⇒ n_CaCO3 = 0,1 mol > n_CO2

⇒ Có hiện tượng tạo HCO₃^-

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

⇒ n_Ca(HCO3)2 = (0,2 - 0,1)/2 = 0,05 mol

⇒ n_Ca(OH)2 = 0,15 mol

⇒ C_{M Ca(OH)2} = 0,075 mol

Từ CTCT của mắt xích pilime là –(–CH₂–CH(CH₃)–)_n–

⇒ Monome tạo nên polime có CTCT là CH₂=CH–CH₃ (propilen)

PVC hay Poli (vinyl clorua) là (C₂H₃Cl)n 

1 mắt xích PVC: C₂H₃Cl

Gọi k là số mắt xích C₂H₃Cl tác dụng với 1 phân tử clo.

kC₂H₃Cl + Cl₂ → C_2kH_3k–1Cl_k+1 + HCl.

Tơ clorin chứa 68,18% clo nên:

k 2

Vậy trung bình một phân tử clo có thể tác dụng với 2 mắt xích PVC

Hòa tan xenlulozo trong NaOH loãng sau đó thu được một dung dịch keo rất nhớt đó chính là tơ visco.

(1) sai vì thành phần chính của cao su thiên nhiên là poliisopren ở dạng đồng phân cis (dạng cis tạo độ gấp khúc làm cao su có tính đàn hồi).

(2) đúng.

(3) đúng.

(4) đúng. 

(5) sai vì trùng hợp CH₃COOCH=CH₂ thu được PVA.

(6) đúng. 

(7) sai vì không thể dùng C để thay S nhằm tăng độ cứng của cao su do C không tạo được liên kết ngang.

Bảo toàn khối lượng:

m_PE = m_{Etilen pư} = 4.0,7.90% = 2,52 tấn

Cao su lưu hóa có cùng cấu trúc mạch với nhựa bakelit (mạch không gian).

Phản ứng trùng hợp tổng quát:

nCH₂=CH-CH=CH₂ + mCH₂=CH-C₆H₅ → -(-CH₂-CH=CH-CH₂-)-_n-(-CH(C₆H₅)-CH₂-)-_m

Ta thấy polime còn có phản ứng cộng Br₂ vì mạch còn có liên kết đôi.

Khối lượng polime phản ứng được với 1 mol Br₂: (2,834.160)/1,731 = 262.

Cứ một phân tử Br₂ phản ứng với một liên kết C=C, khối lượng polime chứa 1 liên kết đôi:

= 54n + 104m = 262.

n = 1 và m = 2 phù hợp.

Tỉ lệ butađien : stiren = 1 : 2.

Muối tham gia phản ứng trùng ngưng, hai chất đó phải có những nhóm có khả năng phản ứng với nhau (và tách ra những phân tử nhỏ )

Thí dụ: -COOH và NH₂; -COOH và OH

Phản ứng giữa buta-1,3-đien và stiren là phản ứng trùng hợp.

 Các polime được điều chế bằng phản ứng trùng hợp là: poli(vinyl clorua), thủy tinh plexigas, teflon, tơ nitron, cao su buna.

Điều kiện để có phản ứng trùng ngưng: các monome tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng tham gia phản ứng để tạo được liên kết với nhau.

Axit axetic: CH₃COOH chỉ có 1 nhóm chức –COOH khả năng tham gia phản ứng để tạo được liên kết.

→ C sai.

Dãy biến hóa:

Xenlulozo  C₁₂H₂₂O₁₁ (glucozo)  C₂H₅OH  CH₂=CH-CH=CH₂ cao su buna

(1) (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆

(2) C₆H₁₂O₆  2C₂H₅OH + CO₂

(3) 2C₂H₅OH  CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O

(4) nCH₂=CH-CH=CH₂    -(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n

Số mắt xích -CH₂−CH₂- có trong lượng PE trên là:

Mắt xích của cao su isopren có cấu tạo là: -CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂- hay -(-C₅H₈-)-_n.

Giả sử có n mắt xích cao su isopren tham gia phản ứng lưu hóa cao su thì tạo được một cầu nối đisunfua –S-S-.

PTPƯ:

C_5nH_8n + 2S → C_5nH_8n-2S₂  + H₂                                     (1)

                       Cao su lưu hóa 

Theo giả thiết trong cao su lưu hóa lưu huỳnh chiếm 1,714% về khối lượng nên ta có:

⇒ n = 54

- Polietilen và poli(vinyl clorua) là sản phẩm của phản ứng trùng hợp.

- Tơ visco, tơ xenlulozo axetat đều thuộc tơ nhân tạo.

- Sợi bông, tơ tằm thuộc loại polime thiên nhiên.

- Tơ nilon-6,6 được điều chế từ hexametylenđiamin và axit ađipic.

 cao su thiên nhiên là polime của isopren:

-(-CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-)_n-

CTPT của cao su thiên (C₅H₈)_n

Gọi CTPT của A là C_xH_y

C_xH_y + (x+y/4)O₂ xCO₂ + (y/2)H₂O

Theo bài ra 1mol A cần 6 mol O₂ và sinh ra 4 mol CO₂ nên

x = 4; (x+y/4) = 6 ⇒ y = 8

CTPT là C₄H₈

C₄H₈ có 3 đồng phân nên tạo được 3 polime.

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆

C₆H₁₂O₆  2C₂H₅OH + 2CO₂

nCH₂=CH-CH=CH₂  (CH₂-CH=CH-CH₂)_n