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

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

n_Br2 = 16/160 = 0,1 mol

⇒ n_{etylen dư} = 0,1 mol; n_{etylen pư} = 1 - 0,1 = 0,9

⇒ H = 90%.

Bảo toàn khối lượng:

m_polime = m_{etylen pứ} = 0,9.28 = 25,2 gam

- Trong tơ, những polime có mạch không phân nhánh sắp xếp song song với nhau. Polime đó phải rắn, tương đối bền với nhiệt, với các dung môi thông thường, mềm, dai, không độc và có khả năng nhuộm màu.

- Tơ nhân tạo được điều chế từ những polime thiên nhiên. 

- Tơ visco, tơ axetat đều là tơ nhân tạo.

-  Tơ tằm là tơ thiên nhiên.

Theo bài ra ta có: n_CO2:n_H2O = 1:1

X có công thức C_nH_2nO_a

- Loại polivinyl clorua (PVC) vì có thêm Cl và S.

- Loại tinh bột (C₆H₁₀O₅)_n và polistiren (C₈H₈)_n vì không thỏa mãn tỉ lệ.

Vậy X là polipropilen (C₃H₆)_n

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

 Gọi số mắt xích butadiene là a, số mắt xích vinyl xyanua là b.

(C₄H₆)_a.(C₃H₃N)_b + (11a/2+25b/4)O₂  (4a + 3b)CO₂ + (3a + 13/2b).H₂O + 0,5bN₂

Theo bảo toàn oxi: 2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O 

⇒ V_N2 không khí = 4.(5,5a + 3,75b) = 22a + 15b

⇒ n_N2 = 22a + 15b + 0,5b = 22a + 15,5b mol.

= 14,1%

⇒ a = 2b ⇒ a/b = 2/1.

Hiệu suất của quá trình điều chế là 90% nên khối lượng thủy tinh hữu cơ thu được là:

m_{thủy tinh} = 15.90% = 13,5 kg = 13500 gam

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.

Tơ nilon - 7 (tơ Enang): được điều chế theo phản ứng trùng ngưng monome H₂N-[CH₂]₆COOH có cấu trúc mạch thẳng (poli amit).

Số mol brom ban đầu: n_Br2(bđ) = 0,03 mol.

Số mol brom dư: n_Br2dư = n_I2 = 0,005 mol.

→ n_Br2(pu) = 0,025 mol .

→ n_{C6H5CH=CH2(dư)} = 0,025 mol .

Hiệu suất phản ứng:

= 75%

(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

+ Phân nhánh: Amilopectin, glycogen,…

+ Không gian: Rezit (bakelit), cao su lưu hóa,..

+ Không phân nhánh (mạch thẳng): Tất cả các chất còn lại.

=> Polime có cấu trúc mạch phân nhánh:  amilopectin.

Khối lượng metyl metacrylat:

Phương trình phản ứng:

C₃H₅COOH + CH₃OH C₃H₅COOCH₃ + H₂O

nCH₂ = C(CH₃) – COOCH₃  -(CH₂-C(CH₃)(COOCH₃)-)-_n

Vì hiệu suất phản ứng este hóa là 60% nên:

n_ancol = n_axit = n_este/60% = 1500/60% = 2500 mol

m_CH3OH = 2500.32 = 80000 gam = 80 kg

m_C3H5COOH = 2500.86 = 215000 gam = 215 kg

Cao su buna [CH₂-CH=CH-CH₂]_n

n = 40000/54 ≈ 740

(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.

Sơ đồ quy trình điều chế PVC từ CH₄:

 Khối lượng CH₄ cần dùng là:

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

- 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.

Sơ đồ không thể thực hiện trong thực tế:

CH₄ → CH≡CH → CH₂=CHCl → CH₂=CHOH → -(-CH₂-CH(OH)-)_n-

 Do giai đoạn CH₂=CHCl → CH₂=CHOH không thực hiện được vì CH₂=CHOH là ancol không bền nên chuyển hóa thành CH₃CHO.

Nilon-6 có công thức là: (-HN-(CH₂)₅-CO-)_n

→ n_Nilon-6 = 8,475/113n = 0,075/n

Điều chế từ axit amino caproic:

nH₂N-(CH₂)₅-COOH → (-HN-(CH₂)₅-CO-)_n +nH₂O

Điều chếtừ caprolactam bằng phản ứng trùng hợp:

nC₆H₁₁O → (-HN-(CH₂)₅ –CO-)_n

Khối lượng chênh lệch chính là khối lượng nước:

m_{chênh lệch} = m_H2O = (0,075.18n)/n.75% = 1,8 kg.

Để điều chế tơ lapsan cần:

(b) Etylen glicol và (f)  Axit terephtalic:

 nHOOC-C₆H₄-COOH + nHO-CH₂-CH₂-OH -[-OC-C₆H₄-CO-O-CH₂CH₂-O-]-_n + 2nH₂O 

CH₄ (2) → HCHO (4) 

CH₄ (2) → C₂H₂ (8) → C₆H₆ (3) → C₆H₅Cl (10) → C₆H₅ONa (7) → C₆H₅OH (5)

HCHO (4) + C₆H₅OH (5) → nhựa phenol-fomandehit

Vì X₁ phản ứng với H₂SO₄ X₁ là muối của axit cacboxylic X₃ là axit 2 chức.

Lại có X₃ + X₄ nilon-6,6 X₃ là HOOC[CH₂]₄COOH; X₄ là H₂N[CH₂]₆NH₂

X₁ là NaOOC-[CH₂]₄-COONa CTPT của X₁ là C₆H₈O₄Na₂.

Bảo toàn nguyên tố từ phản ứng (a) X₂ có CTPT là C₂H₆O C₂H₅OH

X₅ là C₂H₅OOC[CH₂]₄COOC₂H₅

M_X5 = 202

Lượng gỗ cần thiết để sản xuất được 1 tấn cao su, giả sử trong gỗ chứa 50% xenlulozơ là:

- Không tồn tại ancol  CH₂=CH-OH không thể trùng hợp ancol này không thể sử dụng cách này.

- CH₂OH-CH₂OH trùng ngưng không tạo ra sản phẩm không thể sử dụng cách này.

-  Có thể điều chế bằng cách xà phòng hoá poli(vinyl axetat) (-CH₂-CH(-OOCCH₃)-)_n:

(-CH₂-CH(-OOCCH₃)-)_n + nNaOH nCH₃COONa + (-CH₂-CH(OH)-)_n

 Chất có liên kết bội hoặc vòng kém bền thì có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp.

Toluen, propan, clobenzen không tham gia phản ứng trùng hợp.

Dãy chất tham gia phản ứng trùng hợp là: propilen, stiren, vinyl clorua.

PVC hay Poli (vinyl clorua) là (C₂H₃Cl)_n hay C_2nH_3nCl_n.

Cứ 1 mắt xích ứng với n = 1 ⇒ CT của 1 mắt xích: C₂H₃Cl.

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

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 kiện cần về cấu tạo của monome tham gia phản ứng trùng hợp là trong phân tử phải có liên kết bội hoặc là vòng kém bền.

Các chất tham gia phản ứng trùng hợp tạo polime là: (1), (3), (5)

 Polime có dạng lưới không gian là dạng polime chịu nhiệt tốt nhất.