Chuyên đề luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học - Chương 4: Polime và vật liệu polime

Nội dung text: Chuyên đề luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học - Chương 4: Polime và vật liệu polime

1. CHƯƠNG 4: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME I. NỘI DUNG LÝ THUYẾT I. Khái niệm về polime Polime là hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ gọi là mắt xích liên kết với nhau tạo nên. - Số mắt xích (n) trong phân tử polime được gọi là hệ số polime hoá hay độ polime hoá. - Theo nguồn gốc, ta phân ra: + polime thiên nhiên : Tơ tằm, sợi bông, đay, gai, tinh bột + polime tổng hợp: Các loại tơ poliamit ( nilon, capron, ) + polime nhân tạo (bán tổng hợp). Tơ xenluloaxetat, tơ visco - Theo phản ứng polime hoá, ta phân biệt polime trùng hợp và polime trùng ngưng. Phản ứng Trùng hợp Trùng ngưng Mục so sánh Là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ Là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ Định nghĩa giống nhau hoặc tương tự nhau thành phân tử lớn (polime), đồng thời giải (monome) thành phân tử lớn polime phóng những phân tử nhỏ (như H2O, ) Quá trình n Monome Polime n Monome Polime+ nH2O - Có hai nhóm chức có khả năng phản ứng trở lên Có liên kết đôi hoặc vòng không bền Điều kiện của * ví dụ: HOOC-C H -COOH; có thể mở ra 6 4 monome HO-CH -CH -COH * ví dụ: CH =CH ; CH =CH-CH . 2 2 2 2 2 3 - Hoặc đồng trùng ngưng 2 chất: * ví dụ: HCHO với phenol ( C6H5OH) II. Tính chất vật lí - Hầu hết polime là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt nóng chảy xác định, một số ít tan trong các dung môi hữu cơ. Đa số polime có tính dẻo; một số polime có tính đàn hồi, một số có tính dai, bền, có thể kéo thành sợi. III - MỘT SỐ LOẠI POLIME LÀM VẬT LIỆU THƯỜNG GẶP 1. NHỰA TỔNG HỢP : a) Nhựa PE (chủ yếu mạch không phân nhánh- nhựa tổng hợp – điều chế bằng phản ứng trùng hợp) xt, to, p nCH2 CH2 CH2 CH2 n etilen polietilen(PE) b) Nhựa PVC (chủ yếu mạch không phân nhánh- nhựa tổng hợp – điều chế bằng phản ứng trùng hợp) xt, to, p nCH2 CH CH2 CH n Cl Cl vinyl clorua poli(vinyl clorua) (PVC) c) Nhựa PS ( POLI STIREN- nhựa tổng hợp – điều chế bằng phản ứng trùng hợp)) xt, to, p nCH CH 2 CH CH2 n C6H5 C6H5 d) Nhựa PVA ( poli (vinyl axetat) - nhựa tổng hợp – điều chế bằng phản ứng trùng hợp)) xt, to, p nCH2 CH OCOCH3 CH CH2 n OCOCH3 Thuỷ phân PVA trong môi trường kiềm: o t + nCH COONa CH CH2 n + nNaOH CH2 CH n 3 OCOCH3 OH e) Nhựa plexiglas (thuỷ tinh hữu cơ) (chủ yếu mạch không phân nhánh- tổng hợp – trùng hợp) CH3 xt, to, p nCH2 CH COOCH3 CH CH2 n COOCH CH3 3 metyl metacrylat poli(metyl metacrylat) (PMM) f) Nhựa chống dính ( teflon): tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp từ tetraflor etylen o nCF CF t,p,xt CF CF 2 2  2 2 n
2. g) Nhựa PPF Poli(phenol - fomanđehit) (PPF) có 3 dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit. Nhựa novolac: Nếu dư phenol và xúc tác axit. (không phân nhánh) OH OH + o H , t CH + nH O n + nHCHO 2 n 2 ( phản ứng đồng trùng ngưng) Nhựa rezol: Nếu dư fomanđehit và xúc tác bazơ. (có phân nhánh) OH CH 2 CH2 CH2 OH CH2 CH2OH Nhựa rezit (nhựa bakelít): Nhựa rezol nóng chảy (150oC) và thu được nhựa có mạng lưới không gian. 2. CAO SU – (trùng hợp)- bền trong môi trường axit và môi trường kiềm. a) Cao su buna. (chủ yếu mạch không phân nhánh) tổng hợp – trùng hợp. Na,t0 CH CH CH CH nCH2=CH CH=CH2  2 2 n buta-1,3-đien (butađien) polibutađien (cao su buna) b) Cao su isopren (chủ yếu mạch không phân nhánh) tổng hợp – trùng hợp và thiên nhiên. o xt, t , p CH C CH CH nCH2 C CH CH2 2 2 n CH CH3 3 2-metylbuta-1,3-dien (isopren) poliisopren (cao su isopren) c) Cao su buna – S ( BUNA STIREN) (chủ yếu mạch không phân nhánh) tổng hợp – đồng trùng hợp. to, p, xt nCH2 CH CH CH2 + nCH CH2 CH CH CH CH CH CH 2 2 2 n C6H5 C6H5 d) Cao su buna – N ( mạch không nhánh - từ buta-1,3-dien và nitrin) tổng hợp đồng trùng hợp. o nCH CH CH CH + nCH CH t , p, xt 2 2 2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN CN e) Cao su clopren: tổng hợp - trùng hợp – dạng mạch không nhánh. to, p, xt nCH CH C CH CH CH C CH 2 2 2 2 n Cl Cl 3. TƠ a) Tơ capron (nilon – 6) (không phân nhánh)poliamit – tổng hợp – thủy phân trong môi trường axit và môi trường kiềm. Điều chế từ axit-ɛ-amino caproic – trùng ngưng. xt, to, p nH2N[CH2]5COOH NH[CH2]5CO n + nH2O Hoặc điều chế từ caprolactam – trùng hợp mở vòng. CH CH CH 2 2 2 xt, to, p n C = O NH[CH2]5CO n CH2 CH2 NH b) Tơ enang (nilon – 7) (không phân nhánh)poliamit điều chế từ axit- ω-amino enantoic bằng phản ứng trùng ngưng – tổng hợp – thủy phân trong môi trường axit và môi trường kiềm. xt, to, p HN[CH ] CO + nH O nH2N[CH2]6COOH 2 6 n 2 c) Tơ (nilon – 6,6) (không phân nhánh). poliamit– tổng hợp – thủy phân trong môi trường axit và môi trường kiềm. xt, to, p nNH2[CH2]6NH2 + nHOOC[CH2]4COOH NH[CH2]6NHCO[CH2]4CO n + 2nH2O Hexa metilen diamin axit adipic (phản ứng đồng trùng ngưng) d) Tơ olon hay nitron ( Acrylo nitrin) trùng hợp – bền trong môi trường axit và môi trường kiềm. to, xt,Pcao CH2 CH CN  CH2 CH | n CN e) Tơ lapsan (dacron) tổng hợp - đồng trùng ngưng - là một polieste – kém bền trong axit và kiềm.
3. xt, to, p nHOOC C6H4 COOH + nHO CH2 CH2 OH axit terephtalic etylen glicol CO C6H4 CO O CH2 CH2 O n + 2nH2O poli(etylen terephtalat) (lapsan) * Một só lưu ý: + Các polime thiên nhiên: tinh bột( amilozo và amilopectin), xenlulozo, tơ tằm, protein, sợi bông + các polime nhân tạo ( bán tổng hợp) tơ visco, tơ axetat được sản xuất chủ yếu từ xenlulozo + Các polime mạch có nhánh: amilopectin, nhựa rezol + Các polime mạch mạng không gian: nhựa rezit(bakelit) cao su lưu hóa II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP: + Dạng 1: Tính khối lượng monome hoặc polime tạo thành với hiệu suất phản ứng Câu 1. Từ 4 tấn C2H4 có chứa 30% tạp chất có thể điều chế bao nhiêu tấn PE ? (Biết hiệu suất là 90%) A. 2,52 B. 2,55 C. 2,8 D. 3,6 Câu 2. Sau khi trùng hợp 1 mol etilen thì thu được sản phẩm có phản ứng vừa đủ với 16 gam brom. Hiệu suất phản ứng và khối lượng polime thu được là A. 80% ; 22,4 gam.B. 10%; 28 gam.C. 20% ; 25,2 gam.D. 90% ; 25,2 gam. Câu 3. Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 ® C2H2 ® C2H3Cl ® PVC. Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần 3 V m khí thiên nhiên (đktc). Giá trị của V là (biết CH 4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên, hiệu suất của cả quá trình là 50%) A. 448,0. B. 286,7. C. 224,0. D. 358,4. + Dạng 2: Tính số mắt xích trong polime Câu 4. Phân tử khối trung bình của PVC là 750000. Hệ số polime hoá của PVC là A. 24.000 B. 15.000 C. 12.000 D. 25.000 Câu 5. Phân tử khối trung bình của polietilen X là 420000. Hệ số polime hoá của PE là A. 17.000 B. 15.000 C. 12.000 D. 13.000 Câu 6. 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 114.B. 121 và 114. C. 113 và 152. D. 121 và 152. Câu 8. Polime X có phân tử khối là 336000 và hệ số trùng hợp là 12000. Vậy X là A. PE.B. PP.C. Teflon. D. PVC III. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT Câu 9. Polivinyl clorua có công thức là A. (-CH2-CHCl-)2. B. (-CH 2-CH2-)n. C. (-CH2-CHBr-)n. D. (-CH 2-CHF-)n. Câu 10. Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là A. stiren. B. toluen.C. propen. D. isopren. Câu 11. Chất có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là A. propan.B. toluen.C. propen.D. etan. Câu 12. Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nước gọi là phản ứng A. trùng ngưng.B. trùng hợp. C. trao đổi. D. nhiệt phân. Câu 13. 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. trùng hợp. C. nhiệt phân. D. trùng ngưng. Câu 14. Tên gọi của polime có công thức (-CH2-CH2-)n là A. polietilen.B. polivinyl clorua. C. polistiren.D. polimetyl metacrylat. Câu 15. Từ monome nào sau đây có thể điều chế được poli(vinyl ancol)? A. CH2=CH-COOCH3. B. CH 2=CH-CH2OH. C. CH2=CH-COOC2H5. D. CH2=CH-OCOCH3. Câu 16. Chất tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polime là A. CH3-CH3. B. CH 3-CH2-CH3.C. CH 3-CH2-Cl. D. CH 2=CH-CH3. Câu 17. Monome được dùng để điều chế polietilen là A. CH≡CH. B. CH 2=CH-CH=CH2. C. CH2=CH2.D. CH 2=CH-CH3. Câu 18. Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là: A. CH2=CH-CH=CH2, CH3-CH=CH2.B. CH 2=C(CH3)-CH=CH2, C6H5CH=CH2. C. CH2=CH-CH=CH2, lưu huỳnh. D. CH 2=CH-CH=CH2, C6H5CH=CH2. Câu 19. 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=CH2, CH2=CH-CH= CH2, NH2- CH2- COOH.
4. B. CH2=CH2, CH3- CH=C= CH2, NH2- CH2- COOH. C. CH2=CHCl, CH3-CH=CH-CH3, CH3- CH(NH2)- COOH. D. CH2=CH2, CH3- CH=CH-CH3, NH2- CH2- CH2- COOH. Câu 20. Trong số các loại tơ sau: Tơ nilon-6,6 là tơ nào? (1) [-NH-(CH2)6-NH-OC-(CH2)4-CO-]n (2) [-NH-(CH2)5-CO-]n (3) [C6H7O2(OOC-CH3)3]n. A. (2). B. (3). C. (1), (2), (3). D. (1). Câu 21. Nhựa phenolfomandehit được điều chế bằng cách đun nóng phenol (dư) với dung dịch A. CH3COOH trong môi trường axit. B. HCHO trong môi trường axit. C. CH3CHO trong môi trường axit. D. HCOOH trong môi trường axit. Câu 22. Polivinyl axetat (hoặc poli(vinyl axetat)) là polime được điều chế bằng phản ứng trùng hợp A. C2H5COO-CH=CH2. B. CH 2=CH-COO-C2H5. C. CH3COO-CH=CH2. D. CH 2=CH-COO-CH3. Câu 23. Nilon-6,6 là một loại A. tơ poliamit. B. tơ axetat. C. polieste. D. tơ visco. Câu 24. Polime dùng để chế tạo thuỷ tinh hữu cơ (plexiglas) được điều chế bằng phản ứng trùng hợp A. CH3COOCH=CH2.B. CH 2=C(CH3)COOCH3. C. CH2 =CHCOOCH3. D. C6H5CH=CH2. Câu 25. Polivinyl clorua (PVC) điều chế từ vinyl clorua bằng phản ứng A. oxi hoá - khử. B. trao đổi. C. trùng ngưng.D. trùng hợp. Câu 26. Công thức cấu tạo của polibutađien là A. (-CH2-CH=CH-CH2-)n. B. (-CH2-CHCl-)n. C. (-CF2-CF2-)n. D. (-CH 2-CH2-)n. Câu 27. Tơ được sản xuất từ xenlulozơ là A. tơ capron. B. tơ tằm. C. tơ visco.D. tơ nilon-6,6. Câu 28. Monome được dùng để điều chế polipropilen là A. CH2=CH-CH3. B. CH≡CH. C. CH 2=CH-CH=CH2.D. CH 2=CH2. Câu 29. Tơ được sản xuất từ xenlulozơ là A. tơ visco.B. tơ capron.C. tơ nilon-6,6.D. tơ tằm. Câu 30. Tơ lapsan thuộc loại A. tơ axetat.B. tơ polieste. C. tơ poliamit. D. tơ visco. Câu 31. Tơ capron thuộc loại A. tơ axetat.B. tơ polieste. C. tơ poliamit. D. tơ visco. Câu 32. Tơ nilon - 6,6 được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng A. HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH. B. H 2N-(CH2)5-COOH. C. HOOC-(CH2)4-COOH và H2N-(CH2)6-NH2. D. HOOC-(CH 2)4-COOH và HO-(CH2)2-OH. Câu 33. Cho sơ đồ chuyển hoá: Glucozơ ® X ® Y ® Cao su Buna. Hai chất X, Y lần lượt là A. CH2CH2OH và CH3-CH=CH-CH3.B. CH 3CH2OH và CH2=CH2. C. CH3CH2OH và CH3CHO.D. CH 3CH2OH và CH2=CH-CH=CH2. Câu 34. Cao su buna được tạo thành từ buta-1,3-đien bằng phản ứng A. cộng hợp B. trùng hợp C. phản ứng thế D. trùng ngưng Câu 35. Công thức phân tử của cao su thiên nhiên A. ( C2H4)n B. ( C4H8)n C. ( C5H8)n D. ( C4H6)n Câu 36. Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng là : A. tơ nhân tạo.B. axit axetic D. tơ bán tổng hợp.C. etylen glycol. Câu 37. Tơ nilon -6,6 thuộc loại A. glyxin. B. tơ tổng hợp.C. tơ thiên nhiên.D. axit terephtaric. Câu 38. Tơ visco không thuộc loại A. tơ hóa họcB. tơ tổng hợp.C. tơ nhân tạo.D. tơ bán tổng hợp. Câu 39. Trong các loại tơ dưới đây, tơ nhân tạo là A. tơ tằm.B. tơ visco.C. tơ nilon -6,6. D. tơ capron. Câu 40. Teflon là tên của một polime được dùng làm A. keo dán.B. chất dẻo.C. tơ tổng hợp.D. cao su tổng hợp. Câu 41. Polime có cấu trúc mạng không gian (mạng lưới) là A. PVC.B. amilopectin.C. PE. D. nhựa bakelit. Câu 42. Tơ nilon-6,6 được tổng hợp từ phản ứng A. trùng ngưng từ caprolactan B. trùng ngưng giữa axit ađipic và hexametylenđiamin C. trùng hợp giữa axit ađipic và hexametylen đi amin D. trùng hợp từ caprolactan Câu 43. Quá trình điều chế tơ nào dưới đây là quá trình trùng hợp ? A. tơ nilon-6,6 từ hexametilen diamin và axit adipic. B. tơ capron từ axit α-amino caproic. C. tơ nitron (tơ olon) từ acrilo nitrin. D. tơ lapsan từ etilen glicol và axit terephtalic. Câu 44. Loại tơ nào dưới đây thường dùng để dệt vải may quần áo ấm hoặc bện thành sợi "len" đan áo rét?
5. A. Tơ nitron.B. Tơ nilon -6,6C. Tơ capronD. Tơ lapsan Câu 45. 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? A. 5, 7B. 3, 5, 7 C. 1, 2, 6D. 2, 3, 4, 5, 7 Câu 46. 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 47. Loại cao su nào dưới đây là kết quả của phản ứng đồng trùng hợp? A. Cao su isoprenB. Cao su cloprenC. Cao su bunaD. Cao su buna-N Câu 48. Qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy cao su thiên nhiên là polime của monome A. Buta- 1,3-đien B. Buta- 1,4-đien C. 2- metyl buta- 1,3-đienD. Buta- 1,2-đien Câu 49. Polime (-CH2 - CH(CH3) - CH2 - C(CH3) = CH - CH2 -)n được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monome A. CH2=C(CH3)-CH=CH2 B. CH2=CH-CH3 và CH2=C(CH3)-CH=CH2 C. CH2=CH-CH3 D. CH 2=CH-CH3 và CH2=C(CH3)-CH2-CH=CH2 Câu 50. Chỉ rõ monome của sản phẩm trùng hợp có tên gọi poli propilen (P.P) A. (-CH2-CH(CH3)-)nB. (-CH 2-CH2-)n C. CH 2=CH-CH3 D. CH2 = CH2 Câu 51. Trong các cặp chất sau, cặp chất nào tham gia phản ứng trùng ngưng? A. CH2=CH - CH=CH2 và C6H5-CH=CH2 B. CH2=CH - CH=CH2 và CH2=CH-CN C. H2N-CH2-NH2 và HOOC-CH2-COOHD. CH 2=CH-Cl và CH2=CH-OCO-CH3 Câu 52. Tơ nilon- 6,6 là A. Polieste của axit ađipic và etilen glicolB. Hexacloxiclohexan C. Poliamit của axit ω - aminocaproicD. Poliamit của axit ađipicvà hexametylenđiamin Câu 53. Poli(vinyl clorua) (PVC) được điều chế theo sơ đồ: X → Y → Z → PVC. Chất X là: A. metan B. butanC. propan D. etan Câu 54. Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là: A. CH2=C(CH3)-CH=CH2, C6H5CH=CH2.B. CH 2=CH-CH=CH2, C6H5CH=CH2. C. CH2=CH-CH=CH2, CH3-CH=CH2. D. CH2=CH-CH=CH2, lưu huỳnh. Câu 55. Cao su được sản xuất từ sản phẩm trùng hợp của buta-1,3-đien với CN-CH=CH 2 có tên gọi thông thường là A. cao su Buna-S.B. cao su Buna- N.C. cao su cloropren. D. cao su Buna. Câu 56. Chất hoặc cặp chất dưới đây không thể tham gia phản ứng trùng ngưng là A. axit ađipic và hexametilenđiamin B. axit ε-aminocaproic C. buta-1,3-đien và stiren.D. phenol và fomanđehit Câu 57. 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); cao su isopren (C5H8)n. B. cao su isopren (C5H8)n C. tinh bột (C6H10O5) D. tinh bột (C6H10O5); tơ tằm (-NH-R-CO-)n Câu 58. 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 có một liên kết đôi hoặc vòng no không bền. D. phải là anken hoặc ankađien.