Phương pháp giải một số dạng bài tập về polime

Dạng 1: Lý thuyết về đại cương và vật liệu polime

Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Phát biểu nào sau đây đúng ?

A. Polime là hợp chất do nhiều phân tử monome hợp thành.

B. Polime là hợp chất có phân tử khối lớn.

C. Polime là hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ liên kết với nhau tạo nên.

D. Các polime đều được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Theo định nghĩa về polime: Polime là hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ liên kết với nhau tạo nên.

Đáp án C

Ví dụ 2: Trong các nhận xét dưới đây, nhận xét nào không đúng ?

A. Các polime không bay hơi.

B. Đa số polime khó hoà tan trong các dung môi thông thường.

C. Các polime không có nhiệt độ nóng chảy xác định.

D. Các polime đều bền vững dưới tác dụng của axit, bazơ.

Hướng dẫn giải chi tiết:

D sai, một số polime bị thủy phân trong môi trường axit, bazo ví dụ như: xenlulozo, protein, …

Đáp án D.

Ví dụ 3: Điều kiện của monome để tham gia phản ứng trùng hợp là phân tử phải có

A. liên kết kết bội.

B. vòng không bền.        

C. hai nhóm chức khác nhau.     

D. A hoặc B.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Điều kiện của monome để tham gia phản ứng trùng hợp là phân tử cần có liên kết bội và vòng không bền.

Đáp án D.

Ví dụ 4: Một polime Y có cấu tạo như sau :

                              … –CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂– …

Công thức một mắt xích của polime Y là :

A. –CH₂–CH₂–CH₂– .

B. –CH₂–CH₂–CH₂–CH₂– .

C. –CH₂– .

D. –CH₂–CH₂– .

Hướng dẫn giải chi tiết:

Để làm được loại câu hỏi này, ta cần xác định được monome của polime.

Từ cấu tạo của Y ta nhận thấy, monome của Y là CH₂=CH₂

=> 1 mắt xích của chất Y có công thức là: –CH₂–CH₂–

Đáp án D

Dạng 2: Bài toán về tìm số mắt xích hoặc xác định công thức mắt xích của polime

* Một số lưu ý cần nhớ

* Phương pháp giải

Số mắt xích bằng tỉ lệ khối lượng phân tử của đoạn polime và khối lượng của mắt xích; tính số mắt xích dựa vào phản ứng clo hóa hoặc phản ứng cộng.

Bước 1: Xác định công thức của polime

Bước 2: Lập biểu thức giữa khối lượng phân tử với số mắt xích

Bước 3: Tính theo yêu cầu của bài toán

Trong nhiều trường hợp, có thể dùng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố để giải nhanh

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

- Hệ số polime hóa (n) = hệ số trùng hợp \(=\frac{{{m}_{po\lim e}}}{{{m}_{m\text{ono}me}}}=\frac{{{M}_{po\lim e}}}{{{M}_{m\text{ono}me}}}\)

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Polime X có hệ số trùng hợp là 560 và phân tử khối là 35000. Công thức một mắt xích của X là :

A. –CH₂–CHCl– .            

B.  –CH=CCl– . 

C.  –CCl=CCl– .

D. –CHCl–CHCl– .

Hướng dẫn giải chi tiết:

X có n = 560, Khối lượng mol là 35000

=> Khối lượng mol của 1 mắt xích có trong polime X là:

35000 : 560 = 62,5 (gam/mol)

Dựa vào các đáp án đề bài cho, ta suy ra công thức một mắt xích của X là: –CH₂–CHCl–

Đáp án A.

Ví dụ 2: Tiến hành clo hóa poli(vinyl clorua) thu được một loại polime X dùng để điều chế tơ clorin. Trong X có chứa 66,18% clo theo khối lượng. Vậy trung bình có bao nhiêu mắt xích PVC phản ứng được với một phân tử clo?

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Đặt a là số mắt xích –CH₂–CHCl– hay –C₂H₃Cl– tham gia phản ứng với một phân tử Cl₂. Do PVC không có liên kết bội, nên chỉ phản ứng thế với Cl₂ :

C_2aH_3aCl_a + Cl₂ → C_2aH_3a-1Cl_a+1 + HCl                       (1)

\(\% Cl = \frac{{35,5(a + 1)}}{{24a + (3a - 1) + 35,5(a + 1)}} = \frac{{66,18}}{{100}} \Rightarrow a = 2.\)

Đáp án B.

Dạng 3: Xác định khối lượng polime hoặc lượng chất tham gia quá trình tạo polime

* Một số lưu ý cần nhớ

Để làm dạng bài tập này ta cần

- Lập sơ đồ điều chế polime từ chất đã cho.

          nX=X  →  (-X-X-)_n

Ta có:  n_{mắt xích polime} = n.n_polime và M_polime = n.M_{mắt xích}  => m_{mắt xích polime} =  m_polime

- Đối với phản ứng trùng hợp 1 chất: m_monome = m_polime / H%

 Trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua đơn vị đo lường để giải nhanh.

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Tiến hành trùng hợp 5,2 gam stiren. Hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng 100 ml dung dịch brom 0,15M. Sau đó cho tiếp dung dịch KI dư vào thì thu được 0,635 gam iot. Hiệu suất trùng hợp stiren là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Số mol brom ban đầu: \({n_{B{{\rm{r}}_2}(b{\rm{d}})}} = 0,015\,\,mol\)

Số mol brom dư: \({n_{B{{\rm{r}}_2}\,\,du}} = {n_{{I_2}}} = 0,0025\,\,mol\)

\( \to {n_{B{{\rm{r}}_2}(pu)}} = 0,0125\,\,mol\)

\( \to {n_{{C_6}{H_5}CH = C{H_2}(du)}} = 0,0125\,\,mol\)

Hiệu suất phản ứng: \(H = \frac{{5,2 - 0,0125.104}}{{5,2}}.100\%  = 75\% \)

Ví dụ 2: Để điều chế cao su buna người ta có thể thực hiện theo sơ đồ biến hóa sau:

\({C_2}{H_5}OH\,\xrightarrow{{H = \,50\% }}\,buta - 1,3 - dien\,\xrightarrow{{H = \,80\% }}cao\,su\,buna\)

Tính khối lượng ancol etylic cần lấy để có thể điều chế được 54 gam cao su buna theo sơ đồ trên.

Hướng dẫn giải chi tiết:

m_{buta-1,3-đien} = m_{cao su buna} / H% = 54 / 80% = 67,5 gam

=> n_{buta-1,3-đien} = 1,25 mol

PTHH :      2C₂H₅OH  →  C₄H₆ + 2H₂O

Lí thuyết:      2,5         ←      1,25

Với H = 50% thì số mol C₂H₅OH thực tế cần dùng là: 2,5.100/50 = 5 mol

→ m_C2H5OH = 5.46 = 230 gam