Tài liệu học tập Polymer Hóa 12

PDF 14 trang · Lý thuyết, bài tập và lời giải

Chương 4 · Bài 12 · Năm học 2026–2027

Đề cương Polymer Hóa 12

THPT Nguyễn Hữu Thọ

Đọc lý thuyết đầy đủ hoặc tự ôn bằng cách chọn từ, công thức để điền vào chỗ trống. Học theo đề cương rồi vận dụng qua 38 câu bài tập có lời giải.

Ôn lý thuyết Đọc lý thuyết Luyện tập trên Học & Thi

Đại cương về polymer · Học và luyện tập

4mục chính
theo đề cương

35chỗ điền
ôn lý thuyết

38câu bài tập
có lời giải

Đọc đầy đủ lý thuyết, công thức và hướng dẫn CH1–CH3. Chọn Ôn lý thuyết để tự điền các ý quan trọng.

I. Khái niệm, danh pháp

1. Khái niệm

Polymer: chất gồm các đại phân tử. Trong phạm vi bài học, các đại phân tử có phân tử khối rất lớn và cấu tạo từ nhiều đơn vị lặp lại liên kết với nhau.
Monomer: chất có các phân tử tham gia phản ứng tạo polymer. Ví dụ: ethylene CH₂=CH₂ là monomer dùng điều chế polyethylene.
Mắt xích: đơn vị cấu tạo lặp lại trong mạch polymer. Mắt xích của polyethylene là –CH₂–CH₂–.
Số mắt xích n: số đơn vị lặp lại trong một mạch; trong các bài tập phổ thông còn được gọi là hệ số polymer hóa. Một mẫu polymer thường gồm nhiều mạch có độ dài khác nhau nên đề có thể cho phân tử khối trung bình.

nCH₂=CH₂ → [–CH₂–CH₂–]_n

Ghi nhớ: monomer là chất đầu; mắt xích là đơn vị lặp trong polymer. Ở PE, liên kết đôi của ethylene đã chuyển thành liên kết đơn.

2. Danh pháp

Thường gọi tên theo cách poly + tên monomer: ethylene → polyethylene; styrene → polystyrene. Khi tên monomer gồm nhiều từ, đặt trong ngoặc, ví dụ poly(vinyl chloride), poly(methyl methacrylate).

Tên riêng cần nhớ: capron là nylon-6; Teflon là tên thương mại thường dùng cho PTFE.

3. Nhận diện các polymer thường gặp

Nguyên tử khối dùng tính toán: C = 12, H = 1, O = 16, N = 14, Cl = 35,5, F = 19.

PE, PP, PVC và PS

PE

CH₂=CH₂ → [–CH₂–CH₂–]_n. Mắt xích C₂H₄, phân tử khối 28; chỉ chứa C và H.

PP

CH₂=CH–CH₃ → [–CH₂–CH(CH₃)–]_n. Mắt xích C₃H₆, phân tử khối 42; có nhóm –CH₃ gắn bên mạch.

PVC

CH₂=CHCl → [–CH₂–CH(Cl)–]_n. Mắt xích C₂H₃Cl, phân tử khối 62,5; chứa chlorine.

PS

CH₂=CH–C₆H₅ → [–CH₂–CH(C₆H₅)–]_n. Mắt xích C₈H₈, phân tử khối 104; có vòng benzene gắn bên mạch.

PMMA, PVAc, PVA, PAN và PTFE

PMMA

monomer CH₂=C(CH₃)COOCH₃; mắt xích –CH₂–C(CH₃)(COOCH₃)–. Công thức mắt xích C₅H₈O₂, phân tử khối 100. Có nhóm ester ở nhánh; được dùng chế tạo thủy tinh hữu cơ.

PVAc, poly(vinyl acetate)

monomer CH₂=CH–OCOCH₃; mắt xích –CH₂–CH(OCOCH₃)–. Công thức mắt xích C₄H₆O₂, phân tử khối 86. Có thể viết monomer tương đương là CH₃COOCH=CH₂.

PVA, poly(vinyl alcohol)

mắt xích –CH₂–CH(OH)–; công thức C₂H₄O, phân tử khối 44. Điều chế bằng biến đổi nhóm ester của PVAc, điển hình là thủy phân trong môi trường kiềm.

PAN, polyacrylonitrile

CH₂=CH–CN → [–CH₂–CH(CN)–]_n. Mắt xích C₃H₃N, phân tử khối 53; chứa nitrogen.

PTFE

CF₂=CF₂ → [–CF₂–CF₂–]_n. Mắt xích C₂F₄, phân tử khối 100; được biết đến qua tên Teflon.

Polybutadiene và polyisoprene

Polybutadiene

trùng hợp buta-1,3-diene CH₂=CH–CH=CH₂ theo kiểu cộng 1,4 tạo mắt xích –CH₂–CH=CH–CH₂–; C₄H₆, phân tử khối 54.

Polyisoprene

trùng hợp isoprene CH₂=C(CH₃)–CH=CH₂ theo kiểu cộng 1,4 tạo mắt xích –CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–; C₅H₈, phân tử khối 68.

Các mắt xích còn C=C nên có thể cộng Br₂. Cao su thiên nhiên chủ yếu là cis-1,4-polyisoprene; không đồng nhất mọi polyisoprene với cao su thiên nhiên.

Polyamide: nylon-6 và nylon-6,6

Nylon-6, còn gọi capron

mắt xích –NH–(CH₂)₅–CO–; C₆H₁₁NO, phân tử khối 113. Có thể tạo từ 6-aminohexanoic acid hoặc từ caprolactam theo các con đường khác nhau.

Nylon-6,6

mắt xích –NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO–; C₁₂H₂₂N₂O₂, phân tử khối 226. Hai monomer thường dùng là hexamethylenediamine H₂N–(CH₂)₆–NH₂ và adipic acid HOOC–(CH₂)₄–COOH.

Liên kết –CO–NH– nằm trên mạch chính là dấu hiệu nhận biết polyamide và có thể bị thủy phân làm đứt mạch.

Polyester, nhựa phenol–formaldehyde và cellulose

PET

mắt xích –O–CH₂–CH₂–O–CO–C₆H₄–CO–; C₁₀H₈O₄, phân tử khối 192. Điều chế từ ethylene glycol và terephthalic acid bằng trùng ngưng; hai nhóm thế trên vòng benzene ở vị trí para.

PPF, nhựa phenol–formaldehyde

tạo từ phenol và formaldehyde. Các vòng phenol có thể được nối bằng cầu –CH₂–; quá trình đóng rắn tạo mạng không gian. Cần phân biệt nhựa ở các giai đoạn tổng hợp với vật liệu đã đóng rắn.

[–C₆H₃(OH)–CH₂–]_n

Công thức này minh họa một dạng PPF mạch thẳng, trong đó các vòng phenol nối với nhau qua cầu methylene –CH₂–. Không dùng công thức mạch thẳng này để mô tả toàn bộ cấu trúc mạng của nhựa đã đóng rắn.

Cellulose

thường biểu diễn bằng (C₆H₁₀O₅)_n; mắt xích có phân tử khối 162. Thủy phân hoàn toàn tạo glucose.

CH1. Xác định monomer của PE, PS, PVC

PE: CH₂=CH₂, ethylene.
PS: CH₂=CH–C₆H₅, styrene.
PVC: CH₂=CHCl, vinyl chloride.

Khôi phục C=C giữa hai carbon của mắt xích và giữ nguyên nhóm thế.

CH2. Viết polymer tạo từ propylene và methyl methacrylate

a) Propylene:

nCH₂=CH–CH₃ → [–CH₂–CH(CH₃)–]_n.

Sản phẩm là polypropylene, PP.

b) Methyl methacrylate:

nCH₂=C(CH₃)COOCH₃
→ [–CH₂–C(CH₃)(COOCH₃)–]_n.

Sản phẩm là poly(methyl methacrylate), PMMA. Liên kết C=C tham gia phản ứng; nhóm ester –COOCH₃ vẫn còn ở nhánh.

II. Tính chất vật lí

Hầu hết polymer thường gặp là chất rắn, không bay hơi, không nóng chảy hoặc nóng chảy trong một khoảng nhiệt độ khá rộng. Hầu hết không tan trong nước; một số tan được trong dung môi hữu cơ. Tính chất phụ thuộc cấu tạo, nhóm chức, độ dài mạch và mức độ liên kết ngang.

Polymer nhiệt dẻo

có thể mềm hoặc nóng chảy khi đun nóng và rắn lại khi làm nguội trong điều kiện thích hợp. Ví dụ: PE, PP, PVC, PS, PET.

Polymer nhiệt rắn

sau khi đóng rắn, các mạch được liên kết thành mạng; không thể làm nóng chảy để tạo hình lại như nhựa nhiệt dẻo. Đun quá mạnh có thể làm vật liệu phân hủy.

Ngoại lệ: PVA có thể tan trong nước; độ tan còn phụ thuộc mức độ thủy phân và điều kiện.

1PET

2HDPE

3PVC

4LDPE

5PP

6PS

HDPE và LDPE đều thuộc PE. Khả năng dùng với nước nóng hoặc lò vi sóng cần căn cứ hướng dẫn sử dụng của từng sản phẩm.

III. Tính chất hóa học

PHẢN ỨNG CỦA POLYMERNhận diện theo sự thay đổi của mạch chính

CẮT MẠCH

Đứt liên kết của mạch chính.

Ví dụ: thủy phân cellulose thành glucose.

TĂNG MẠCH / KHÂU MẠCH

Nối các mạch, có thể tạo mạng lưới.

Ví dụ: lưu hóa cao su với lưu huỳnh.

GIỮ NGUYÊN MẠCH

Không đứt, không nối các mạch chính.

Ví dụ: PVAc thành PVA; polyisoprene + Br₂.

Ghi nhớ: thủy phân nhóm bên có thể giữ nguyên mạch.

1. Phản ứng cắt mạch polymer

Liên kết trên mạch chính bị phá vỡ, tạo mạch ngắn hơn hoặc phân tử nhỏ. Tác nhân có thể là nhiệt, hóa chất hay enzyme. Cắt mạch không nhất thiết chỉ tạo monomer ban đầu.

Thủy phân cellulose hoặc tinh bột làm đứt liên kết glycoside; thủy phân hoàn toàn tạo glucose.
Thủy phân protein hoặc polyamide làm đứt liên kết amide.
Thủy phân polyester làm đứt liên kết ester nằm trên mạch chính.
Trong điều kiện thích hợp, nhiệt phân PS có thể tạo styrene; thực tế sản phẩm nhiệt phân có thể là hỗn hợp.

Ví dụ 1 – nhiệt phân polystyrene (PS): trong điều kiện thích hợp, PS có thể bị phân cắt tạo styrene.

[–CH₂–CH(C₆H₅)–]_n t^°→ nCH₂=CH–C₆H₅

Ví dụ 2 – thủy phân cellulose:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Phương trình cellulose được viết theo mắt xích, với xúc tác acid và đun nóng.

2. Phản ứng tăng mạch polymer

Các mạch polymer nối với nhau, có thể tạo mạng không gian. Lưu hóa cao su: sulfur tạo cầu nối giữa các mạch, giúp vật liệu có tính đàn hồi, độ bền và khả năng giữ hình dạng phù hợp hơn.

Sơ đồ lưu hóa cao su:

Cao su + nS t^°→ Cao su lưu hóa

Minh họa cầu nối disulfide –S–S– liên kết các mạch cao su.

3. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

Nhóm chức ở nhánh hoặc liên kết bội tham gia phản ứng, nhưng khung liên kết của mạch chính không bị cắt. Sản phẩm có thể có nhóm thế và tính chất khác chất đầu.

Ví dụ 1 – thủy phân PVAc trong kiềm:

[–CH₂–CH(OCOCH₃)–]_n + nNaOH
→ [–CH₂–CH(OH)–]_n + nCH₃COONa.

Nhóm –OCOCH₃ được chuyển thành –OH, tạo PVA; mạch chính carbon–carbon được giữ nguyên.

Ví dụ 2 – thủy phân PMMA trong kiềm:

[–CH₂–C(CH₃)(COOCH₃)–]_n + nNaOH
→ [–CH₂–C(CH₃)(COONa)–]_n + nCH₃OH.

Nhóm ester nằm ở nhánh nên phản ứng này giữ nguyên mạch carbon. Cần giữ cả nhóm –CH₃ gắn trực tiếp vào mạch trong công thức sản phẩm.

Ví dụ 3 – cộng bromine vào polyisoprene: Br₂ cộng vào liên kết C=C còn lại trong mắt xích. Mắt xích –CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂– chuyển thành –CH₂–C(Br)(CH₃)–CH(Br)–CH₂–, không làm đứt mạch chính.

Phân loại theo mạch chính: đứt mạch → cắt mạch; biến đổi nhánh hoặc cộng mà không đứt khung mạch → giữ nguyên mạch; nối các mạch → tăng mạch.

CH3. Thủy phân PMMA trong base và nylon-6,6 trong acid

a) PMMA trong base:

[–CH₂–C(CH₃)(COOCH₃)–]_n + nNaOH
→ [–CH₂–C(CH₃)(COONa)–]_n + nCH₃OH.

Sản phẩm gồm polymer mang nhóm –COONa và methanol CH₃OH; đây là phản ứng giữ nguyên mạch.

b) Nylon-6,6 trong acid: các liên kết amide bị cắt. Phần diacid tạo adipic acid, HOOC–(CH₂)₄–COOH. Phần diamine tồn tại chủ yếu ở dạng ion ammonium trong môi trường acid; với HCl dư, muối tương ứng là [H₃N–(CH₂)₆–NH₃]Cl₂.

Phương trình cân bằng cho một mạch thẳng có đầu –NH₂ và –COOH:

H–[NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]_n–OH
+ (2n − 1)H₂O + 2nHCl
→ n[H₃N–(CH₂)₆–NH₃]Cl₂
+ nHOOC–(CH₂)₄–COOH.

Đây là phản ứng cắt mạch. Nhận diện monomer thì nêu diamine và adipic acid; viết phương trình trong HCl dư thì dùng muối ammonium của diamine.

IV. Phương pháp tổng hợp

1. Phản ứng trùng hợp

Trong các ví dụ phổ thông của bài, nhiều phân tử monomer kết hợp tạo polymer mà không tách ra phân tử nhỏ. Monomer thường có liên kết đôi C=C hoặc vòng có khả năng mở vòng trong điều kiện thích hợp.

Ethylene → PE; propylene → PP; vinyl chloride → PVC; styrene → PS.
Methyl methacrylate → PMMA; buta-1,3-diene → polybutadiene.
Caprolactam → nylon-6 bằng trùng hợp mở vòng.

Nhiệt độ, áp suất, chất khơi mào hoặc xúc tác phụ thuộc từng monomer.

2. Phản ứng trùng ngưng

Các phân tử liên kết tạo polymer, đồng thời tách phân tử nhỏ, thường là H₂O. Với polyamide và polyester, monomer thường có hai nhóm chức phản ứng tiếp nối như –NH₂, –COOH hoặc –OH.

Nylon-6,6: diamine có hai nhóm –NH₂ kết hợp với diacid có hai nhóm –COOH.
PET hoặc PBT: diol kết hợp với diacid; liên kết ester nằm trên mạch chính.
Nhựa phenol–formaldehyde: tạo thành từ phenol và formaldehyde; cần xét các vị trí có thể phản ứng trên phân tử, không chỉ đếm số nhóm –OH.

Hai con đường tạo nylon-6 cần phân biệt

Từ 6-aminohexanoic acid, H₂N–(CH₂)₅–COOH: xảy ra trùng ngưng, có tách nước. Nếu biểu diễn một mạch thẳng có đủ hai nhóm cuối mạch:

nH₂N–(CH₂)₅–COOH
→ H–[NH–(CH₂)₅–CO]_n–OH + (n − 1)H₂O.

Từ caprolactam: trùng hợp mở vòng tạo nylon-6. Khi phân loại, phải xét monomer và con đường điều chế.

PVA: vinyl acetate → PVAc → PVA gồm hai giai đoạn: trùng hợp rồi thủy phân. Bắt đầu từ acetylene thì thêm một giai đoạn tạo vinyl acetate.

Công thức và vận dụng bổ sung

Tính số mắt xích

n ≈ M_polymerM_{mắt xích}

Bài tập tính theo mắt xích bỏ qua khối lượng nhóm cuối mạch. Khi đề yêu cầu tính chính xác các nhóm này, phải đưa chúng vào công thức.

Cellulose: n ≈ M ÷ 162.
PS: n ≈ M ÷ 104.
Nylon-6: n ≈ M ÷ 113.
Nylon-6,6: n ≈ M ÷ 226.

Ví dụ: PS có phân tử khối 104 000 → n ≈ 104 000 ÷ 104 = 1 000.

Tính khối lượng polymer và hiệu suất

Tính sản phẩm lí thuyết từ chất đầu, sau đó áp dụng hiệu suất của từng giai đoạn.

m_{thực tế} = m_{lí thuyết} × H100

Trùng hợp kiểu cộng: khi toàn bộ monomer được đưa vào polymer, khối lượng polymer lí thuyết bằng khối lượng monomer phản ứng. Ví dụ, 200 g styrene, hiệu suất tạo PS là 80% → thu được 160 g PS.
Trùng ngưng: phải trừ phần khối lượng phân tử nhỏ bị tách. Với nylon-6 theo quy ước mắt xích, 131 g 6-aminohexanoic acid tương ứng 113 g polymer lí thuyết và 18 g nước khi bỏ qua nhóm cuối mạch.
Nhiều giai đoạn: dùng tích các hiệu suất ở dạng thập phân. Ví dụ, 80% rồi 70% → phần chuyển hóa toàn quá trình là 0,80 × 0,70 = 0,56.

Nếu đã cho lượng nước thực tế sinh ra đồng thời với polymer, dùng tỉ lệ giữa hai sản phẩm; không nhân hiệu suất thêm lần nữa.

Tính phần trăm khối lượng nguyên tố

%m_C = 12 × số C trong mắt xíchM_{mắt xích} × 100%

Ví dụ PMMA có mắt xích C₅H₈O₂, phân tử khối 100, nên %m_C = 12 × 5 ÷ 100 × 100% = 60%. Hệ số n triệt tiêu khi tính tỉ lệ phần trăm từ công thức polymer.

Ôn lý thuyết: chọn và điền

Bấm vào từng chỗ trống và chọn một trong 2–3 đáp án để hoàn thành 35 ý ôn tập. Em có thể đổi lựa chọn và đọc lại lý thuyết bất cứ lúc nào.

I – KHÁI NIỆM, DANH PHÁP

1. Khái niệm

Polymer là chất gồm các đại phân tử có phân tử khối , được tạo nên từ nhiều đơn vị cấu tạo liên kết với nhau.

Phân tử nhỏ có thể tham gia phản ứng tạo polymer được gọi là phân tử . Đơn vị cấu tạo lặp lại trong mạch polymer được gọi là .

2. Danh pháp và nhận diện polymer

Cách gọi tên thường gặp: tên polymer = + tên monomer. Khi tên monomer gồm nhiều từ, đặt tên đó trong ngoặc, như poly(vinyl chloride).

Capron có mắt xích –NH–(CH₂)₅–CO– và còn được gọi là . Liên kết đặc trưng của polyamide, như capron và nylon-6,6, là trên mạch chính.

CH1. Monomer dùng trùng hợp tạo PE, PS, PVC

Monomer tạo PE: .
Monomer tạo PS: .
Monomer tạo PVC: .

CH2. Công thức polymer từ propylene và methyl methacrylate

a/ Propylene:
nCH₂=CH–CH₃ → .
Sản phẩm là polypropylene (PP).

b/ Methyl methacrylate:
nCH₂=C(CH₃)COOCH₃ → .
Sản phẩm là poly(methyl methacrylate), PMMA.

II – TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Hầu hết polymer thường gặp là chất rắn và . Chúng không nóng chảy hoặc nóng chảy trong một khoảng nhiệt độ khá rộng.

Polymer có thể mềm hoặc nóng chảy khi đun nóng và rắn lại khi làm nguội trong điều kiện thích hợp.

Polymer , sau khi đã đóng rắn thành mạng, không thể làm nóng chảy để tạo hình lại; đun quá mạnh có thể làm vật liệu phân hủy.

Hầu hết polymer không tan trong nước; một số tan được trong dung môi hữu cơ. Một ngoại lệ có thể tan trong nước, tùy mức độ thủy phân và điều kiện, là .

Các mã nhựa thường gặp: 1 – PET; 2 – HDPE; 3 – PVC; 4 – LDPE; 5 – ; 6 – PS.

III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng cắt mạch polymer

Phản ứng cắt mạch làm đứt liên kết trong , tạo các mạch ngắn hơn hoặc phân tử nhỏ. Sản phẩm không nhất thiết chỉ là monomer ban đầu.

Ví dụ theo sơ đồ đơn giản hóa: nhiệt phân [–CH₂–CH(C₆H₅)–]ₙ có thể thu được styrene CH₂=CH–C₆H₅.

2. Phản ứng tăng mạch polymer

Khi lưu hóa cao su với sulfur, các mạch polymer được nhờ cầu liên kết, có thể tạo mạng không gian.

3. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

Thủy phân PVAc trong môi trường kiềm biến đổi nhóm ester ở nhánh, giữ nguyên khung mạch carbon:
[–CH₂–CH(OCOCH₃)–]ₙ + nNaOH → + nCH₃COONa.

Ở polyisoprene, Br₂ cộng vào liên kết còn lại trong mắt xích. Khung liên kết của mạch chính được giữ nguyên.

CH3. Thủy phân PMMA trong base và nylon-6,6 trong acid

a/ PMMA trong dung dịch NaOH:
[–CH₂–C(CH₃)(COOCH₃)–]ₙ + nNaOH
→ + n.

b/ Nylon-6,6 trong HCl dư:
Các liên kết amide bị cắt. Sản phẩm gồm adipic acid HOOC–(CH₂)₄–COOH và muối của phần diamine là .

IV – PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP

1. Phản ứng trùng hợp

Trong các ví dụ đã học, trùng hợp kết hợp nhiều monomer thành polymer mà không tách ra phân tử nhỏ. Ethylene, propylene và styrene có liên kết tham gia phản ứng.

Ngoài monomer có liên kết đôi, một số monomer vòng cũng có thể trùng hợp. Monomer vòng dùng để tạo nylon-6 bằng trùng hợp mở vòng là .

2. Phản ứng trùng ngưng

Trùng ngưng kết hợp các phân tử để tạo polymer, đồng thời giải phóng phân tử nhỏ. Khi H₂N–(CH₂)₆–NH₂ phản ứng với HOOC–(CH₂)₄–COOH tạo nylon-6,6, phân tử nhỏ được tách ra là .

Điều chế nylon-6 từ 6-aminohexanoic acid H₂N–(CH₂)₅–COOH là phản ứng ; không nhầm với con đường mở vòng caprolactam.

Hai monomer H₂N–(CH₂)₆–NH₂ và HOOC–(CH₂)₄–COOH đều có có thể tham gia phản ứng tiếp nối tạo mạch.

Nhựa phenol–formaldehyde (PPF) được tạo từ phenol và . Khi xét khả năng tạo mạch, cần chú ý cả các vị trí phản ứng trên phân tử.

Vận dụng: điều chế PVA

Vinyl acetate → PVAc → PVA gồm hai giai đoạn: trùng hợp vinyl acetate, sau đó PVAc trong môi trường kiềm.

BỔ SUNG – CÔNG THỨC TÍNH NHANH

1. Số mắt xích

Công thức gần đúng: n ≈ M(polymer) ÷ .

Phân tử khối một mắt xích: cellulose 162; PS 104; nylon-6 là 113; nylon-6,6 là 226. Một mạch PS có phân tử khối 104 000 thì có khoảng mắt xích.

2. Khối lượng và hiệu suất

Theo quy ước mắt xích, 131 g 6-aminohexanoic acid tương ứng 18 g nước và capron lí thuyết.

Với một giai đoạn: m(thực tế) = m(lí thuyết) × H ÷ 100. Với hai giai đoạn nối tiếp có hiệu suất 80% và 70%, tích hiệu suất là .

3. Phần trăm khối lượng nguyên tố

Mắt xích PMMA có công thức C₅H₈O₂, phân tử khối 100. Phần trăm khối lượng carbon bằng (5 × 12 ÷ 100) × 100% = .

Bài tập Polymer có lời giải

Hãy tự trả lời trước khi mở lời giải. Muốn luyện tập và được chấm điểm, chọn Luyện tập trên Học & Thi.

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

25 câu · Mỗi câu chỉ chọn một phương án.

Phần I – Câu 1.

Điền từ thích hợp vào chỗ trống trong định nghĩa về polymer: Polymer là những hợp chất có phân tử khối …(1)… do nhiều đơn vị nhỏ (còn gọi là …(2)…) liên kết với nhau tạo nên.

A.(1) trung bình và (2) monomer.
B.(1) lớn và (2) mắt xích.
C.(1) lớn và (2) monomer.
D.(1) trung bình và (2) mắt xích.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Polymer có phân tử khối rất lớn; các đơn vị lặp lại trong mạch được gọi là mắt xích. Monomer là phân tử nhỏ dùng để tổng hợp polymer, không đồng nhất với mắt xích đã nằm trong mạch.

Phần I – Câu 2.

Tính chất vật lí chung của polymer là

A.chất lỏng, không màu, không tan trong nước.
B.chất lỏng, không màu, tan tốt trong nước.
C.chất rắn, không bay hơi, dễ tan trong nước.
D.chất rắn, không bay hơi, không tan trong nước.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: D.

Hầu hết polymer là chất rắn, không bay hơi và không tan trong nước. Đây là đặc điểm của hầu hết polymer, không phải của mọi polymer; một số polymer như poly(vinyl alcohol) có thể tan trong nước ở điều kiện phù hợp.

Phần I – Câu 3.

Quá trình lưu hóa cao su thuộc loại phản ứng

A.cắt mạch polymer.
B.tăng mạch polymer.
C.giữ nguyên mạch polymer.
D.phân hủy polymer.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Lưu hóa tạo các cầu nối chứa lưu huỳnh giữa những mạch cao su, hình thành mạng lưới không gian. Đây là phản ứng tăng mạch (khâu mạch) polymer.

Phần I – Câu 4.

Các động vật ăn cỏ như trâu, bò, dê, cừu,… có thể chuyển hóa cellulose trong thức ăn thành glucose bằng enzyme cellulase để cung cấp năng lượng cho cơ thể. Phản ứng chuyển hóa cellulose thành glucose thuộc loại phản ứng nào sau đây?

A.Cắt mạch polymer.
B.Giữ nguyên mạch polymer.
C.Tăng mạch polymer.
D.Trùng hợp.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: A.

Thủy phân cellulose làm đứt các liên kết glycoside, biến mạch dài thành những phân tử glucose nhỏ. Vì vậy đây là phản ứng cắt mạch polymer.

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (enzyme thích hợp).

Phần I – Câu 5.

Phản ứng của polyisoprene với bromine xảy ra theo phương trình hóa học sau:

[–CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–]_n + nBr₂ → [–CH₂–C(CH₃)(Br)–CH(Br)–CH₂–]_n

Phản ứng trên thuộc loại phản ứng

A.cắt mạch polymer.
B.giữ nguyên mạch polymer.
C.tăng mạch polymer.
D.trùng hợp polymer.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Br₂ cộng vào liên kết đôi C=C của các mắt xích, nhưng không cắt đứt mạch carbon và không nối các mạch với nhau. Số mắt xích của mạch polymer vẫn được giữ nguyên.

Phần I – Câu 6.

Quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau (monomer) tạo thành phân tử lớn (polymer) được gọi là phản ứng

A.thủy phân.
B.trùng hợp.
C.trùng ngưng.
D.xà phòng hóa.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Đây là định nghĩa phản ứng trùng hợp. Ví dụ: nCH₂=CH₂ → [–CH₂–CH₂–]_n.

Phần I – Câu 7.

Quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer), đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là H₂O) được gọi là phản ứng

A.trùng hợp.
B.thế.
C.tách.
D.trùng ngưng.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: D.

Đặc trưng của phản ứng trùng ngưng là tạo polymer đồng thời giải phóng các phân tử nhỏ như H₂O. Các monomer phải có những nhóm chức thích hợp để tiếp tục nối mạch.

Phần I – Câu 8.

Polyethylene là sản phẩm của phản ứng trùng hợp của chất nào dưới đây?

A.CH₂=CH–Cl.
B.CH₂=CH₂.
C.CH₂=CH–C₆H₅.
D.CH₂=CH–CH₃.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Ethylene (ethene), CH₂=CH₂, trùng hợp tạo polyethylene (PE), có mắt xích –CH₂–CH₂–.

Phần I – Câu 9.

Poly(methyl methacrylate) (PMMA) cho ánh sáng truyền qua trên 90% nên được sử dụng làm thủy tinh hữu cơ. Thực hiện phản ứng trùng hợp monomer nào sau đây thu được PMMA?

A.CH₂=C(CH₃)COOCH₃.
B.CH₂=CHCOOCH₃.
C.CH₂=CHC₆H₅.
D.CH₂=CHCl.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: A.

Monomer của PMMA là methyl methacrylate: CH₂=C(CH₃)COOCH₃. Khi trùng hợp, liên kết đôi C=C mở ra, tạo mắt xích –CH₂–C(CH₃)(COOCH₃)–.

Phần I – Câu 10.

Chất có thể trùng hợp tạo ra polymer là

A.C₂H₅OH.
B.CH₃COOH.
C.CH₃CH₃.
D.CH₂=CHCH₃.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: D.

Propylene (propene), CH₂=CHCH₃, có liên kết đôi C=C và có thể trùng hợp tạo polypropylene (PP).

Phần I – Câu 11.

Loại polymer nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?

A.PVC.
B.Cao su buna.
C.PS.
D.Nylon-6,6.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: D.

Nylon-6,6 được tạo thành bằng phản ứng trùng ngưng hexamethylenediamine H₂N(CH₂)₆NH₂ với adipic acid HOOC(CH₂)₄COOH, đồng thời tách nước. PVC, cao su buna và PS được điều chế bằng phản ứng trùng hợp.

Phần I – Câu 12.

Loại polymer nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?

A.PVC.
B.Cao su buna.
C.PET.
D.Teflon.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: C.

PET, poly(ethylene terephthalate), có thể được điều chế bằng cách trùng ngưng ethylene glycol HOCH₂CH₂OH với terephthalic acid HOOC–C₆H₄–COOH. Teflon (PTFE) được tạo thành bằng trùng hợp CF₂=CF₂.

Phần I – Câu 13.

Polymer Z được tổng hợp theo phương trình hóa học sau:

nH₂N[CH₂]₆NH₂ + nHOOC[CH₂]₄COOH ^{t°, xt} Z + (n − 1)H₂O

Polymer Z được điều chế bằng phản ứng

A.trùng hợp.
B.trùng ngưng.
C.thế.
D.trao đổi.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Nhóm –NH₂ của diamine phản ứng với nhóm –COOH của diacid, tạo liên kết amide –CO–NH– và tách H₂O. Z là nylon-6,6; quá trình tạo polymer kèm giải phóng phân tử nước là trùng ngưng.

Phần I – Câu 14.

Polymer nào sau đây trong thành phần hóa học có hai nguyên tố carbon và hydrogen?

A.Poly(methyl methacrylate).
B.Poly(vinyl chloride).
C.Poly(vinyl acetate).
D.Polystyrene.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: D.

Theo cách hiểu câu hỏi là polymer chỉ gồm hai nguyên tố C và H, chọn D. Polystyrene. Mắt xích của PS là –CH₂–CH(C₆H₅)–. PMMA và PVAc còn có O; PVC còn có Cl.

Phần I – Câu 15.

Polymer nào sau đây trong thành phần chỉ gồm hai nguyên tố C và H?

A.Poly(phenol-formaldehyde).
B.Poly(methyl methacrylate).
C.Polybuta-1,3-diene.
D.Nylon-6,6.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: C.

Polybuta-1,3-diene có mắt xích –CH₂–CH=CH–CH₂–, chỉ gồm C,H. Nhựa phenol-formaldehyde và PMMA chứa O; nylon-6,6 chứa cả N và O.

Phần I – Câu 16.

Loại polymer nào sau đây chứa nguyên tố nitrogen?

A.Polystyrene.
B.Poly(vinyl chloride).
C.Polyisoprene.
D.Nylon-6,6.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: D.

Nylon-6,6 là polyamide, có nhóm –CO–NH– trong mạch chính nên chứa nguyên tố nitrogen (N).

Phần I – Câu 17.

Polymer nào dưới đây có chứa nguyên tố chlorine?

A.PE.
B.PP.
C.PVC.
D.PS.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: C.

PVC có mắt xích –CH₂–CH(Cl)– nên chứa chlorine (Cl). PE, PP và PS chỉ có C,H.

Phần I – Câu 18.

Hiện nay, túi nylon được sử dụng phổ biến để đựng đồ mua sắm hằng ngày. Ngoài các tiện ích, túi nylon sau khi sử dụng đã trở thành rác thải bền, khó bị phân hủy, gây ô nhiễm môi trường lâu dài. Để bảo vệ môi trường, người tiêu dùng được khuyến nghị nên thay túi nylon bằng loại túi giá rẻ và dễ bị phân hủy nào sau đây?

A.Túi da.
B.Túi vải.
C.Túi giấy.
D.Túi nhựa.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: C.

Theo tiêu chí được nêu trong câu hỏi, chọn túi giấy. Giấy chủ yếu được làm từ cellulose, có khả năng phân hủy sinh học. Cần phân biệt tên gọi thông dụng ‘túi nilon’ với nylon là một loại polyamide; túi mua sắm thông dụng thường làm từ PE.

Phần I – Câu 19.

Polymer X có thể chịu được nhiệt độ lên tới 160°C nên được dùng làm ống dẫn nước nóng, hộp đựng thực phẩm có thể sử dụng trong lò vi sóng, … Các vật dụng làm từ X thường được in kí hiệu như hình bên.

(a) X được tổng hợp từ phản ứng trùng hợp pent-1-ene.
(b) Hộp nhựa làm từ X có thể đựng nước sôi mà không bị biến dạng.
(c) X thuộc loại polymer nhiệt dẻo.
(d) Nhựa làm từ X thuộc loại nhựa có thể tái chế. Số phát biểu đúng?

A.4.
B.3.
C.1.
D.2.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

Kí hiệu số 5–PP cho biết X là polypropylene. (a) sai: monomer dùng để tổng hợp PP là propene CH₂=CH–CH₃, không phải pent-1-ene. Theo thông tin và cách hiểu trong đề, (b), (c), (d) được tính đúng. Vậy có 3 phát biểu đúng, chọn B.

Phần I – Câu 20.

Vật liệu polymer đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Với những ưu điểm vượt trội về tính chất, độ bền, …, vật liệu polymer được ứng dụng rộng rãi trong đời sống làm vật liệu cách điện và đặc biệt là vật liệu xây dựng mới như: sơn chống thấm, bê tông siêu nhẹ, gỗ công nghiệp, … Các polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng.

(a) Sự khác biệt cơ bản giữa hai loại phản ứng điều chế polymer là: phản ứng trùng ngưng có tạo ra các phân tử nhỏ, còn trùng hợp thì không tạo ra phân tử nhỏ.
(b) Trùng hợp buta-1,3-diene thu được polymer có cấu trúc tương tự cao su thiên nhiên.
(c) Poly(vinyl acetate) (PVAc) được dùng chế tạo sơn, keo dán. Monomer dùng để trùng hợp tạo PVAc là CH₂=CHCOOCH₃.
(d) Nylon-6,6 được sử dụng phổ biến trong ngành dệt may và được điều chế từ phản ứng trùng ngưng.

Số phát biểu đúng?

A.4.
B.3.
C.1.
D.2.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: B.

(a), (b), (d) đúng. (c) sai ở công thức monomer: vinyl acetate là CH₂=CH–O–CO–CH₃; CH₂=CHCOOCH₃ là methyl acrylate. Có 3 phát biểu đúng.

Ở (b), polybuta-1,3-diene có mắt xích –CH₂–CH=CH–CH₂–; cao su thiên nhiên là cis-polyisoprene, có mắt xích –CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–. Chúng có điểm tương tự nhưng không đồng nhất cấu tạo.

Phần I – Câu 21.

Phản ứng

nCH₂=CH–CH=CH₂ ^{xt, t°, p} [–CH₂–CH=CH–CH₂–]_n

dùng để điều chế polymer nào sau đây?

A.Polypropylene.
B.Polyethylene.
C.Polybuta-1,3-diene.
D.Polystyrene.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: C.

Monomer là buta-1,3-diene, CH₂=CH–CH=CH₂. Trùng hợp theo kiểu1,4 tạo polybuta-1,3-diene, là thành phần polymer của cao su buna.

Phần I – Câu 22.

Poly(vinyl alcohol) (viết tắt là PVA) được dùng làm chất kết dính, sợi vinylon, vật liệu ứng dụng trong y tế,… Polyvinyl acetate (viết tắt là PVAc) được sử dụng phổ biến làm keo dán gỗ, keo dán giấy,… PVAc và PVA được tổng hợp theo sơ đồ sau:

HC≡CH ^+CH₃COOH A ^{Trùng hợp} PVAc ^{NaOH, t°} PVA

Công thức của PVA là

A.[–H₂C–CHOH–]_n
B.[–H₂C–CHCH₃–]_n
C.[–H₂C–CHOOCCH₃–]_n
D.[–H₂C–CHOOCC₂H₃–]_n

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: A.

A là vinyl acetate CH₂=CH–O–CO–CH₃. Thủy phân các nhóm ester ở mạch nhánh của PVAc trong môi trường kiềm tạo các nhóm –OH, thu được PVA có mắt xích –CH₂–CH(OH)–. Mạch carbon chính vẫn được giữ nguyên.

[–CH₂–CH(OCOCH₃)–]_n + nNaOH → [–CH₂–CH(OH)–]_n + nCH₃COONa.

Phần I – Câu 23.

Phân tử khối của một đoạn mạch cellulose là 2 430 000. Số lượng mắt xích trong đoạn mạch cellulose nêu trên là

A.15 000.
B.12 500.
C.12 000.
D.16 000.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: A.

Mắt xích cellulose là C₆H₁₀O₅, có phân tử khối 6×12 + 10×1 + 5×16 = 162. Theo quy ước bỏ qua ảnh hưởng của nhóm cuối mạch:

n = 2 430 000 ÷ 162 = 15 000 mắt xích.

Phần I – Câu 24.

Khối lượng của một đoạn mạch nylon-6,6 là 27 346 amu và của một đoạn mạch capron (nylon-6) là 17 176 amu. Số lượng mắt xích trong đoạn mạch nylon-6,6 và capron nêu trên lần lượt là

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

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: C.

Mắt xích nylon-6,6 là C₁₂H₂₂N₂O₂, có khối lượng 12×12 + 22×1 + 2×14 + 2×16 = 226 amu. Suy ra n₁ = 27 346 ÷ 226 = 121.

Mắt xích capron là C₆H₁₁NO, có khối lượng 6×12 + 11×1 + 14 + 16 = 113 amu. Suy ra n₂ = 17 176 ÷ 113 = 152.

Phần I – Câu 25.

Một mẫu polystyrene (PS) được dùng làm hộp xốp bảo quản thực phẩm có chứa hỗn hợp gồm nhiều đoạn mạch PS có số mắt xích khác nhau và có phân tử khối trung bình là 264 160. Số lượng mắt xích trung bình của mẫu PS trên là

A.2 540.
B.1 540.
C.1 200.
D.5 240.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: A.

Mắt xích PS có công thức C₈H₈, phân tử khối bằng 8×12 + 8×1 = 104. Số mắt xích trung bình là:

n̄ = 264 160 ÷ 104 = 2 540.

Phần II. Trắc nghiệm đúng – sai

5 câu · Xác định Đúng hoặc Sai cho từng ý a), b), c), d).

Phần II – Câu 1.

Thuộc da là quá trình mà da động vật được chuyển hóa thành da thuộc với những đặc tính ưu việt hơn như chịu nhiệt độ cao, không thối rữa khi tiếp xúc với nước và các môi trường khác. Quá trình thuộc da xử lí với HCHO là phản ứng tăng mạch carbon của protein dưới tác dụng của HCHO tạo sản phẩm có cấu trúc không gian. Mỗi phát biểu sau là đúng hay sai?

a)Polymer khâu mạch khó nóng chảy và khó hòa tan hơn polymer chưa khâu mạch.
b)Ở phản ứng khâu mạch carbon, các mạch polymer nối lại với nhau tạo mạng không gian nên bền hơn.
c)Phản ứng xảy ra ở trên thuộc loại phản ứng trùng ngưng.
d)Khi đun nóng da động vật trong dung dịch NaOH, sẽ xảy ra phản ứng cắt mạch polymer.

Xem đáp án và lời giải

a) Đúng.

Các liên kết ngang nối nhiều mạch thành mạng không gian, hạn chế sự chuyển động và tách rời của các mạch polymer.

b) Đúng.

Khâu mạch tạo các liên kết nối những mạch polymer có sẵn, giúp vật liệu giữ hình dạng và tăng độ bền trong điều kiện sử dụng thích hợp.

c) Sai.

Phản ứng nối các mạch protein đã có sẵn thành mạng không gian thuộc phản ứng tăng mạch (khâu mạch) polymer.

d) Đúng.

Protein trong da chứa liên kết peptide –CO–NH–. Trong môi trường kiềm khi đun nóng, các liên kết này bị thủy phân, làm đứt mạch protein và tạo các sản phẩm có phân tử khối nhỏ hơn.

Phần II – Câu 2.

Mỗi nhận định sau là đúng hay sai khi nói về polymer?

a)Monomer là các phân tử nhỏ có khả năng kết hợp với nhau tạo nên polymer.
b)Polymer là những chất có khối lượng phân tử nhỏ.
c)Hầu hết polymer là những chất rắn, không bay hơi và không tan trong nước.
d)Polymer là những chất có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau tạo nên.

Xem đáp án và lời giải

a) Đúng.

Monomer là chất đầu dùng để tạo nên mạch polymer trong phản ứng tổng hợp thích hợp.

b) Sai.

Polymer có khối lượng phân tử rất lớn vì phân tử chứa nhiều mắt xích liên kết với nhau.

c) Đúng.

Đây là tính chất chung của nhiều polymer. Từ “hầu hết” cho phép những ngoại lệ, chẳng hạn poly(vinyl alcohol) có thể tan trong nước.

d) Đúng.

Định nghĩa nêu đúng đặc điểm khối lượng phân tử và cấu tạo gồm nhiều mắt xích của polymer.

Phần II – Câu 3.

Poly(methyl methacrylate) (viết tắt là PMMA) là một polymer được điều chế từ methyl methacrylate được sử dụng để chế tạo thủy tinh hữu cơ plexiglass. Plexiglass được dùng làm kính máy bay, ô tô, kính trong các máy móc nghiên cứu, kính xây dựng, trong y học dùng làm răng giả, xương giả,…

Cho biết phát biểu sau đúng hay sai:

a)Phản ứng tổng hợp PMMA từ methyl methacrylate thuộc loại phản ứng trùng ngưng.
b)Methyl methacrylate có phản ứng tráng bạc.
c)Trong một mắt xích PMMA, phần trăm khối lượng nguyên tố carbon là 60%.
d)Từ methacrylic acid (CH₂=C(CH₃)COOH) và methanol có thể điều chế trực tiếp được methyl methacrylate.

Xem đáp án và lời giải

a) Sai.

Liên kết đôi C=C của methyl methacrylate mở ra để các monomer nối thành mạch. Đây là phản ứng trùng hợp, không tách ra phân tử nhỏ.

b) Sai.

Methyl methacrylate có công thức CH₂=C(CH₃)–COOCH₃. Chất này không chứa nhóm –CHO và cũng không phải ester của formic acid, nên không có phản ứng tráng bạc trong điều kiện đã học.

c) Đúng.

Mắt xích PMMA có công thức C₅H₈O₂, phân tử khối bằng 5 × 12 + 8 + 2 × 16 = 100. Phần trăm khối lượng carbon bằng (5 × 12 / 100) × 100% = 60%.

d) Đúng.

Phản ứng ester hóa có xúc tác acid: CH₂=C(CH₃)–COOH + CH₃OH ⇌ CH₂=C(CH₃)–COOCH₃ + H₂O.

Phần II – Câu 4.

Poly(phenol formaldehyde) (PPF) là polymer có tính cứng, chịu nhiệt, chống mài mòn và chống ẩm cao. Vì vậy, PPF được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sử dụng làm chất kết dính trong sản xuất ván ép, ván MDF, giúp tăng độ bền và khả năng chống ẩm của vật liệu. PPF được điều chế từ phản ứng giữa phenol và formaldehyde ở pH và nhiệt độ thích hợp. Mỗi phát biểu sau đây là đúng hay sai?

a)PPF được điều chế từ phản ứng trùng hợp.
b)Các mạch polymer của PPF có thể tham gia phản ứng nối mạch polymer lại với nhau tạo thành mạng không gian.
c)Rác thải nhựa làm từ vật liệu PPF có thể xử lý bằng cách đốt.
d)PPF là vật liệu polymer thuộc loại chất dẻo.

Xem đáp án và lời giải

a) Sai.

Phenol phản ứng với formaldehyde tạo polymer đồng thời tách nước. Phương pháp này được xếp vào phản ứng trùng ngưng.

b) Đúng.

Trong quá trình đóng rắn thích hợp, các mạch được nối bằng các cầu liên kết, tạo cấu trúc mạng không gian.

c) Cần làm rõ điều kiện.

Cần phân biệt việc đốt ngoài trời với xử lí nhiệt có kiểm soát tại cơ sở chuyên dụng. Kết luận Đúng/Sai phụ thuộc điều kiện xử lí; với dữ kiện hiện có, chưa thể chọn duy nhất một kết quả.

d) Đúng.

Nhựa phenol-formaldehyde thuộc nhóm chất dẻo; loại đã đóng rắn tạo mạng không gian là chất dẻo nhiệt rắn.

Phần II – Câu 5.

Nhóm các polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp là

a)poly(phenol formaldehyde), poly(ethylene terephthalate), poly(hexamethylene adipamide).
b)cellulose acetate, poly(ethylene terephthalate), poly(vinyl chloride).
c)poly(vinyl chloride), polyacrylonitrile, poly(methyl methacrylate).
d)polyacrylonitrile, poly(methyl methacrylate), polycaprolactam.

Xem đáp án và lời giải

a) Sai.

PPF, PET và poly(hexamethylene adipamide), tức nylon-6,6, được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng trong các phương pháp đã học.

b) Sai.

PVC có thể điều chế bằng trùng hợp vinyl chloride, nhưng PET được điều chế bằng trùng ngưng. Cellulose acetate được điều chế bằng cách acetyl hóa cellulose đã có sẵn, không phải trùng hợp monomer để tạo mạch mới.

c) Đúng.

Ba polymer lần lượt tạo thành khi trùng hợp CH₂=CHCl, CH₂=CH–CN và CH₂=C(CH₃)–COOCH₃.

d) Đúng.

Polyacrylonitrile và PMMA tạo thành nhờ trùng hợp các monomer có liên kết đôi. Polycaprolactam (nylon-6) có thể tạo thành bằng phản ứng trùng hợp mở vòng ε-caprolactam.

Phần III. Câu hỏi trả lời ngắn

8 câu · Tính toán và trình bày đáp số theo yêu cầu của từng câu.

Phần III – Câu 1.

Poly(butylene terephthalate) là một polymer kị nước được sử dụng rộng rãi trong hệ thống đánh lửa của động cơ ô tô. Polymer này có công thức cấu tạo như sau:

Công thức cấu tạo mắt xích poly(butylene terephthalate), PBT — poly(butylene terephthalate) · Xem hình lớn

Hãy cho biết số nguyên tử carbon trong 1 mắt xích của polymer trên?

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 12.

Mắt xích PBT là –O–(CH₂)₄–O–CO–C₆H₄–CO–. Bốn nhóm CH₂ có 4 nguyên tử C, vòng benzene có 6 nguyên tử C và hai nhóm carbonyl có 2 nguyên tử C. Tổng số nguyên tử carbon: 4 + 6 + 2 = 12.

Phần III – Câu 2.

Zytel^® là một polymer được sử dụng phổ biến trong công nghiệp ô tô và điện tử. Polymer này có công thức cấu tạo như sau:

Công thức cấu tạo mắt xích polyamide Zytel — Zytel^® · Xem hình lớn

Polymer được tạo bởi hai loại monomer bằng phản ứng trùng ngưng, trong đó có monomer NH₂[CH₂]_nNH₂. Giá trị của n.

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 9.

Trong công thức khung, mỗi đỉnh gấp khúc không ghi kí hiệu nguyên tố biểu diễn một nguyên tử carbon. Đếm đoạn mạch giữa hai nguyên tử N được 9 nhóm CH₂. Monomer diamine là H₂N–(CH₂)₉–NH₂, nên n = 9.

Phần III – Câu 3.

Poly(vinyl alcohol) (PVA) là polymer tan được trong nước, có tính kết dính, tạo màng và tăng độ nhớt, được ứng dụng nhiều trong y học, sơn và mĩ phẩm. PVA có thể điều chế từ vinyl acetate (CH₂=CHOOCCH₃) qua mấy bước?

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 2.

Cần 2 bước: (1) trùng hợp vinyl acetate thành poly(vinyl acetate), PVAc; (2) thủy phân các nhóm ester của PVAc trong môi trường kiềm để thu PVA. Mạch carbon của polymer được giữ nguyên ở bước 2.

Vinyl acetate → PVAc → PVA.

Phần III – Câu 4.

Hydrocarbon X có chứa vòng benzene. X tác dụng với bromine và có phản ứng trùng hợp tạo polymer PS. Có bao nhiêu nguyên tử hydrogen trong công thức của X?

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 8.

Monomer tạo PS là styrene: C₆H₅–CH=CH₂. Công thức phân tử của styrene là C₈H₈, nên có 8 nguyên tử H. Liên kết đôi ở nhánh vinyl tham gia phản ứng cộng bromine và phản ứng trùng hợp.

Phần III – Câu 5.

Cho các polymer sau: polypropylene, poly(vinyl chloride), polystyrene, poly(vinyl acetate), tinh bột. Khi đun với dung dịch NaOH, có bao nhiêu polymer có tham gia phản ứng và vẫn giữ nguyên mạch polymer?

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 1.

Chỉ có poly(vinyl acetate), PVAc, phản ứng thủy phân các nhóm ester nằm ở mạch nhánh để tạo PVA. Mạch chính –C–C– của polymer không bị cắt. PP, PVC và PS không có nhóm ester để thủy phân; tinh bột không bị thủy phân bởi dung dịch NaOH trong điều kiện đang xét.

[–CH₂–CH(O–C(=O)–CH₃)–]_k + kNaOH → [–CH₂–CH(OH)–]_k + kCH₃COONa.

Phần III – Câu 6.

Cho các phản ứng sau

(1) Poly(vinyl acetate) bị thủy phân trong môi trường kiềm thu được poly(vinyl alcohol).

(2) Nhiệt phân polystyrene thu được styrene.

(3) Thủy phân cellulose trong môi trường acid thu được glucose.

(4) Quá trình lưu hóa cao su xảy ra khi đun nóng cao su với sulfur.

(5) Polyisoprene tham gia phản ứng cộng với hydrogen chloride.

(6) Thủy phân tơ capron khi đun nóng có mặt chất xúc tác thu được 6-aminohexanoic acid.

Hãy liệt kê các phản ứng giữ nguyên mạch polymer đúng theo dãy số thứ tự tăng dần (ví dụ: 1345, 235,…)

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 15.

Phản ứng (1) biến đổi nhóm ester ở mạch nhánh thành nhóm –OH; phản ứng (5) cộng HCl vào liên kết đôi mà không cắt mạch chính. Các phản ứng (2), (3), (6) cắt mạch. Phản ứng (4) khâu mạch, tạo các liên kết ngang giữa các mạch cao su. Dãy cần điền: 15.

Phần III – Câu 7.

Trùng ngưng ε-aminocaproic acid thu được m kg capron và 12,6 kg H₂O với hiệu suất phản ứng 90%. Giá trị của m (giá trị ghi tới phần mười).

Xem đáp án và lời giải

Một mắt xích capron có khối lượng mol 113 g/mol. Theo quy ước phổ thông bỏ qua ảnh hưởng của hai đầu mạch, tạo một mol mắt xích đi kèm một mol H₂O.

Nếu 12,6 kg H₂O là lượng nước thực tế thu được cùng capron: m = (12,6 / 18) × 113 = 79,1 kg. Khi suy từ hai sản phẩm thực tế của cùng phản ứng, không nhân thêm 90%.

Chỉ nếu 12,6 kg H₂O là lượng nước lí thuyết: m = (12,6 / 18) × 113 × 0,90 = 71,19 ≈ 71,2 kg.

Cần xác định 12,6 kg nước là lượng thực tế hay lí thuyết trước khi áp dụng hiệu suất.

Phần III – Câu 8.

Polystyrene được điều chế theo sơ đồ sau: C₆H₅CH₂ CH₃ → styrene → polystyrene Từ 1 kg C₆H₅CH₂CH₃, khối lượng polystyrene thu được là bao nhiêu gam, biết hiệu suất từng giai đoạn lần lượt là 80% và 70%.(giá trị ghi tới phần mười)

Xem đáp án và lời giải

Đáp án: 549,4.

Ethylbenzene có khối lượng mol 106 g/mol; styrene có khối lượng mol 104 g/mol. Sơ đồ: C₆H₅CH₂CH₃ → C₆H₅CH=CH₂ + H₂. Khi trùng hợp styrene, không tách phân tử nhỏ nên khối lượng polymer bằng khối lượng monomer đã tham gia phản ứng.

m(PS) = 1000 × (104 / 106) × 0,80 × 0,70 ≈ 549,4 g.

Ôn tập trên giấy

Tải trọn bộ 14 trang để học và làm bài.

Tải tài liệu PDF