Bài 14: VẬT LIỆU POLIME

B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN

1. Kết luận nào sau đây không hoàn toàn đúng?

A. Cao su là những polime có tính đàn hồi.

B. Vật liệu compozit có thành phần chính là polime.

C. Nilon-6,6 thuộc loại tơ tổng hợp.

D. Tơ tằm thuộc loại tơ thiên nhiên.

Trả lời:

Chọn A. Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi.

2. Tơ tằm và nilon-6,6 đều

A. Có cùng phân tử khối.

B. Thuộc loại tơ tổng hợp.

C. Thuộc loại tơ thiên nhiên.

D. Chứa các loại nguyên tố giống nhau ở trong phân tử.

Trả lời:

Chọn D. Tơ tằm và nilon-6,6 đều chứa các loại nguyên tố giống nhau ở trong phân tử.

3. a) Có những điểm gì giống nhau và khác nhau giữa các vật liệu polime: chất dẻo, tơ, cao su và keo dán?

b) Phân biệt chất dẻo và vật liệu compozit.

Trả lời:

a) So sánh các vật liệu polime: chất dẻo, tơ, cao su và keo dán

- Giống nhau: Đều là vật liệu polime.

- Khác nhau:

+ Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.

+ Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định.

+ Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi.

+ Keo dán là vật liệu có khả năng kết dính hai mảnh vật liệu giống nhau hoặc khác nhau.

b) Phân biệt chất dẻo và vật liệu compozit:

- Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.

- Vật liệu compozit là vật liệu tổ hợp gồm polime làm nhựa nền và các vật liệu vô cơ và hữu cơ khác. Vật liệu compozit có tính chất của polime và của chất độn, vì vậy độ bền, độ chịu nhiệt,... của vật liệu tăng lên nhiều so với polime thành phần.

4. Viết phương trình hóa học của các phản ứng tổng hợp:

a) PVC, poli(vinyl axetat) từ etilen.

b) Polibutađien và polime đồng trùng hợp giữa butađien và stiren từ butan và etylbenzen.

Giải:

a) PVC:

- Sơ đồ điều chế: $CH_{2}=CH_{2}$ và $CH_{3}COOH$ để tổng hợp poli (vinyl axetat)

5. Phân tử trung bình của poli(hexametylen ađipamit) (để chế tơ nilon-6,6) là 30000 đvC, của cao su tự nhiên là 105000đvC. Hãy tính số mắt xích (trị số n) gần đúng trong công thức phân tử của mỗi loại polime trên.

Giải:

- Ta có: Poli(hexametylen ađipamit) là:

$(-NH[CH_{2}]_{6}-NH-CO-[CH_{2}]_{4}-CO-)_{n}$

= $\large \frac{30000}{226}$ = 132 mắt xích

= $\large \frac{105000}{68}$ = 1544 mắt xích

6. Cao su lưu hóa có 2% lưu huỳnh. Khoảng bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu đisunfua -S-S-, giả thiết rằng S đã thay thế cho H ở cầu metylen trong mạch cao su?

Giải:

Giả thiết rằng S đã thay thế hết nguyên tử H trong nhóm $-CH_{2}-$. Khi có một cầu nối S-S thì khối lượng của mạch cao su là: $\large \frac{64.100}{2}$ = 3200g

Số nhóm = $\large \frac{3200}{128}$ = 25 mắt xích

Vậy: Có 25 mắt xích isopren có một cầu đisunfua -S-S-.

II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO

1. Tơ nilon-6,6 là

A.hexacloxiclohexan.

B.poliamit của axit ađipic và hexametylenđiamin.

C.poliamit của axit 8-aminocaproic.

D.polieste của axit ađipic và etylen glycol.

Trả lời:

Chọn B. Tơ nilon-6,6 là poliamit của axit ađipic và hexametylenđiamin.

2. Capron thuộc loại tơi

A.poliamit.

B.visco.

C.polieste.

D.axetat.

Trả lời:

Chọn A. Capron thuộc loại tơ poliamit.

3. Một polime Y có cấu tạo như sau:

$...-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-...$

Công thức của một mắt xích của polime Y là

A. $-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-$

B. $-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-$

C. $-CH_{2}-$

D. $-CH_{2}-CH_{2}-$

Trả lời:

Chọn D. Từ cấu tạo của polime Y

$...-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-...$

ta suy ra công thức của một mắt xích của polime Y là $-CH_{2}-CH_{2}-$.

4. Polime dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monome

A. $CH_{2}=CHCOOCH_{3}$.

B. $CH_{2}=C(CH_{3})COOCH_{3}$.

C. $C_{6}H_{5}CH=CH_{2}$.

D. $CH_{2}=CH-CH(CH_{3})COOCH_{3}$.

Trả lời:

Chọn B. Polime dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ (plexiglas) được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monome $CH_{2}=C(CH_{3})COOCH_{3}$.

5. Một polime X (chứa C, H, CI) có hệ số trùng hợp là 560 và phân tử khối là 35000. Công thức của một mắt xích của X là

A. $-CH_{2}-CHCl-$

B. $-CH=CCl-$

C. $-CCl=CCl-$

D. -CHCl-CHCl-

Trả lời:

Chọn A. Khối lượng một mắt xích là m = $\large \frac{35000}{560}$ = 62,5 nên công thức của một mắt xích của X là: $-CH_{2}-CHCl-$

6. Viết ba sơ đồ điều chế cao su butađien từ ba loại nguyên liệu khác nhau có sẵn trong thiên nhiên.

Giải:

-Từ dầu mỏ:

-Từ than đá và đá vôi:

-Từ tinh bột, xenlulozơ:

7. PVC là polime có nhiều ứng dụng như làm ống dẫn nước, vải che mưa,... Hãy viết công thức chung và công thức của một mắt xích của PVC.

Trả lời:

- Công thức chung của PVC là $(-CH_{2}-CHCl-)_{n}$.

- Công thức một mắt xích là:

8. Tính hệ số trùng hợp (số mắt xích) của tơ nilon-6,6 (biết M = 2500g/mol) và của tơ capron (biết M = 15000g/mol).

Giải:

- Tơ nilon-6,6:

$nH_{2}N-[CH_{2}]_{6}-NH_{2}+nHOOC-[CH_{2}]_{4}-COOH\overset{t^{0}}{\rightarrow}(-NH[CH_{2}]_{6}NHCO[CH_{2}]_{4}CO-)_{n}+2nH_{2}O$

+ Khối lượng một mắt xích nilon-6,6 là m = 226g.

+ Hệ số trùng hợp (số mắt xích): n= $\large \frac{2500}{226}$ = 11.

-Tơ capron:

+ Khối lượng một mắt xích tơ capron là m = 113g.

+ Hệ số trùng hợp (số mắt xích): n = $\large \frac{15000}{113}$ = 133.