Dạng bài tập tính hệ số Polime hóa (Tính số mắt xích)

Chuyên đề hóa 12

6 53.204

Chuyên đề Hóa học 12 Dạng bài tập tính hệ số Polime hóa (Tính số mắt xích). Tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh giải bài tập Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Hóa học 12: Dạng bài tập tính hệ số Polime hóa (Tính số mắt xích)

I. Kiến thức cần nhớ dạng bài tập tính hệ số Polime hóa
II. Ví dụ minh họa dạng bài tập tính hệ số Polime hóa
III. Bài tập vận dụng tính hệ số Polime hóa
- 1. Bài tập có đáp án
- 2. Bài tập tự luyện

I. Kiến thức cần nhớ dạng bài tập tính hệ số Polime hóa

*Phương pháp giải

Số mắt xích = số phân tử monome = hệ số polime hóa (n) = 6,02.10²³ số mol mắt xích

(Lưu ý: số mắt xích phải là số tự nhiên, nếu lẻ phải làm tròn)

Hệ số polime hóa (n) = hệ số trùng hợp
Loại polime (dựa vào phân tử khối) và số lượng polime (dựa vào nhóm chức)
Các loại polime thường gặp:

Tên gọi	Công thức	Phân tử khối (M)
Poli vinylclorua (PVC)	(-CH₂–CHCl-)_n	62,5n
Poli etilen (PE)	(-CH₂–CH₂-)_n	28n
Cao su thiên nhiên	[-CH₂–C(CH₃)=CH-CH₂-]_n	68n
Cao su clopren	(-CH₂-CCl=CH-CH₂-)_n	88,5n
Cao su buna	(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n	54n
Poli propilen (PP)	[-CH₂-CH(CH₃)-]_n	42n

II. Ví dụ minh họa dạng bài tập tính hệ số Polime hóa

Ví dụ 1: Phân tử khối trung bình của polietilen X là 420000. Hệ số polime hoá của PE là:

Hướng dẫn giải

PE là (CH₂-CH₂)_n có M = 420000 = 28n

⇒ n = 15.000 (hệ số polime hóa)

Ví dụ 2: Clo hoá PVC thu được một polime chứa 63,96% clo về khối lượng, trung bình 1 phân tử clo phản ứng với k mắt xích trong mạch PVC. Giá trị của k là?

Hướng dẫn giải

Mắt xích PVC là C₂H₃Cl ⇒ k mắt xích trong mạch PVC có công thức là C_2kH_3kCl_k

C_2kH_3kCl_k + Cl₂ → C_2kH_3k-1Cl_k+1 + HCl

⇒ %Cl = = 63,96%

⇒ k = 3

Ví dụ 3: Một polime X được xác định có phân tử khối là 39026,5 đvC với hệ số trùng hợp để tạo nên polime này là 625. Polime X là?

Hướng dẫn giải

Polime có Mmắt xích = = 62,5 ⇒ Dấu hiệu của nguyên tố clo.

Gọi công thức X là C_xH_yCl ⇒ 12x + y = 27

⇒ X có công thức là C₂H₃Cl ⇔ CH₂=CHCl

Ví dụ 4. Khối lượng phân tử của tơ capron là 15000 đvC. Số mắt xích trung bình trong phân tử của loại tơ này gần nhất là

A. 145.

B. 133.

C. 118.

D. 113.

Hướng dẫn giải

Cấu tạo của tơ capron:

-(-HN-(CH₂)₅-CO-)n-

→ 113n = 15000

→ a =132, 7

→ Đáp án: B

Ví dụ 5. 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) _n.

B. (CH=CCl) _n .

C. (CCl=CCl) n .

D. (CHCl–CHCl) n.

Hướng dẫn giải

Khối lượng của một mắt xích trong polime X là: M = 35000/560 = 62,5

→ công thức của mắt xích là (CH₂–CHCl) n.

→ Đáp án: A

Ví dụ 6: Số mắt xích glucozơ có trong 194,4 mg amilozơ là (cho biết số Avogađro = 6,02.10²³):

A. 7224.10¹⁷.

B. 6501,6.10¹⁷.

C. 1,3.10^-3.

D. 1,08.10^-3.

Hướng dẫn giải

Amilozơ là một thành phân cấu tạo nên tinh bột, amilozơ là polime có mạch không phân nhánh, do nhiều mắt xích a-glucozơ –C₆H₁₀O₅– liên kết với nhau tạo thành.

n_(C6H10O5)n = 194,4/1000.162 mol

số mắc xích n = 194,4.6,02.1023/1000.162 = 7224.1017

→ Đáp án: A

III. Bài tập vận dụng tính hệ số Polime hóa

1. Bài tập có đáp án

Bài 1: Khối lượng của một đoạn nilon – 6,6 là 27346 đvC và một đoạn mạch tơ capron là 17176 đvC. Số lượng mắt xích trong đoạn mạch của 2 polime nêu trên lần lượt là?

A. 113 và 152

B. 121 và 114

C. 121 và 152

D. 113 và 114

Đáp án: C

M-[HN-(CH₂)₆-NH-OC-(CH₂)₄-CO]-_n = 27346 đvC

→ 226n = 27346 → n = 121.

M-[NH(CH₂)₅CO]-_n= 17176 đvC

→ 113n = 17176 → n = 152.

Bài 2: Một đoạn tơ nilon – 6,6 có khối lượng 7,5g thì số mắt xích trong đoạn tơ đó là?

A. 0,133.10²²

B. 1,99. 10²²

C. 1,6. 10¹⁵

D. 2,5. 10¹⁶

Đáp án: B

Tơ nilon-6,6: [-HN-(CH₂)₆-NH-OC-(CH₂)₄-CO-]_n

→ Số mắt xích: n = (7,5/226).6,023.10²³

→ n = 1,99.10²²

Bài 3: Hệ số trùng hợp của poli(etylen) là bao nhiêu nếu trung bình một phân tử polime có khối lượng khoảng 120 000 đvC?

A. 4280

B. 4286

C. 4281

D. 4627

Đáp án: B

Polime: (C₂H₄)_n có M = 120000 = 28n → n = 4286

Bài 4: Tính khối lượng trung bình của một phân tử cao su poli isopren, biết số mắt xích trung bình là 700?

A. 45600

B. 47653

C. 47600

D. 48920

Đáp án: C

n = (m_polime)/(m_monome) → m_{poli isopren} = 700. 68 = 47600

Bài 5: Một polime có phân tử khối là 28000 đvC và hệ số polime hóa là 10000. Polime ấy là:

A. PE

B. PVC

C. PP

D. teflon

Đáp án: A

Phân tử khối của một mắt xích là 28000 : 10000= 28 (C₂H₅)

Vậy polime là PE (polietilen)

Bài 6: Khi clo hoá PVC ta thu được một loại tơ clorin có chứa 66,7% clo về khối lượng. Hỏi trung bình một phân tử clo tác dụng với bao nhiêu mắt xích PVC?

A. 4

B. 1

C. 3

D. 2

Đáp án: D

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

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

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

⇒ %mCl = .100% = 66,7% ⇒ k ≈ 2.

⇒ trung bình 1 phân tử Cl₂ tác dụng với 2 mắt xích

Bài 7: Polime được trùng hợp từ etilen. Hỏi 280g polietilen đã được trùng hợp từ tối thiểu bao nhiêu phân tử etilen?

A. 3,01.10²⁴

B. 6,02.10²⁴

C. 6,02.10²³

D. 10

Đáp án: B

Số phân tử etilen tối thiểu: (280/28). 6,2.10²³ = 6,02.10²⁴

Bài 8: Trùng hợp propilen thu được polipropilen (PP). Nếu đốt cháy toàn 1 mol polime đó thu được 13200 gam CO₂. Hệ số trùng hợp n của polime đó là:

A. 120

B. 92

C. 100

D. 140

Đáp án: C

PP có công thức (C₃H₆)_n

(C₃H₆)_n + 4,5 O₂ → 3nCO₂ + 3nH₂O

Khi đốt cháy 1 mol PP sinh ra 3n mol CO₂ → 3n = 300 → n = 100

2. Bài tập tự luyện

Câu 1. Khối lượng phân tử của 1 loại tơ capron bằng 16950 đvC, của tơ enang bằng 21590 đvC. Số mắt xích trong công thức phân tử của mỗi loại tơ trên lần lượt là:

A. 150 và 170.

B. 170 và 180.

C. 120 và 160.

D. 200 và 150.

Xem đáp án

Đáp án A

Phân tử khối 1 mắt xích của tơ capron = 113, của tơ enang = 127

Tìm mắt xích chỉ cần lấy khối lượng phân tử chia cho phân tử khối của 1 mắt xích

=> 150 và 170

Câu 2. Trong 1 kg gạo chứa 81% tinh bột có số mắt xích tinh bột là

A. 3,011.10²⁴.

B. 5,212.10²⁴.

C. 3,011.10²¹.

D. 5,212.10²¹.

Xem đáp án

Đáp án A

Số mắt xích là: 100/162.6,02.10^{23 _.}0.81% =3,01.10²⁴

Câu 3. Đun polime X với Br₂/Fe thấy sinh ra một chất khí không màu có thể làm kết tủa dung dịch AgNO₃. Nếu đun khan X sẽ thu được một chất lỏng Y (d_Y/kk = 3,586). Y không những tác dụng với Br₂/Fe mà còn tác dụng được với nước Br₂. Công thức cấu tạo của Y là

A. C₆H₅–CH₃.

B. C₆H₅–CH=CH₂.

C. C₆H₅–C≡CH.

D. C₆H₁₁–CH=CH₂.

Xem đáp án

Đáp án B

Polime X + Br₂/Fe → ↑ khí không màu. Khí không màu + AgNO₃ → kết tủa

=> X là polime có chứa vòng C₆H₅-

Đun khan X sẽ thu được một chất lỏng Y (nY)

Theo đề bài: M_Y = 104

Y có dạng C₆H₅-R → M_R = 104 - (12.6 + 5) = 27 => R là C₂H₃-

Mà Y + Br₂/Fe, + Br₂ → Y là C₆H₅–CH=CH₂=> đáp án đung là đáp án B

Câu 4. Đun hỗn hợp gồm acrilonitrin và ankađien liên hợp X (tỉ lệ mol 1:1) thu được polime Y. Trong Y có 78,505% khối lượng cacbon. Công thức của Y là

A. –(–CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–CH₂–CH(CN)–)n –.

B. –(–CH₂–CH=CH–CH₂–CH₂–CH(CN)–)n-.

C. –(–CH₂–C(CH₃)=C(CH₃)–CH₂–CH₂–CH(CN)–)n-

D. –(–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(CN)–)n–.

Xem đáp án

Đáp án B

Câu 5. Khi tiến hành phản ứng trùng ngưng giữa axit ađipic và hexametylenđiamin ta thu được một tơ nilon-6,6 chứa 12,39% nitơ về khối lượng. Tỉ lệ số mắt xích giữa axit ađipic và hexametilenđiamin trong mẫu tơ trên là

A. 1:3

B. 1:1

C. 2:3

D. 3:2

Xem đáp án

Đáp án B

Tơ có dạng (-NH-C₆H₁₂-NH-)(-CO-C₄H₈-CO-)x

→ $\%N = \frac{28}{112x + 114}.100\% = 12,39\%$

→ x = 1

→ Tỷ lệ axit ađipic: hexametylenđiamin = x:1 = 1:1

Câu 6: Một loại cao su chứa 2% S. Hỏi cứ bao nhiêu mắt xích izopren thì có một cầu nối ddiissunfua –S-S-?

A. 46

B. 64

C. 80

D. 40

Xem đáp án

Đáp án B

Sơ đồ: (C₅H₈)n + S₂ → C_5nH_{8n -2}S₂

Tỷ lệ % đisunfua (64.100)/(68n+62) = 2%

=> n = 46

Câu 7: Tiến hành clo hoá 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

Xem đáp án

Đáp án B

Gọi n là số mắt xích PVC và x là số phân tử Clo

(C₂H₃Cl)n + xCl₂ → C_2nH_(3n-x)Cl_(n+x) + xHCl

Ta có:

$\frac{35,5\left(n + x\right)}{62,5n - 34,5x}.100\% = 66,18\%$

Quy đồng rồi biến đổi PT trên ta tìm được:

n = 2,16x

Đề bài hỏi là "Hỏi trung bình có bao nhiêu mắt xích PVC kết hợp với 1 phân tử clo”

x = 1 (số phân tử clo)

=> n = 2,16 ≈ 2.

Câu 8: Cứ 5,668 g cao su buna-S phản ứng vừa hết với 3,462 g brom trong CCl₄. Tỉ lệ mắt xích butađien và stiren trong cao su buna-S là:

A. 1:3

B. 1:2

C. 2:3

D. 3:5

Xem đáp án

Đáp án B

Cao su buna-S có dạng [-CH₂CH=CHCH₂-CH₂CH(C₆H₅)]n.

⇒ dù trùng hợp theo tỉ lệ nào thì Br₂ chỉ cộng vào gốc butađien.

⇒ n_butađien = n_Brom ≈ 0,022 mol ⇒ n_stiren = (5,688 – 0,022 × 54) : 104 = 0,043 mol.

n_butađien : n_stiren = 0,022 : 0,043 ≈ 1 : 2

Câu 9: Clo hoá PVC thu được một polime chứa 63,96% clo về khối lượng, trung bình 1 phân tử clo phản ứng với k mắt xích trong mạch PVC. Giá trị của k là

A. 4

B. 6

C. 5

D. 3

Xem đáp án

Đáp án D

Trung bình 1 phân tử clo phản ứng với k mắt xích trong mạch PVC

C_2kH_3kClk + Cl₂ → C_2kH_3k-1Cl_k+1 + HCl

Theo bài ta có:

$\frac{35,5k + 35,5}{62,5k + 34,5}.100\% = 63,96\%$

⇔ k=3

Cứ 3 mắt xích PVC tác dụng với 1 phân tử Cl₂

Câu 10. Đốt cháy hoàn toàn 1 lượng cao su buna-S với lượng không khí vừa đủ, thấy tạo một hỗn hợp khí ở nhiệt độ 127^oC mà trong đó N₂ chiếm 76,36% về thể tích (giả sử không khí chỉ chứa oxi và nitơ theo tỉ lệ thể tích là 1:4). Tỉ lệ số mắt xích butađien và stiren trong polime này là ?

A. 2:1

B. 3:2

C. 2:3

D. 3:4

Xem đáp án

Đáp án A

Giả sử cao su có dạng:

(C₄H₆)m(C₈H₈)n + (5,5m+10n) O₂ → (4m+8n) CO₂ + (3m+4n) H₂O

1 mol 5,5m + 10n 4m + 8n 3m + 4n

=> n_N2 = 4n_{O2 pứ} = 22m + 40n

Khí sau phản ứng gồm : (22m + 40n) mol N₂; (4m + 8n) mol CO₂; (3m + 4n) mol H₂O

Có %V_N2 = 76,36% => (22m + 40n)/(29m + 52n) = 0,7636

=> m : n = 2 : 1

Câu 11. 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– .

Xem đáp án

Đáp án D

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–

Câu 12. 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.

Xem đáp án

Đáp án B

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

%Cl = [35,5(a + 1)]/[24a + (3a − 1) + 35,5/(a + 1)]= 66,18/100 ⇒ a = 2.

.......................................

Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:

Trên đây VnDoc.com vừa giới thiệu tới các bạn Dạng bài tập tính hệ số Polime hóa (Tính số mắt xích), mong rằng qua đây các bạn có thể học tập tốt hơn môn Hóa học nhé. Mời các bạn cùng tham khảo thêm kiến thức các môn Toán 12, Tiếng Anh 12, Ngữ văn 12, đề thi học kì 1 lớp 12, đề thi học kì 2 lớp 12...

Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THPT miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 11 Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.

Tham khảo thêm