Sơ đồ điều chế PVC
Chuyên đề Hóa học 12 Sơ đồ điều chế PVC được VnDoc biên soạn hướng dẫn các bạn học sinh nắm chắc sơ đồ điều chế PVC cũng như dạng bài tập. Chắc chắn tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh giải bài tập Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Cũng như củng cố, rèn luyện các thao tác kĩ năng làm bài tập dạng câu hỏi polime. Mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung dưới đây.
Hóa học 12: Sơ đồ điều chế PVC
1. Kiến thức cần nhớ sơ đồ điều chế PVC
*Lý thuyết và Phương pháp giải
CaC2 
\(\overset{H_{2}O }{\rightarrow}\) C2H2 \(\overset{Pd/PbCO_{3} }{\rightarrow}\) C2H4 \(\overset{Cl_{2} }{\rightarrow}\) C2H4Cl2 \(\overset{HCl }{\rightarrow}\) C2H3Cl \(\overset{t^{\circ },xt,p }{\rightarrow}\) PVC
Hiệu suất phản ứng :
H =
. 100%
H = 
. 100%
Lưu ý: Hiệu suất cả quá trình là tích hiệu suất mỗi giai đoạn riêng lẻ.
2. Ví dụ minh họa sơ đồ điều chế PVC
Ví dụ 1. PVC được điều chế từ khí thiên nhiên (CH4 chiếm 95% thể tích khí thiên nhiên) theo sơ đồ chuyển hóa và hiệu suất của mỗi giai đoạn như sau:
Metan \(\overset{H=15\div }{\rightarrow}\) Axetilen \(\overset{H=95\div }{\rightarrow}\) Vinyl clorua \(\overset{H=90\div }{\rightarrow}\) Poli (vinyl clorua)
Muốn tổng hợp 1 tấn PVC cần bao nhiêu m3 khí thiên nhiên (ở đktc).
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
+ Bảo toàn nguyên tố cacbon ta có: 2CH4 → CH2=CHCl.
+ Ta có mPVC = 1000 kg ⇒ nPVC = 16 kmol.
Ta có hiệu suất chung = 0,15 . 0,95 . 0,9 = 0,12825.
⇒ \(n_{CH_4}\) cần dùng = 
≈ 249,51 kmol.
⇒ VKhí thiên nhiên cần dùng = 
. 22,4 ≈ 58833.
Ví dụ 2. Cho sơ đồ chuyển hóa:
CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC
Để tổng hợp được 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần Vm3 khí thiên nhiên (đktc). Giá trị của V là? (biết CH4 chiếm 80% khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%).
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
nPVC = 
= 4 kmol
Số mol CH4 cần dùng là: \(n_{CH_4}\) = 
= 16kmol
V= 
= 448 m3
Ví dụ 3. Da nhân tạo (PVC) được điều chế từ khí thiên nhiên theo sơ đồ:
CH4 → C2H2 → CH2=CH-Cl → (-CH2-CHCl-)n.
Nếu hiệu suất của toàn bộ quá trình điều chế là 20%, muốn điều chế được 1 tấn PVC thì thể tích khí thiên nhiên (chứa 80% metan) ở điều kiện tiêu chuẩn cần dùng là
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
nPVC = 16 kmol
CH4 → C2H2 → CH2=CH-Cl → (-CH2-CHCl-)n.
→ nCH4 = 
= 160 kmol
→ VCH4 = 3584 m3
→ Vkhí thiên nhiên = 
= 4480 m3
Ví dụ 4. Để điều chế PVC từ than đá, đá vôi, các chất vô cơ và điều kiện cần thiết, người ta cần phải tiến hành qua ít nhất bao nhiêu phản ứng
Hướng dẫn giải
5 phản ứng:
CaC2 \(\overset{H_{2}O }{\rightarrow}\) C2H2 \(\overset{Pd/PbCO_{3} }{\rightarrow}\) C2H4 \(\overset{Cl_{2} }{\rightarrow}\) C2H4Cl2 \(\overset{HCl }{\rightarrow}\) C2H3Cl \(\overset{t^{\circ },xt,p }{\rightarrow}\) PVC
Ví dụ 5. Sơ đồ điều chế PVC trong công nghiệp hiện nay là
C2H6 \(\overset{Cl_{2} }{\rightarrow}\) C2H5Cl \(\overset{HCl}{\rightarrow}\) C2H3Cl \(\overset{TH,t^{\circ } , P cao}{\rightarrow}\) PVC
C2H4 \(\overset{Cl_{2} }{\rightarrow}\) C2H3Cl \(\overset{TH,t^{\circ } , P cao}{\rightarrow}\)PVC
CH4 \(\overset{1500^{\circ } C}{\rightarrow}\)C2H2 \(\overset{HCl }{\rightarrow}\) C2H3Cl \(\overset{TH,t^{\circ } , P cao}{\rightarrow}\)PVC
C2H4 \(\overset{Cl_{2} }{\rightarrow}\) C2H4Cl2 \(\overset{HCl }{\rightarrow}\) C2H3Cl \(\overset{TH,t^{\circ } , P cao}{\rightarrow}\) PVC
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2.
C2H4Cl2 \(\overset{xt, t^{\circ } }{\rightarrow}\) C2H3Cl + HCl
nC2H3Cl \(\overset{xt, t^{\circ },p }{\rightarrow}\) (-CH2-CH(Cl)-)n.
Ví dụ 6: Thực hiện phản ứng chuyển hóa PVC thành tơ clorin bằng cách cho Clo tác dụng với PVC. Trong tơ clorin, Clo chiếm 66,67% về khối lượng. Số mắc xích trung bình của PVC đã phản ứng với 1 phân tử Clo là
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
PVC hay Poli (vinyl clorua) là (C2H3Cl)k hay C2kH3kClk.
C2kH3kClk + Cl2 → C2kH3k–1Clk+1 + HCl.
=> %mCl = \(\frac{35,5.(k+1)}{24k+3k-1+35,5.(k+1)}\)=0,0667 => k = 2
=> trung bình 1 phân tử Cl2 tác dụng với 2 mắt xích
3. Câu hỏi trắc nghiệm liên quan
Câu 1: Polime nào sau đây là polime thiên nhiên?
A. Amilozơ.
B. Nilon-6,6.
C. Nilon-7
D. PVC.
Polime thiên nhiên là polime có sẵn trong thiên nhiên.
Câu 2. Cacbohidrat nào sau đây được dùng làm nguyên liệu sản xuất tơ visco?
A. Saccarozơ
B. Tinh bột
C. Glucozơ
D. Xenlulozơ
Tơ visco được tạo thành từ phản ứng giữa xenlulozơ với CS2 và NaOH tạo thành một dung dịch nhớt gọi là visco. Bơm dung dịch này qua những lỗ rất nhỏ rồi ngâm trong dung dịch H2SO4 tạo thành tơ visco.
Câu 3. Có thể điều chế chất dẻo PVC bằng phản ứng trùng hợp monome nào sau
A. CH2=CHCH2Cl
B. CH3CH=CH2
C. CH2=CHCl
D. CH2=CH2
PVC là –(-CH2-CH(Cl)-)-n → monome tạo thành là CH2=CHCl
Câu 4. Khẳng định nào sau đây là sai?
A. Polime không bay hơi được.
B. Polime không có nhiệt độ nóng chảy nhất định.
C. Thủy tinh hữu cơ là vật liệu trong suốt, giòn và kém bền.
D. Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường.
A, B, D đúng, do polime có khối lượng phân tử lớn, được cấu tạo bởi nhiều mắt xích tạo thành.
C sai vì thủy tinh hữu cơ là loại chất dẻo, rất bền, cứng, trong suốt.
Câu 5. Cho sơ đồ phản ứng sau:
X → Y → Z → T → poli(vinyl axetat)
X là chất nào dưới đây ?
A. C2H5OH
B. CH≡CH
C. CH3COOH
D. CH3CHO
C2H2 (X) ⇒ CH3CHO (Y) ⇒ CH3COOH (Z) ⇒ CH3COOC2H3 (T)
Câu 6. Tiến hành phản ứng đồng trùng hợp giữa stiren và buta – 1,3 – đien (butađien), thu được polime X. Cứ 2,834 gam X phản ứng vừa hết với 1,731 gam Br2. Tỉ lệ số mắt xích (butađien : stiren) trong loại polime trên là
A. 1 : 1.
B. 1 : 2.
C. 2:3
D. 1:3
Theo bài ra, Cao su buna S + nBr2 -> -(CH2-CH(Br)-CH(Br)-CH2)n-(CH(C6H5)-CH2)m
Ta có: (54n + 104m) -> 160n
2,834 → 1,731
Nhân chéo, ta có:
=> 453,44n = 93,474n + 180,024m
<=> 359,966 n = 180,024m
<=> m:n~359,966 : 180,024 ~ 2 : 1
Câu 7. Cao su lưu hóa chứa 2% lưu huỳnh về khối lượng. Giả thiết nguyên tử S thay thế cho nguyên tử H ở nhóm metylen (-CH2-) trong mạch cao su. Trung bình khoảng bao nhiêu mắt xích cao su isopren có 1 cầu nối đisunfua -S-S- ?
A. 46
B. 40
C. 56
D. 23
Theo đề bài, hai lưu huỳnh thay thế cho hai hiđro ở nhóm metylen:
(C5H8)n + S2 → C5nH8n-2S2
%S = 32.2 / (68n + 62) = 0,02
=> n = 46
Câu 8. Đem trùng hợp 5,2 gam stiren hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với 100ml dung dịch Br2 0,15M sau đó tiếp tục cho thêm KI dư vào thì được 0,635 gam iot. Khối lượng polime tạo thành là
A. 3,9 gam
B. 5,2 gam
C. 4,55 gam
D. 3,64 gam
nI2= 0,0025 (mol),
nBr2= 0,015 (mol)
Br2 dư tác dụng với KI
2KI + Br2 → 2KBr + I2
0,0025 0,0025
Số mol Br2 p/ư với stiren= 0,015 - 0,0025 = 0,0125 (mol)
(C6H5)-CH=CH2 + Br2 → (C6H5)–CH(Br)-CH2-Br
0,0125 ← 0,0125
mstiren dư tác dụng với brom = 0,0125.104 = 1,3 (g)
mstiren trùng hợp = 5,2- 1,3 = 3,9 (g)
Câu 9. Nhận xét nào sau đây đúng ?
A. Đa số các polime dễ hòa tan trong các dung môi thông thường
B. Đa số các polime không có nhiệt độ nóng chảy xác định
C. Các polime đều bền vững dưới tác động của axit, bazơ
D. Các polime dễ bay hơi
A. Sai, Đa số các polime không tan trong các dung môi thông thường.
B. Đúng, Hầu hết các polime không có nhiệt độ nóng chảy xác định, nóng chảy ở nhiệt độ khá rộng.
C. Sai.
D. Sai, Các polime không bay hơi
Câu 10. Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Polime là hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau tạo nên.
B. Những phân tử nhỏ có liên kết đôi hoặc vòng kém bền được gọi là monome.
C. Hệ số n mắt xích trong công thức polime gọi là hệ số trùng hợp.
D. Polime tổng hợp được tạo thành nhờ phản ứng trùng hợp hoặc phản ứng trùng ngưng
Phát biểu không đúng là: Những phân tử nhỏ có liên kết đôi hoặc vòng kém bền được gọi là monome.
Vì các phân tử có liên kết đôi hoặc vòng kém bền đó phải trùng hợp tạo thành polime (nhiều phân tử có chứa liên kết đôi nhưng không có khả năng phản ứng tạo polime)
Câu 11. Trong thực tế, phenol được dùng để sản xuất
A. nhựa poli(vinyl clorua), nhựa novolac và chất diệt cỏ 2,4-D.
B. nhựa rezol, nhựa rezit và thuốc trừ sâu 666.
C. poli(phenol-fomanđehit), chất diệt cỏ 2,4-D và axit picric.
D. nhựa rezit, chất diệt cỏ 2,4-D và thuốc nổ TNT.
thuốc trừ sâu 666: 1,2,3,4,5,6-hexacloxiclohexan: C6H6Cl6
thuốc nổ TNT: 2,4,6-trinitrotoluen: C7H5N3O6
nhựa poli (vinyl clorua) -(CH2-CH(Cl)-)n-
Câu 12. 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=CHCl, CH3-CH=CH-CH3, CH3- CH(NH2)- COOH.
B. CH2=CH2, CH2=CH-CH=CH2, NH2- CH2- COOH.
C. CH2=CH2, CH3- CH=C= CH2, NH2- CH2- COOH.
D. CH2=CH2, CH3- CH=CH-CH3, NH2- CH2- CH2- COOH.
Câu 13. Cho các polime : polietilen, xenlulozơ, amilozơ, amilopectin, poli(vnylclorua), tơ nilon-6,6; poli(vinyl axetat). Các polime thiên nhiên là
A. xenlulozơ, amilopectin, poli(vinyl clorua), poli(vinyl axetat)
B. amilopectin, PVC, tơ nilon - 6,6; poli(vinyl axetat)
C. amilopectin, poli(vinyl clorua), poli(vinyl axetat)
D. xenlulozơ,amilozơ,amilopectin
Polime thiên nhiên có nguồn gốc từ thiên nhiên.
Đáp án A sai vì poli(vinyl clorua), poli(vinyl axetat) là tơ tổng hợp.
Đáp án B sai vì PVC, poli(vinyl axetat), nilon-6,6 là tơ tổng hợp.
Đáp án C sai vì poli(vinyl clorua) và poli(vinyl axetat) là tơ tổng hợp.
Đáp án D đúng
>> Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:
- Bài toán hiệu suất phản ứng Polime hóa
- Bài toán về phản ứng Clo hóa PVC
- Bài tập về phản ứng trùng hợp
- Dạng bài tập lưu hóa cao su thiên nhiên
- Dạng bài tập về phản ứng trùng ngưng tạo Polime
- Sơ đồ điều chế Cao su Buna
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Sơ đồ điều chế PVC. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12, Giải bài tập Vật Lí 12, Tài liệu học tập lớp 12 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu ôn tập THPT Quốc gia miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 12 Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu, đề thi mới nhất.
