30 bài tập về điều chế polime có đáp án và lời giải chi tiết

Phương pháp giải:

+ %H= (n_pư/ n_{ban đầu} ).100%

Lời giải chi tiết:

Ta có thể tóm tắt toàn bộ quá trình phản ứng như sau

 \(2nC{H_4}\xrightarrow{{15\% }}n{C_2}{H_2}\xrightarrow{{95\% }}nC{H_2}CHCl\xrightarrow{{90\% }}{(C{H_2} - CHCl)_n}\)

\({n_{PVC}} = \frac{{3,{{125.10}^6}}}{{62,5}} = {5.10^4}mol\)

=> n_CH4 phản ứng = 2 n_PVC = 10⁵ mol

=> n_CH4 ban đầu = (n_CH4 phản ứng).100% : %H  với (% H = H₁. H₂. H₃ )

= 10⁵: 0,15: 0,95: 0,9 = 779727,0955 mol

Vì khí thiên nhiên chứa 95% metan => V_{khí thiên nhiên} = V_metan : 0,95 = 779727,0955 . 22,4 : 0,95 = 18385144 lít = 18385 m³

Đáp án B 

Phương pháp giải:

Phương pháp giải

 Tính khối lượng của từng chất theo lý thuyết rồi chia hiệu suất để tìm lượng thực tế với m_tt = m_lt :75.100

Lời giải chi tiết:

Lời giải chi tiết :

  Theo lý thuyết         51,6 kg          ←  60:100.32=19,2 kg         ←       60kg

Thực tế                        68,8 kg                25,6 kg

Đáp án D

Phương pháp giải:

Viết sơ đồ phản ứng và tính toán theo sơ đồ phản ứng

Lời giải chi tiết:

n_PVC = 250 : 62,5 = 4 mol

2CH₄ → C₂H₂ → C₂H₃Cl → PVC

8 mol                 ← 4 mol

=> V _{khí thiên nhiên =} 8.22,4.(100/80).(100/50) = 448 (lít)

Đáp án A

Phương pháp giải:

Công thức tính khối lượng chất tham gia phản ứng khi có hiệu suất

 \({m_{thuc\,te}} = {{m{\,_l}_{i\,thuyet}} \over {\% H}}.100\% \)

Lời giải chi tiết:

 (C₆H₁₀O₅)_n \(\buildrel {35\% } \over\longrightarrow \)C₆H₁₂O₆ \(\buildrel {80\% } \over\longrightarrow \) 2C₂H₅OH \(\buildrel {60\% } \over\longrightarrow \) CH₂=CH-CH=CH₂  \(\buildrel {TH 100\% } \over\longrightarrow \) Cao su buna

Nhìn hệ số sơ đồ đầu cuối

=> n_C6H10O5 = n_{cao su bu na} = 1/ 54 (tấn mol)

=> m_C6H10O5 lí thuyết = 1/54. 162 = 3 (tấn)

Vì có hiệu suất phản ứng nên khối lượng tinh bột cần lấy thực tế là:

\({m_{{C_6}{H_{10}}{O_{5\,}}tt}} = 3.{{100\% } \over {100\% }}.{{100\% } \over {60\% }}.{{100\% } \over {80\% }}.{{100\% } \over {35\% }} = 17,857\,(\tan )\)

Đáp án C

Lời giải chi tiết:

Các phương trình hoá học:

\(nC_6H_5CH=CH_2 \xrightarrow {{t^0},xt,p}\)\((-CH(C_6H_5)-CH_2-)_n\)

\(C_6H_5-CH=CH_2 + Br_2 \to\)\( C_6H_5-CHBr-CH_2Br(1)\)

\(2KI+Br_2 \to I_2+2KBr(2)\)

Số mol Br₂ tham gia 2 phản ứng là 0,15 mol.

\(n_{Br_2 (2)} = n_{I_2} \)=\(\dfrac{{6,35}}{{254}}=0,025(mol)\)

Số mol Br₂ tác dụng với stiren \(= 0,15 - 0,025 = 0,125 (mol)\)

Khối lượng sitren không trùng hợp \(= 0,125\times104 = 13 (g)\)

Khối lượng stiren đã trùng hợp \(= 65 -13 = 52 (g)\)

Hiêu suất trùng hợp \(H_{pư}=\dfrac{{m_{LT}}}{{m_{TT}}}\times 100%\) \(=\dfrac{{52}}{{65}}\times100\%  = 80\% \)

Đáp án B

Phương pháp giải:

+ n_Br2 = n_{etilen dư}

\(\% H = \frac{{{m_{tt}}}}{{{m_{lt}}}}.100\% \,\,\,hay\,\,\,\% H = \frac{{{m_{pu}}}}{{{m_{bd}}}}.100\% \)

Lời giải chi tiết:

n_Br2 = 0,1 mol = n_{C2H4 dư}

=> n_{C2H4 pư} = n_{C2H4 bđ} - n_{C2H4 dư} = 1 - 0,1 = 0,9 mol

H% = \(\frac{{{n_{{C_2}{H_4}_{\,pu}}}}}{{{n_{{C_2}{H_4}_{\,bd}}}}}.100\% \) = \(\frac{{0,9}}{1}.100\% \) = 90%

Đáp án B

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Để dễ tính toán ta coi như tất cả các mắt xích là n = 1

Sơ đồ phản ứng của bài toán như sau:

C₆H₁₀O₅ -> C₆H₁₂O₆ -> 2C₂H₅OH -> C₄H₆ -> Caosu buna

Hiệu suất toàn bộ quá trình là: H = H₁.H₂.H₃.H₄ = 35%.80%.60%.100% = 16,8%

m _Xenlulozo = (1:54).(100/16,8).162 = 17,857 tấn

Vì trong gỗ chứa 50% xenlulozo nên khối lượng gỗ cần dùng là: 17,857.(100/50) = 35,714 tấn

Đáp án A

Phương pháp giải:

\(\% H = \frac{{{m_{tt}}}}{{{m_{lt}}}}.100\% \,hay\,\,\% H = \frac{{{m_{pu}}}}{{{m_{bd}}}}.100\% \)

Lời giải chi tiết:

15 . 90% = 13,5 kg = 13 500 g

Đáp án B

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Sơ đồ: 2CH₄ → C₂H₂ → C₂H₃Cl → PVC

Hiệu suất cả quá trình: H = H₁.H₂.H₃ = 0,15.0,95.0,9 = 0,12825 = 12,825%

Thể tích CH4 cần là: V_CH4 = (1000/62,5) . 2 . 22,4 . (100/12,825) = 5589 m³

Thể tích khí thiên nhiên (chứa 95% CH₄) cần dùng: V _khí = 5589 . (100/95) = 5883 m³

Đáp án B

Phương pháp giải:

+ n_Br2 = n _{liên kết II bị phá vỡ} = n _{stiren dư}

+ Bảo toàn khối lượng  m_polime = m_{stiren phản ứng}

Lời giải chi tiết:

Số mol Br2 phản ứng cũng chính là số mol stiren dư là 0,01 mol

BTKL: m_polime = m_{stiren ban đầu} - m_{stiren dư} = 5,2 - 0,01.104 = 4,16 gam

Đáp án A

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Phương pháp giải:

\( + \% H = {{{m_{tt}}} \over {{m_{lt}}}}.100\% \) Với sản phẩm thu được chính là lượng thực tế.

Lời giải chi tiết:

\({m_{metylmetacrylat}} = {{{m_{PMM}}.100} \over {{H_{trung\,hop}}}} = {{120.100} \over {80}} = 150\,Kg =  > \,\,{n_{metylmetacrylat}} = 1,5.1{0^3}\,mol\)

Ta có:

\(\eqalign{& {n_{C{H_2} = C\left( {C{H_3}} \right) - COOH}} = {n_{C{H_3}OH}} = {{{n_{metylmetacrylat}}.100} \over H} = 2,5.1{0^3}\,mol & \cr & = > \,\,{n_{C{H_2} = C\left( {C{H_3}} \right) - COOH}} = 215.1{0^3}\,g = 215\,Kg,\,\,\,{n_{C{H_3}OH}} = 80.1{0^3}\,g = 80\,kg \cr} \)

Đáp án A

Phương pháp giải:

Bảo toàn khối lượng.

Lời giải chi tiết:

X + 3H₂O \(\buildrel {{H^ + }} \over\longrightarrow \) 4Y

Áp dụng ĐLBTKL: m_H2O = m_Y –m_X = 30-24,6 = 5,4 g => n_H2O = 0,3 mol

Ta có: n_Y = (4n_H2O/3) = 0,4 mol => M_Y = 75 g/mol => glyxin

Đáp án A

Phương pháp giải:

\( + \% H = {{{m_{tt}}} \over {{m_{lt}}}}.100\% \) Với chất tham gia phản ứng chính là lượng lí thuyết.

+ C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH → CH₂=CH-CH=CH₂ → polime

=> n_glocozo = n_polime

Lời giải chi tiết:

Phương pháp giải:

Phương pháp : Tính lượng chất dựa vào hiệu suất phản ứng.

Sơ đồ : 2nCH₄ → nC₂H₂→  nCH₂=CHCl → (-CH₂-CHCl-)_n (PVC)

Lời giải chi tiết:

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Có : n_PVC = 0,05/n (tấn mol) = 50 000/n (mol)

=> n_{CH4(Cần dùng)} = 2n.n_PVC : (15%.95%.90%) = 779 727 mol

=> V_CH4 = 17 465 887 lit = 17 466 m³

=> V_khí = 18 385 m³

Lời giải chi tiết:

Ta có: \(\sum {H = \frac{{{H_1}.{H_2}.{H_3}}}{{100}} = 0,12825 \Rightarrow {n_{C{H_4}}} = \frac{{2{n_{{C_2}{H_3}Cl}}}}{{\sum H }} = 0,{{25.10}^3}mol} \,\,\,\)

V_{CH4(trong tự nhiên)}= $\frac{{{n_{C{H_4}}}}}{{0,95}}.22,4 = 5883,25({m^3})$

Đáp án C

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Phương pháp giải:

Bài toán hiệu suất:

A   → B   → C (H₁, H₂ là hiệu suất phản ứng A → B và B → C)

=> n_C = n_B.H₂% = n_A.H₁%.H₂%

Lời giải chi tiết:

C₂H₂ \(\xrightarrow{{H = 80\% }}\) CH₂=CHCl \(\xrightarrow{{H = 90\% }}\) PVC

26n (g)                                               62,5n (g)

187,2 (g) ←                                         450 (g)

=> n_{C2H2 (LT)} = 187,2 : 26 = 7,2 mol => V _{C2H2 (LT)} = 161,28 lít

Do hiệu suất 2 quá trình là H = 80% và H = 90% nên lượng C₂H₂ cần dùng thực tế là:

V_{C2H2 cần dùng} = 161,28.(100/80).(100/90) = 224 lít

Đáp án D

Phương pháp giải:

- Viết phương trình hóa học xảy ra

- Áp dụng công thức tính hiệu suất \(H_{pư}= \dfrac{{m_{LT}}}{{m_{TT}}}\)

Lời giải chi tiết:

CH₂=C(CH₃)-COOH + CH₃OH \(\xrightarrow{{t^0},H^+}\) CH₂=C(CH₃)-COOCH₃ +H₂O

nCH₂=C(CH₃)COOCH₃ \(\xrightarrow{{{t^0},p,xt}}\) (-CH₂-C(CH₃)(COOCH₃)-)_n

Nếu hiệu suất của các giai đoạn đều là 100% thì:

Để tạo ra 100 tấn polime cần 86 tấn axit và 32 tấn ancol.

Thực tế, các hiệu suất là 60% và 80% nên để tạo ra 1,2 tấn polime, khối lượng axit cần dùng là:

\(\dfrac{{86\times1,2}}{{100}}\times\dfrac{{100}}{{60}}\times\dfrac{{100}}{{80}}=2,15 tấn\)

Khối lượng ancol cần dùng là: \(\dfrac{{32\times1,2}}{{100}}\times\dfrac{{100}}{{60}}\times\dfrac{{100}}{{80}}=0,8 tấn\)

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Tính số mol polime và suy ra số mol axit

- Tính khối lượng axit.

Lời giải chi tiết:

\({n_{{C_3}{H_5}COOH}} = {n_{{C_5}{H_8}{O_2}}} = 1,2(kmol)\)

\( \to {m_{{C_3}{H_5}COOH}} = \frac{{1,2.86}}{{30\% .80\% }} = 430(kg)\)

Đáp án B

Phương pháp giải:

- Tính số mol brom ban đầu

- Từ số mol iot, suy ra số mol brom dư

- Suy ra số mol brom phản ứng

- Tính số mol stiren dư từ số mol brom phản ứng

- Tính hiệu suất phản ứng trùng hợp.

Lời 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: \(H = \frac{{5,2 - 0,0125.104}}{{5,2}}.100\%  = 75\% \)

Đáp án B

Phương pháp giải:

- Tính số mol cao su

- Tính số mol xenlulozơ

- Tính khối lượng xenlulozơ

Lời giải chi tiết:

Ta có: n_{cao su} \( = \frac{{1000}}{{54}}(kmol)\)

\( \to {n_{xenlulozo}} = \frac{{1000}}{{54}}.{(\frac{{100}}{{80}})^4} = 45,211(kmol)\)

\( \to {m_{xenlulozo}} = \frac{{45,211.162.100\% }}{{81\% }} = 9042kg = \)9,042 tấn.

Đáp án D

Phương pháp giải:

n_{CH2=C(CH3)COOH} lí thuyết = n_{polimetaacylat} = 1,2 (mol)

=> n_{CH2=C(CH3)COOH} thực tế = n_{CH2=C(CH3)COOH} lí thuyết :%H₂ : %H₁ = ?(mol)

=> m_{CH2=C(CH3)COOH} thực tế = ?

Lời giải chi tiết:

n_{polimetaacylat} = 12:100 = 1,2 (mol)

=> n_{CH2=C(CH3)COOH} lí thuyết = n_{polimetaacylat} = 1,2 (mol)

=> n_{CH2=C(CH3)COOH} thực tế = n_{CH2=C(CH3)COOH} lí thuyết :%H₂ : %H₁ = 1,2 : 0,8 : 0,3 = 5 (mol)

=> m_{CH2=C(CH3)COOH} thực tế = 5. 86 = 430 (kg)

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sơ đồ:

(C₆H₁₀O₅)_n → nC₆H₁₂O₆ → 2nC₂H₅OH →nCH₂=CH-CH=CH₂ → (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n (cao sư Bu –Na)

Không mất tính tổng quát của bài toán, bỏ qua hệ số n để tính toán cho thuận tiện

Khối lượng tinh bột là:\({m_{tinh\,bot\,}} = {n_{tinh\,bot\,}}.{M_{tinh\,bot}}.{{100\% } \over {\% {H_3}}}.{{100\% } \over {\% {H_2}}}\,.{{100\% } \over {\% {H_1}}} = ?(\tan )\)

Lời giải chi tiết:

Sơ đồ:

(C₆H₁₀O₅)_n → nC₆H₁₂O₆ → 2nC₂H₅OH →nCH₂=CH-CH=CH₂ → (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n (cao sư Bu –Na)

Không mất tính tổng quát của bài toán, bỏ qua hệ số n để tính toán cho thuận tiện

1 tấn cao su buna có số mol là: \(n = {1 \over {54}}\,(\tan \,mol)\)

Từ sơ đồ pư => \({n_{tinh\,bot\,}} = n{\,_{cao\,su\,bu\,na}}\, = {1 \over {54}}\,(\tan \,mol)\)

Khối lượng tinh bột là: \({m_{tinh\,bot\,}} = {1 \over {54}}.162.{{100\% } \over {60\% }}.{{100\% } \over {80\% }}\,.{{100\% } \over {35\% }} = 17,857(\tan )\)

Đáp án B

Phương pháp giải:

Phương pháp: Bảo toàn khối lượng

Lời giải chi tiết:

CH₂=CH₂ + Br₂ → C₂H₄Br₂

=>n_{C2H4 dư} = n_Br2 = 0,225 mol => n_{C2H4 pư} = 1 - 0,225 = 0,775 mol
BTKL: m_{PE thu được} = m_{C2H4 pư} = 0,775.28 = 21,7 gam

Đáp án B

Phương pháp giải:

 \( + \% H = {{{m_{tt}}} \over {{m_{lt}}}}.100\% \) Với chất tham gia phản ứng chính là lượng lí thuyết.

Lời giải chi tiết:

Phương pháp giải:

Lý thuyết về tính chất hóa học của polime

Lời giải chi tiết:

- PE (-CH₂-CH₂-)_n không phản ứng với NaOH và AgNO₃

- PVC (-CH₂-CHCl-)_n + nNaOH → (CH₂-CHOH-)_n + NaCl

Khi gạt lấy lớp nước thì cũng bao gồm các chất tan trong nước => không còn NaCl

=> không có phản ứng với AgNO₃/HNO₃ => không thể có kết tủa trắng

- Sợi len nếu làm từ hữu cơ (polypeptit) thì sẽ phản ứng với Cu(OH)₂/OH^- tạo màu tím đặc trưng

            CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

- Xenlulozo không phản ứng với NaOH, khi thêm CuSO₄ vào thì xuất hiện màu xanh của CuSO₄.

Đáp án B 

Phương pháp giải:

+ Bảo toàn khối lượng cacbon

+ Công thức tính hiệu suất: \(\% H = \frac{{{m_{tt}}}}{{{m_{lt}}}}.100\% \)  Với chất tạo ra ( sản phẩm) là lượng thực tế thu được.

Lời giải chi tiết:

Do C₂H₄ có chứa 30% tạp chất nên lượng C₂H₄ tinh khiết chiếm 70%.

Khối lượng C₂H₄ phản ứng là: 4 . 70% . 90% = 2,52 tấn

Theo BTKL: m_PE = m_{C2H4 pư} = 2,52 tấn

Đáp án C

Lời giải chi tiết:

Hướng dẫn giải:

m _C2H4 = 2.0,8 = 1,6 (tấn)

n_C2H4 (phản ứng) = 1,6. 0,95 = 1,52 (tấn)

mPE  = 1,52 (tấn)

Đáp án D

Phương pháp giải:

ε-aminocaproic có công thức là H₂N-(CH₂)₅-COOH

Phản ứng trùng ngưng: nH₂N-(CH₂)₅-COOH → [-HN-(CH₂)₅-CO-]_n + nH₂O

BTKL: m _polime = m _{aminoaxit pư} – m_H2O = ?

Lời giải chi tiết:

ε-aminocaproic có công thức là H₂N-(CH₂)₅-COOH

Phản ứng trùng ngưng: nH₂N-(CH₂)₅-COOH → [-HN-(CH₂)₅-CO-]_n + nH₂O

BTKL: m _polime = m _{aminoaxit pư} – m_H2O = 13,1.80% - 1,44 = 9,04 gam

Đáp án B