Bài 9. Vật liệu polymer trang 30, 31, 32

9.1

Polymer nào sau đây được dùng để chế tạo chất dẻo?

A. Polybuta – 1,3 – diene                                              B. Poly(phenol – formatldehyde)

C. Polyisoprene                                                              D. Poly(urea – formaldehyde)

Phương pháp giải:

Dựa vào thành phần của chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

Polybuta – 1,3 – diene được điều chế chất dẻo.

Đáp án A

9.2

Polymer X là chất rắn trong suốt, có khả năng cho ánh sáng truyền qua tốt nên được dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ. Tên gọi của X là

A. poly(methyl methacrylate)                                       B. poly(phenol – formaldehyde)

C. polyethylene                                                              D. poly(vinyl chloride)

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của polymer.

Lời giải chi tiết:

Thủy tinh hữu cơ là chất rắn trong suốt, có khả năng cho ánh sáng truyền qua tốt. Polymer X là poly(methyl methacrylate).

Đáp án A

9.3

Polypropylene (PP) là chất dẻo thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm thiết bị y tế, đồ gia dụng,… Vật liệu được chế tạo từ PP thường có kí hiệu như hình bên, PP được tổng hợp từ monomer nào sau đây?

A. CH₂ = CH₂                                                                 B. CH₂ = CHCN.

C. CH₃CH=CH₂                                                              D. C₆H₅OH và HCHO

Phương pháp giải:

Dựa vào điều chế polymer.

Lời giải chi tiết:

PP được tổng hợp từ CH₃CH=CH₂.

Đáp án C

9.4

PVC là chất rắn vô định hình, cách điện tốt, bền với acid, được dùng làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa,… PVC được tổng hợp trực tiếp từ monomer nào sau đây?

A. Acrylonitrile                                                             B. Vinyl chloride.

C. Vinyl acetate.                                                            D. Propylene.

Phương pháp giải:

Dựa vào phản ứng điều chế polymer.

Lời giải chi tiết:

PVC được tổng hợp trực tiếp từ vinyl chloride.

Đáp án B

9.5

Polystyrene (PS) là chất nhiệt dẻo thường được sử dụng để sản xuất đồ nhựa như li, chén dùng một lần hoặc hộp đựng thức ăn mang về tại các cửa hàng. Ở khoảng trên 80^oC, PS bị biến đổi trở nên mềm, dính. Do vậy, nên tránh hâm nóng thực phẩm chứa trong các loại hộp này. Monomer được dùng để điều chế PS là

A.                                                                                                    B. CH₂=CHCH=CH₂.

C. CH₂=CH₂                                                                                        

D. CH₂=CHCH₃

Phương pháp giải:

Dựa vào phản ứng điều chế polymer

Lời giải chi tiết:

PS được điều chế từ monomer:

Đáp án A

9.6

Với nhu cầu chế tạo vật liệu an toàn với môi trường, năm 2005 sản phẩm “ hộp bã mía” – bao bì từ thực vật và an toàn cho sức khỏe với nhiều tính năng vượt troiọ so với hộp xốp đã ra đời. Đây là loại bao bì có thành phần hoàn toàn tự nhiên, phần lớn là sợi bã mía từ nhà máy đường, với khả năng chịu nhiệt rộng từ - 40 đến 200^oC, bền nhiệt trong lò vi sóng, lò nướng nên an toàn với sức khỏe con người. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Thành phần chính của hộp bã mía là cellulose.

(b) Hộp bã mía phân hủy sinh học được nên thân thiện với môi trường.

(c) Hộp xốp đựng thức ăn nhanh làm từ chất dẻo PS cũng là vật liệu dễ phân hủy sinh học.

(d) Hộp bã mía có thành phần chính là polymer thiên nhiên, hộp xốp từ chất dẻo là polymer tổng hợp.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của polymer.

Lời giải chi tiết:

(a) đúng

(b) đúng

(c) sai, chất dẻo khó phân hủy.

(d) đúng.

9.7

Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, vật liệu composite đã nhánh chóng được đưa vào sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, nhất là ngành vật liệu mới. Đặc biệt là các vật liệu composite polymer với các đặc tính ưu việt như nhẹ, bền với môi trường ăn mòn, độ dẫn nhiệt và dẫn điện thấp. Do vậy, loại vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong hàng không, xây dựng,… Ví dụ, 50% vật liệu chế tạo máy bay Boeing 787 là vật liệu composite. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Sợi carbon được dùng làm vật liệu cốt trong composite do độ bền cao, nhẹ, kháng hóa chất, chịu được nhiệt độ cao và giãn nở nhiệt thấp.

(b) Vật liệu nền là chất dẻo giúp các pha gián đoạn liên kết được với nhau để tạo một khối kết dính và thống nhất, giúp bảo vệ vật liệu cốt, ổn định màu sắc, giữ được độ dẻo dai,…

(c) Thành phần của các vật liệu composite gồm một vật liệu nền và một vật liệu cốt.

(d) Vật liệu composite với cốt là bột gỗ được sử dụng làm ván lát sàn, cánh cửa, tấm ốp trong nội thất.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về vật liệu composite.

Lời giải chi tiết:

(a) đúng

(b) đúng

(c) đúng

(d) đúng

9.8

Hãy ghép thông tin ở cột A với vật liệu polymer thích hợp ở cột B.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của polymer

Lời giải chi tiết:

1 - e ; 2 – d; 3 – g; 4 – c; 5 – a; 6 – b.

9.9

Sợi visco thuộc loại

A. polymer trùng ngưng                                                   B. polymer bán tổng hợp

C. polymer thiên nhiên                                                     D. polymer tổng hợp

Phương pháp giải:

Dựa vào phân loại polymer.

Lời giải chi tiết:

Sợi visco thuộc loại polymer bán tổng hợp.

Đáp án B

9.10

Tơ sợi là một nguyên liệu quan trọng trong ngành dệt may và sản xuất vật liệu. Tơ sợi được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên hoặc tổng hợp. Các loại tơ sợi phổ biến bao gồm tơ sợi tự nhiên như tơ tằm, lông cừu, sợi cotton và tơ sợi tổng hợp như nylon,…

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Tơ nylon – 6,6 và tơ capron thuộc loại tơ polyamide.

(b) Tơ nylon, tơ tằm, tơ visco đều bền với nhiệt độ.

(c) Quần áo được dệt bằng sợi len lông cừu, tơ tằm không nên giặt với xà phòng có độ kiềm cao.

(d) Tơ capron và tơ olon đều có thành phần chứa – CO – NH –.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của tơ.

Lời giải chi tiết:

(a) đúng.

(b) sai, tơ tằm không bền với nhiệt độ.

(c) đúng

(d) sai, tơ olon không chứa nhóm – CO – NH –.

9.11

Tơ visco được sản xuất phổ biến từ đầu thế kỉ XX, là một loại chất liệu được làm từ bột gỗ của cây như tre, đậu nành, mía,…, qua quá trình xử lí hóa học được sợi visco. Sợi visco thấm hút mồ hôi và thoáng khí, mềm mại nên rất phổ biến trong việc sản xuất quần áo, đặc biệt là trang phục mùa hè vì nó giúp người mặc cảm thấy mát mẻ và thoải mái. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Tơ visco thuộc loại tơ thiên nhiên.

(b) Tơ visco thuộc loại tơ bán tổng hợp.

(c) Sợi visco có thành phần chính là cellulose đã được xử lí hóa chất.

(d) Tơ là vật liệu polymer hình sợi, dài, mảnh, có độ bền nhất định, mạch không nhánh.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của tơ bán tổng hợp

Lời giải chi tiết:

(a) sai, tơ visco thuộc loại tơ bán tổng hợp.

(b) đúng

(c) đúng

(d) đúng

9.12

Cao su isoprene được tổng hợp từ monomer nào sau đây?

A. CH₂=C(CH₃)CH=CH₂                                                  B. CH₃CH=C=CH₂.

C. (CH₃)₂C=C=CH₂                                                          D. CH₂=CHCH=CH₂.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về cao su.

Lời giải chi tiết:

Cao su isoprene được tổng hợp từ CH₂=C(CH₃)CH=CH₂.

Đáp án A

9.13

Cao su buna – N được tổng hợp bằng cách trùng hợp buta – 1,3 – diene với chất nào sau đây?

A. Isoprene                            B. Natri                              C. Acrylonitrile                 D. Styrene.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về cao su.

Lời giải chi tiết:

Cao su buna – N được tổng hợp bằng cách trùng hợp buta – 1,3 – diene với acrylonitrile.

Đáp án C

9.14

Keo dán là vật liệu polymer

A. có khả năng kết dính hai mảnh vật liệu rắn với nhau.

B. có khả năng tạo liên kết hydrogen giữa các vật liệu được kết dính.

C. có thành phần gồm vật liệu cốt và vật liệu nền là chất kết dính.

D. có khả năng kết dính khi thêm chất đóng rắn.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về keo dán

Lời giải chi tiết:

Keo dán là vật liệu polymer có khả năng kết dính hai mảnh vật liệu rắn với nhau.

Đáp án A

9.15

Năm 1839, Charles Goodyear đã được cấp bằng sáng chế cho phát minh về quy trình hóa học để chế tạo ra cao su lưu hóa – một loại cao su có cấu trúc đặc biệt, bền cơ học, chịu được sự ma sát, va chạm, đàn hồi tốt và có thể đúc được. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Cao su lưu hóa còn có tên gọi là cao su buna – S.

(b) Bản chất của việc lưu hóa cao su là tạo ra cầu nối disulfide – S – S – giữa các mạch cao su nên cao su lưu hóa có tính chất cơ lí nổi trội hơn.

(c) Trong mủ cao su thiên nhiên, polymer có tính đàn hồi là polyisoprene.

(d) Cao su lưu hóa có cấu trúc mạng không gian nên bền hơn cao su chưa lưu hóa.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của cao su.

Lời giải chi tiết:

(a) sai, cao su lưu hóa chủ yếu tạo ra cầu disulfide – S – S –.

(b) đúng

(c) đúng

(d) đúng

9.16

Keo dán dùng để kết dính các vật liệu và được sử dụng rộng rãi trong đời sống, sản xuất. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Nhựa vá săm là dung dịch keo của cao su trong dung môi hữu cơ dùng để vá săm xe.

(b) Keo dán epoxy gồm hai thành phần là hợp chất có chứa hai nhóm epoxy ở hai đầu và chất đóng rắn.

(c) Bản chất của keo dán epoxy là tạo ra polymer có cấu trúc mạng không gian bền chắc, giúp gắn kết tốt hai vật liệu lại với nhau.

(d) Khi sử dụng keo dán poly(urea – formaldehyde) cần bổ sung chất đóng rắn để tạo polymer có mạch phân nhánh.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của keo dán.

Lời giải chi tiết:

(a) đúng

(b) đúng

(c) đúng

(d) sai, tạo ra polymer phân nhánh.

9.17

a) Hãy quan sát kí hiệu trên vật liệu chất dẻo như hình bên, tìm hiểu và cho biết thành phần và những lưu ý khi sử dụng chúng.

b) Em hãy đề xuất một số biện pháp để hạn chế sử dụng chất dẻo nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe con người.

c) Hãy đề xuất một số biện pháp tái sử dụng đồ dùng từ chất dẻo để sử dụng ở gia đình và trường học.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của chất dẻo

Lời giải chi tiết:

a) 

b) Có thể sử dụng chất có khả năng phân hủy sinh học.

c) Dùng chai nhựa đã qua sử dụng để trồng rau,…

9.18

Trong công nghiệp, người ta điều chế PVC từ ethylene (thu được từ dầu mỏ) theo sơ đồ sau:

Giả sử hiệu suất mỗi quá trình (1), (2) và (3) tương ứng là 50%, 65% và 60%, hãy tính số kg PVC thu được khi dùng 1000 m³ khí ethylene (ở 25^oC và 1 bar).

Phương pháp giải:

Dựa vào số mol của ethylene.

Lời giải chi tiết:

n _ethylene = $\frac{{1000.10}^3}{24,79}=40339mol$

Hiệu suất phản ứng chung là: 50%.65%.60% = 19,5%.

Số kg PVC điều chế được là: $\frac{40339}{n}$.19,5%.62,5n = 491631,5g = 491,631kg

9.19

Trong công nghiệp để điều chế cao su buna người ta có thể đi từ nguyên liệu khí ethylene thu được từ dầu mỏ theo sơ đồ sau:

Tính số m³ ethylene (ở 25^oC và 1 bar) cần lấy để điều chế được 1 tấn cao su buna theo sơ đồ trên. Giả sử hiệu suất phản ứng của mỗi quá trình (1), (2) và (3) trong sơ đồ trên lần lượt là 65%, 50% và 70%.

Phương pháp giải:

Dựa vào số mol của ethylene và sơ đồ điều chế cao su buna.

Lời giải chi tiết:

Hiệu suất chung của sơ đồ điều chế là: 65%.50%.70% = 22,75%

n _{cao su buna} = $\frac{1}{54n}\tan .mol$$\to$ n _ethylene = 2n. $\frac{1}{54n}\tan .mol$:22,75%=0,1628 tấn mol

V _ethylene = 0,1628.24,79.10³ = 4036m³

9.20

Caprolactam được tổng hợp từ cuối thể kỉ XIX. Hiện nay, nhu cầu sản xuất caprolactam trên thế giới khoảng 10 triệu tấn//năm; 90% trong đó dùng để tổng hợp tơ capron. Trong công nghiệp, caprolactam được điều chế theo sơ đồ sau:

Để sản xuất 10 triệu tấn caprolactam, cần sử dụng bao nhiêu tấn cyclohexanone (giả sử hiệu suất trung bình của cả quá trình trên là 60%)?

Phương pháp giải:

Dựa vào sơ đồ điều chế caprolactam.

Lời giải chi tiết:

Khối lượng cyclohexanone cần: $\frac{10}{113}.98.\frac{100}{60}=14,45$triệu tấn.