Cách giải Bài tập tính hiệu suất phản ứng polymer hóa (hay, chi tiết)

Bài viết Cách giải Bài tập tính hiệu suất phản ứng polymer hóa với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách giải Bài tập tính hiệu suất phản ứng polymer hóa.

Cách giải Bài tập tính hiệu suất phản ứng polymer hóa (hay, chi tiết)

Bài giảng: Bài tập lý thuyết về polymer - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Kiến thức cần nhớ

*Lý thuyết và Phương pháp giải

Cho phản ứng hóa học : A + B → C

Hiệu suất phản ứng :

H = . 100%

H = . 100%

Lưu ý: Hiệu suất cả quá trình là tích hiệu suất mỗi giai đoạn riêng lẻ.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Muốn tổng hợp 120 kg metylmetacrylat, hiệu suất quá trình ester hóa và trùng hợp lần lượt là 60% và 80%, khối lượng axit và ancol cần dùng lần lượt là bao nhiêu:

Hướng dẫn giải

CH₂=C(CH₃)COOH + CH₃OH → CH₂=C(CH₃)COOCH₃ → Trùng hợp

⇒ n_{Mắt xích} = n_ester = 1,2 kmol

⇒ n_ancol = n_axit = 1,2.(100/60).(100/80) = 2,5kmol

⇒ m_ancol = 80 kg ; m_axit = 215 kg

Ví dụ 2. Đem trùng ngưng x kg axit ε-aminocaproic thu được y kg polymer và 12,15 kg H₂O với hiệu suất phản ứng 90%. Giá trị của x, y lần lượt là:

Hướng dẫn giải

nH₂N–(CH₂)₅–COOH → [-NH–(CH₂)₅–CO-]_n + nH₂O

n_H2O = 0,675 kmol ⇒ n_axit = 0,675 kmol

Vì H = 90% ⇒ n_{axit thực tế} = 0,675.100/90 = 0,75 kmol

⇒ x = 0,75.131 = 98,25 kg.

Áp dụng định luật BTKL, ta có:

y = 0,9.x - m_H2O = 98,25.0,9 – 12,15

⇒ y = 76,275 kg

Ví dụ 3. PVC được điều chế từ khí thiên nhiên theo sơ đồ:

CH₄ → C₂H₂ → CH₂=CHCl → PVC

Thể tích khí thiên nhiên (đktc) cần lấy để sản xuất được 1 tấn PVC là bao nhiêu (biết khí thiên nhiên chứa 95% methane về thể tích và hiệu suất toàn bộ quá trình là 12,825 %) :

Hướng dẫn giải

+ Bảo toàn nguyên tố cacbon ta có: 2CH₄ → CH₂=CHCl.

+ Ta có m_PVC = 1000 kg ⇒ n_PVC = 16 kmol.

⇒ n_CH4 cần dùng = 16.2/0,12825 ≈ 249,51 kmol.

⇒ V_{Khí thiên nhiên cần dùng} = 249,51/0,95 . 22,4 ≈ 5883m³.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Từ 15kg methyl metacrylat có thể điều chế được bao nhiêu gam thuỷ tinh hữu cơ có hiệu suất 90%?

A. 13500n (kg)    B. 13500 g    C. 150n (kg)    D. 13,5 (kg)

Lời giải:

Đáp án: B

nCH₂=C(CH₃)-COOH → [CH₂=C(CH₃)-COOH]_n

⇒ Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_sau = m_trước

⇒ m_{polymer thực tế} = m_{lý thuyết} . 0,9 = 1,5 kg = 13500 g

Bài 2: Trùng hợp 5,6 lít C₂H₄ (đktc), nếu hiệu suất phản ứng là 90% thì khối lượng polymer thu được là:

A. 4,3 gam.    B. 5,3 gam.     C. 7,3 gam.    D. 6,3 gam.

Lời giải:

Đáp án: D

nC₂H₄ = 5,6/22,4 = 0,25 mol

n_{C2H4 pứ} = 0,25.0,9 = 0,225 mol

⇒ m_polymer = m_C2H4pứ = 0,225.28 = 6,3 g

Bài 3: Cho sản phẩm khi trùng hợp 1 mol etilen ở điều kiện thích hợp tác dụng vừa đủ 16g Brom. Hiệu suất phản ứng trùng hợp và khối lượng PE thu được là

A.80%; 22,4 g     B. 90%; 25,2 g    C. 20%; 25,2 g     D. 10%; 28 g

Lời giải:

Đáp án: B

Số mol etilen dư: n_{etilen dư} = n_Br2 = 0,1 mol

⇒ H=1−0,11 = 90%

m_PE =1.28 − 0,1.28 = 25,2

Bài 4: Từ 180 lít ethyl alcohol 40^o (khối lượng riêng của ethyl alcohol nguyên chất là d = 0,8g/ml) điều chế đượcbao nhiêu kg cao su buna (hiệu suất quá trình là 75%)

A. 25,357 kg    B. 18,783 kg    C. 28,174 kg    D. 18,087 kg.

Lời giải:

Đáp án: A

100 ml rượu chứa 40 ml C₂H₅OH

⇒ 180 lít rượu chứa (180000.40/100) = 72000 ml C₂H₅OH

⇒ n_C2H5OH = (72000.0,8)/46 = 1252,2 mol

⇒ n_C4H6 = (1/2) n_C2H5OH = 626,09 mol

⇒ m_{cao su buna}=0,75 . 626,09 . 54 = 25357g = 25,357 kg

Bài 5: Từ 4 tấn C₂H₄ có chứa 30% tạp chất có thể điều chế bao nhiêu tấn PE ? (Biết hiệu suất phản ứng là 90%)

A. 2,55    B. 2,8    C. 2,52    D. 3,6

Lời giải:

Đáp án: C

nCH₂=CH₂ (-CH₂–CH₂-)_n.

m_PE = 4 . 0,7 . 0,9 = 2,52 tấn

Bài 6: Trong thế chiến thứ II người ta phải điều chế cao su buna từ tinh bột theo sơ đồ sau:

Tinh bột → glucose → ethyl alcohol → Buta -1,3- diene → Caosu bun

Từ 10 tấn khoai chứa 80% tinh bột điều chế được bao nhiêu tấn caosu buna? (Biết hiệu suất của cả quá trình là 60%)

A. 3,1 tấn    B. 2,0 tấn    C. 2,5 tấn    D. 1,6 tấn

Lời giải:

Đáp án: D

Số mol tinh bột có trong 10 tấn khoai: 10.0,8162=0,049 Mmol

Ta thấy, trong cả quá trình, n_C4H6 thu được sẽ bằng n_{tinh bột tham gia}

Với H=0,6 là: n_C4H6 = 0,049.0,6 = 0,0296 Mmol

⇒ m_polymer = 0,029.54 =1,6

Bài 7: Trùng hợp 5,6 lít (đktc) propilen, nếu hiệu suất 80%, khối lượng polymer thu được là:

A. 10,5 gam    B. 8,4 gam    C. 7,4 gam     D. 9,5 gam

Lời giải:

Đáp án: B

Khối lượng polymer: (5,6/22,4) . 80%. 42 = 8,4 g

Bài 8: Người ta trùng hợp 0,1 mol vinyl chloride với hiệu suất 90% thì số gam PVC thu được là :

A. 7,520.    B. 5,625.    C. 6,250.    D. 6,944.

Lời giải:

Đáp án: B

CH₂=CHCl → [CH₂–CHCl]_n

Khối lượng PVC thu được là 62,5 . 0,1 .90% = 5,625g

Bài giảng: Bài tập tổng hợp về polymer và vật liệu polymer - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi Tốt nghiệp THPT khác:

• Bài toán về phản ứng đốt cháy polymer
• 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 polymer

---