Cách giải Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích (hay, chi tiết)

Bài viết Cách giải Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách giải Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích.

Cách giải Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích (hay, chi tiết)

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

Phương pháp giải

Tính tỉ lệ số mắt xích dựa vào phản ứng clo hóa, phản ứng cộng, phản ứng cháy

Bước 1: Xác định công thức chung của polymer

Bước 2: Lập biểu thức mối quan hệ giữa mắt xích với phân tử

Bước 3: Tính theo yêu cầu của bài toán

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Khi đốt cháy hoàn toàn một polymer X (tạo thành từ phản ứng đồng trùng hợp giữa Buta -1,3- diene và acrilo nitrin) với một lượng oxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí chứa 59,091% CO₂ theo thể tích. Tính tỉ lệ số mol giữa Buta -1,3- diene và acrilo nitrin

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung của X là nC₄H₆.C₂H₃CN

nC₄H₆.C₂H₃CN + O₂ → CO₂ : (4n + 3) + H₂O: (3n + 1,5) + N₂: 0,5

Khi đốt cháy 1 mol X:

n_CO2 = (4n + 3) mol; n_H2O = (3n + 1,5) mol ; n_N2 = 0,5 mol

→ = 0,59091 → n = 0,3333

→ Tỉ lệ số mol C₄H₆ : C₂H₃CN = 0,333 : 1 = 1 : 3

Ví dụ 2: Tiến hành phản ứng đồng trùng hợp giữa styrene và buta–1,3–diene (butadiene), thu được polymer X. Cứ 2,834 gam X phản ứng vừa hết với 1,731 gam Br₂. Tỉ lệ số mắt xích (butadiene : styrene) trong loại polymer trên là

Hướng dẫn giải

Cao su buna-S có dạng (C₄H₆)_a.(C₈H₈)_b.

2,834 gam (C₄H₆)_a.(C₈H₈)_b + 0,0108 mol Br₂

n_(-C4H6-) = n_Br2 = 0,0108 mol.

⇒ m_(-C8H8-) = 2,834 - m_(-C4H6-) = 2,834 - 0,0108 . 54 = 2,2508 gam

→ n_(-C8H8-) = (2,2508) / 104 = 0,0216 mol.

⇒a : b = 0,0108 : 0,0216 ≈ 1 : 2

Ví dụ 3: Khi đốt cháy một polymer sinh ra từ phản ứng đồng trùng hợp isoprene với acrilonitrin bằng lượng oxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí chứa 58,33% CO₂ về thể tích. Tỷ lệ mắt xích isoprene với acrilonitrin trong polymer trên là

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung của X là (C₅H₈)_a.(C₃H₃N)_b

(C₅H₈)_a.(C₃H₃N)_b + O₂ → CO₂:(5a+3b) H₂O:(4a+1,5b) N₂:(0,5b)

%vCO₂ = = 0,5833

→ 3a = b → a : b = 1 : 3

Bài tập vận dụng

Bài 1: Clo hoá PVC thu được một polymer 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. 1    B. 2    C. 3    D. 4

Lời giải:

Đáp án: C

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

Bài 2: Khi đốt cháy hoàn toàn một lượng polymer đồng trùng hơp dimethylButa -1,3- diene và acrilonitrin với lượng oxi hoàn toàn đủ, thấy tạo thành 1 hỗn hợp khí ở nhiệt độ và áp suất xác định chứa 57,69% CO₂ về thể tích. Tỉ lệ monome trong polymer là:

A. 1:3    B. 2:3    C. 3:2    D. 3:1

Lời giải:

Đáp án: A

Gọi tỉ lệ dimethylButa -1,3- diene và acrilonitrin là x,y ⇒ xC₆H₁₀.yC₂H₃CN

xC₆H₁₀.yC₂H₃CN + O₂ → CO₂:(6x+3y) + H₂O: (5x+1,5y) + N₂: 0,5y

Hỗn hợp sau phản ứng đốt cháy gồm: CO₂, H₂O, N₂

⇒ = 0,5769

⇒ x : y = 1 : 3

Bài 3: Cứ 2,62g cao su buna-S phản ứng vừa hết với 1,6 gam brom trong CCl₄. Hỏi tỉ lệ số mắt xích butadiene và styrene trong cao su buna-S là bao nhiêu ?

A. 2 : 3    B. 1 : 3    C. 1 : 2.    D. 3 : 5

Lời giải:

Đáp án: C

n_butadiene = n_Br2 = 0,01 mol

⇒ n_styrene = = 0,02 mol

⇒ tỉ lệ số mắt xích butadiene và styrene trong cao su buna-S là 1 : 2.

Bài 4: Khi tiến hành đồng trùng hợp Buta -1,3- diene và acrilonitrin thu được một loại cao su buna-N chứa 8,69% nitơ. Tính tỉ lệ số mol Buta -1,3- diene và acrolonitrin trong cao su

A. 1 : 2    B. 1 : 1    C. 2 : 1    D. 3 : 1

Lời giải:

Đáp án: C

Cao su buna-S có dạng (C₄H₆)_x.(C₈H₈)_y.

⇒ %N = = 0,0869

⇒ x : y = 2 : 1

Bài 5: 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

Lời giải:

Đáp án: D

PVC hay poly (vinyl chloride) 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.

⇒ %m_Cl = .100% = 66,7% ⇒ k ≈ 2.

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

Bài 6: Khi tiến hành đồng trùng hợp Buta -1,3- diene và acrilonitrin với xúc tác Na thu được một loại cao su buna-N chứa 10,44 % nitơ về khối lượng. Tỉ lệ số mol Buta -1,3- diene và acrilonitrin trong cao su trên là

A. 1:3    B. 2:3    C. 3:2    D. 3:1

Lời giải:

Đáp án: C

Gọi số mol của Buta -1,3- diene và acrilonitrin lần lượt là x, y mol

Có xC₄H₆ + yC₃H₃N → ( C₄H₆)_x(C₃H₃N)_y

% N = = 0,1044

→ x : y = 3 : 2

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:

• Dạng bài tập về các loại cao su quan trọng thường gặp
• Dạng bài tập về tính chất của polymer
• Dạng bài tập về ứng dụng của polymer
• Dạng bài tập về điều chế, tổng hợp các polymer quan trọng
• Dạng bài tập tính hệ số polymer hóa (Tính số mắt xích)

---