Hóa học lớp 12 · KNTT · Chương 4

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 14: Ôn tập chương 4

Chương 4: Polymer · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12 Bài 14: Ôn tập chương 4 theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

10 11 12

Môn

Toán học Vật lý Hóa học Ngữ văn Tiếng Anh Sinh học Lịch sử Địa lý Giáo dục kinh tế & pháp luật Tin học Công nghệ

I. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm: Ôn tập chương 4

Lý thuyết Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 14: Ôn tập chương 4

I. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC

- Polymer là những hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau.

- Các phản ứng đặc trưng của polymer: cắt mạch, tăng mạch, giữ nguyên mạch.

- Polymer thường được tổng hợp từ phản ứng trùng hợp hoặc phản ứng trùng ngưng.

- Một số vật liệu polymer phổ biến:

Vật liệu polymer		Thành phần, nguồn gốc	Tính chất
Chất dẻo	PE	Trùng hợp ethylene	Có tính dẻo
	PP	Trùng hợp propylene
	PVC	Trùng hợp vinyl chloride
	PS	Trùng hợp styrene
	Poly(methyl methacrylate)	Trùng hợp methyl methacrylate
	Poly(phenol formaldehyde)	Trùng ngưng phenol với formaldehyde
Vật liệu composite		Vật liệu nền và vật liệu cốt.	Tính chất tốt hơn các vật liệu riêng rẽ ban đầu.
Tơ	Tơ tự nhiên	Có nguồn gốc từ thiên nhiên: sợi bông, len, tơ tằm,...	Có dạng sợi mảnh, dai bền,...
	Tơ bán tổng hợp	Chế biến từ polymer tự nhiên bằng phương pháp hoá học: tơ visco, tơ cellulose acetate.
	Tơ tổng hợp	Chế biến từ các polymer tổng hợp như: tơ capron, nylon-6,6, tơ nitron.
Cao su	Cao su tự nhiên	Được lấy từ mủ cây cao su.	Có tính đàn hồi.
Cao su	Cao su nhân tạo	Tổng hợp bằng phương pháp hoá học: cao su buna, buna-S, buna-N, cao su chloroprene, cao su isoprene,...	Có tính đàn hồi.
Keo dán	Nhựa vá săm	Cao su hoà tan trong dung môi hữu cơ.	Có khả năng kết dính bề mặt của hai vật liệu rắn với nhau.
	Keo epoxy	Polymer tạo thành từ nhựa epoxy và một số amine.
	Keo poly(urea- formaldehyde)	Polymer tạo thành do phản ứng trùng ngưng giữa urea và formaldehyde.

II. Các dạng bài tập trọng tâm và phương pháp giải

Nắm vững bản chất lý thuyết và các quy tắc phản ứng của Ôn tập chương 4 giúp học sinh giải nhanh các bài toán định tính (chuỗi phản ứng, nhận biết chất) và bài toán định lượng (bảo toàn electron, hiệu suất phản ứng) trong các đề thi THPT Quốc gia.

II. Bảng tổng hợp các loại vật liệu polymer thông dụng

Hệ thống hoá các loại vật liệu polymer theo cấu tạo, phương pháp tổng hợp và ứng dụng:

Vật liệu	Tên gọi & Kí hiệu	Monomer ban đầu	Phương pháp tổng hợp	Đặc tính & Ứng dụng
Chất dẻo	Polyethylene (PE)	$CH_2=CH_2$	Trùng hợp	Dẻo mềm, cách điện, màng bọc thực phẩm, chai lọ
Chất dẻo	Poly(vinyl chloride) (PVC)	$CH_2=CH-Cl$	Trùng hợp	Cách điện tốt, bền hóa chất, ống nước, vỏ cáp
Chất dẻo	Plexiglas (PMMA)	$CH_2=C(CH_3)-COOCH_3$	Trùng hợp	Trong suốt, truyền sáng tốt, kính chắn gió máy bay
Tơ tổng hợp	Nylon-6,6	Hexamethylenediamine + Adipic acid	Trùng ngưng	Dai bền, mềm óng ả, dệt vải may mặc, dây cáp dù
Tơ tổng hợp	Tơ nitron (olon)	$CH_2=CH-CN$	Trùng hợp	Giữ nhiệt cực tốt, dệt áo len, bạt che ngoài trời
Cao su	Cao su buna-S	Buta-1,3-diene + Styrene	Đồng trùng hợp	Đàn hồi cao, chịu mài mòn tốt, chế tạo lốp xe
Cao su	Cao su buna-N	Buta-1,3-diene + Acrylonitrile	Đồng trùng hợp	Bền dầu mỡ hóa chất, làm ống dẫn nhiên liệu, gioăng đệm

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

Hệ thống hóa toàn diện Chương 4: Đại cương về polymer và các loại vật liệu polymer cốt lõi trong đời sống.
So sánh 2 phản ứng tổng hợp polymer cốt lõi: Phản ứng trùng hợp (mở liên kết đôi hoặc mở vòng kém bền, không tách phân tử nhỏ) và Phản ứng trùng ngưng (kết hợp các monomer đa chức đồng thời giải phóng phân tử nhỏ như $H_2O$ ).
Phân loại vật liệu polymer theo tính năng: Chất dẻo (PE, PP, PVC, PS, PMMA), Tơ sợi (tơ thiên nhiên, tơ tổng hợp nylon-6, nylon-6,6, olon, lapsan; tơ bán tổng hợp viscose, acetate), Cao su (cao su thiên nhiên, buna, buna-S, buna-N), Keo dán (nhựa vá săm cao su, epoxy, urea-formaldehyde).
Ô nhiễm trắng (ô nhiễm rác thải nhựa) và xu hướng phát triển vật liệu xanh: Rác thải nhựa khó phân hủy sinh học tồn tại hàng trăm năm gây hại hệ sinh thái; các giải pháp kinh tế tuần hoàn gồm tái chế cơ học, phân hủy sinh học polymer gốc tinh bột/PLA (polylactic acid), và phát triển polymer tái sinh.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Lập bảng phân biệt nguồn gốc của các loại tơ sau: Tơ tằm, Bông, Tơ capron (nylon-6), Tơ lapsan, Tơ viscose, Tơ cellulose acetate?

1. Tơ thiên nhiên: Tơ tằm (protein từ kén tằm), Bông (cellulose từ sợi quả bông). 2. Tơ tổng hợp (chế tạo hoàn toàn bằng con đường tổng hợp hóa học từ monomer dầu mỏ): - Tơ capron hay nylon-6 (polyamide từ caprolactam hoặc

\varepsilon

-aminocaproic acid). - Tơ lapsan hay PET (polyester từ ethylene glycol và terephthalic acid). 3. Tơ bán tổng hợp (tơ nhân tạo - chế tạo từ polymer thiên nhiên qua xử lí hóa chất): - Tơ viscose (chế hóa cellulose bằng

NaOH

và

CS_2

). - Tơ acetate (chế hóa cellulose bằng acetic anhydride).

Rác thải nhựa ('ô nhiễm trắng') gây ra những tác hại môi trường nghiêm trọng nào và nêu 3 biện pháp giảm thiểu bền vững?

Tác hại: 1. Các liên kết carbon trong mạch polymer tổng hợp (PE, PP, PVC) rất bền vững, mất từ 100 đến hàng nghìn năm mới phân hủy tự nhiên, gây tắc nghẽn nguồn nước, thoái hóa đất canh tác, làm sinh vật biển nuốt phải và tử vong. 2. Khi vỡ vụn thành các hạt vi nhựa (microplastics), chúng thâm nhập chuỗi thức ăn, tích tụ trong mô động vật và gây hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người (rối loạn nội tiết tố, ung thư). 3. Khi đốt rác nhựa không đúng kĩ thuật sinh ra các khí cực độc như dioxin và furan. Biện pháp giảm thiểu: 1. Áp dụng nguyên tắc 3R (Reduce - Giảm thiểu, Reuse - Tái sử dụng, Recycle - Tái chế); 2. Thay thế đồ nhựa dùng một lần bằng vật liệu phân hủy sinh học (túi từ bột ngô, bao bì giấy); 3. Hoàn thiện chính sách phân loại rác tại nguồn và thu gom xử lí theo mô hình kinh tế tuần hoàn.

Cho các monomer:

CH_2=CH-CN

CH_2=CH-CH=CH_2

C_6H_5-CH=CH_2

. Viết phương trình đồng trùng hợp tạo cao su buna-S và cao su buna-N?

1. Đồng trùng hợp Buta-1,3-diene và Styrene tạo cao su buna-S:

nCH_2=CH-CH=CH_2 + nC_6H_5-CH=CH_2 \xrightarrow{t^\circ, p, Na} (-CH_2-CH=CH-CH_2-CH(C_6H_5)-CH_2-)_n

2. Đồng trùng hợp Buta-1,3-diene và Acrylonitrile tạo cao su buna-N:

nCH_2=CH-CH=CH_2 + nCH_2=CH-CN \xrightarrow{t^\circ, p, Na} (-CH_2-CH=CH-CH_2-CH(CN)-CH_2-)_n

(Chữ 'S' nghĩa là styrene, chữ 'N' nghĩa là nitrile; cao su buna-S chịu mòn tốt làm lốp xe hơi, cao su buna-N có độ bền dầu mỡ cao làm ống dẫn nhiên liệu).

Để tổng hợp

260\text{ kg}

poly(vinyl chloride) (PVC) từ ethylene bằng chuỗi phản ứng qua vinyl chloride, cần bao nhiêu

m^3

khí ethylene (đktc) biết hiệu suất của toàn bộ quá trình đạt

80\%

Sơ đồ chuyển hóa:

C_2H_4 \xrightarrow{+Cl_2} C_2H_4Cl_2 \xrightarrow{-HCl} CH_2=CH-Cl \xrightarrow{\text{trùng hợp}} \text{PVC}

Mỗi phân tử

C_2H_4

(

M=28\text{ g/mol}

) tạo ra một mắt xích

PVC

(

M=62{,}5\text{ g/mol}

). Số mol mắt xích PVC cần sản xuất:

n_{\text{PVC}} = \frac{260000}{62{,}5} = 4160\text{ mol}

Số mol

C_2H_4

lí thuyết cần dùng:

n_{\text{LT}} = 4160\text{ mol}

Do hiệu suất toàn bộ quá trình là

80\%

, số mol

C_2H_4

thực tế cần dùng là:

n_{\text{TT}} = \frac{4160}{0{,}80} = 5200\text{ mol}

Thể tích khí ethylene thực tế cần dùng ở đktc:

V = 5200 \times 22{,}4 = 116480\text{ lít} = 116{,}48\text{ m}^3

Đề luyện tập theo bài

Bài 14: Ôn tập chương 4 - Đề 1 (Nhận biết)28 câu hỏi · Nhận biết

Làm đề

Bài 14: Ôn tập chương 4 - Đề 2 (Thông hiểu)28 câu hỏi · Thông hiểu

Làm đề

Bài 14: Ôn tập chương 4 - Đề 3 (Vận dụng)28 câu hỏi · Vận dụng

Làm đề

Bài 14: Ôn tập chương 4 - Đề 4 (Tổng hợp)28 câu hỏi · Vận dụng cao

Làm đề

Bài 14: Ôn tập chương 4 - Đề 5 (Nâng cao)28 câu hỏi · Tổng hợp

Làm đề