Bài toán tính số mắt xích polymer lớp 12 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài toán tính số mắt xích polymer lớp 12 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài toán tính số mắt xích polymer.

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Số mắt xích = $\frac{m_{\text{polymer}}}{m_{\text{1 mat xich}}}=\frac{M_{\text{polymer}}}{M_{\text{1 mat xich}}}$.

- Hệ số polymer hóa (n) = hệ số trùng hợp = $\frac{m_{\text{polymer}}}{m_{monomer}}=\frac{M_{\text{polymer}}}{M_{monomer}}$.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1. Cellulose triacetate (CTA, [C₆H₇O₂(OOCCH₃)₃]_n) là polymer được sản xuất thương mại lần đầu tiên ở Mỹ vào năm 1954. Polymer này được sử dụng để sản xuất tơ sợi chống nhăn, màng cho màn hình tinh thể lỏng,... Một đoạn mạch cellulose triacetate có phân tử khối là 345 600 thì chứa bao nhiêu mắt xích?

Hướng dẫn giải

Cellulose triacetate (CTA, [C₆H₇O₂(OOCCH₃)₃]_n) hay (C₁₂H₁₆O₈)_ncó phân tử khối là 288n.

⇒ Số lượng mắt xích trong đoạn mạch CTA là $n=\frac{345600}{288}=1200.$

Ví dụ 2. Tính khối lượng mol trung bình của một phân tử cao su polyisoprene, biết số mắt xích trung bình là 500?

Hướng dẫn giải

Mắt xích cấu tạo nên cao su polyisoprene là -C₅H₈-

Ta có: n = $\frac{m_{\text{polymer}}}{m_{\text{1 mat xich}}}=\frac{M_{\text{polymer}}}{M_{\text{1 mat xich}}}$⟹ M_polymer = 500.68 = 34000 (g/mol).

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Một đoạn polyethylene có khối lượng phân tử 5040 amu. Số mắt xích có trong đoạn polymer trên là

A. 200.

B. 180.

C. 300.

D. 350.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Mỗi mắt xích của polyethylene (C₂H₄)_n có khối lượng phân tử là 28 amu.

Vậy số mắt xích có trong đoạn polymer trên là: n = $\frac{5040}{28}=180$ (mắt xích).

Câu 2: Khối lượng phân tử của một đoạn mạch polyethylene là 420 amu. Số mắt xích của đoạn mạch này là

A. 10.

B. 12.

C. 15.

D. 16.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng: C

Polyethylene có các mắt xích là -C₂H₄- với khối lượng phân tử là 28 amu.

Vậy số mắt xích có trong đoạn polymer trên là: n = $\frac{420}{28}=15$ (mắt xích).

Câu 3: Phân tử khối trung bình của PVC là 750 000 amu. Hệ số polymer hóa của PVC là bao nhiêu?

A. 10 000.

B. 13 000.

C. 12 000.

D. 15 000.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Monomer tạo nên PVC là C₂H₃Cl có phân tử khối bằng 62,5 amu.

Hệ số polymer hóa của PVC là: $n=\frac{75000}{62,5}=12000$.

Câu 4: Phân tử khối trung bình của cellulose là 1 620 000 amu. Giá trị n trong công thức (C₆H₁₀O₅)_n là

A. 10 000.                    

B. 8 000.                      

C. 9 000.                     

D. 7 000.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phân tử khối của 1 mắt xích −C₆H₁₀O₅− là: M_{mắt xích} = 162 amu.

Số mắt xích là: $n=\frac{1620000}{162}=10000$.

Câu 5: Khối lượng của một đoạn mạch nylon-6,6 là 27 346 amu và của một đoạn mạch capron (nylon-6) là 17 176 amu. Số lượng mắt xích trong đoạn mạch nylon-6,6 và capron nêu trên lần lượt là

A. 113 và 152.

B. 121 và 152.

C. 121 và 114.

D. 113 và 114.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Cấu trúc của nylon-6,6 và capron lần lượt là:

Số mắt xích trong nylon-6,6 là: $n=\frac{27346}{226}=121$ (mắt xích).

Số mắt xích trong tơ capron là: $n=\frac{17176}{113}=152$ (mắt xích).

Câu 6: Phân tử khối trung bình của cao su tự nhiên và thuỷ tinh hữu cơ plexiglas là 36720 amu và 47300 amu. Số mắt xích trung bình trong công thức phân tử của mỗi loại polymer trên là

A. 540 và 550.

B. 540 và 473.

C. 680 và 473.

D. 680 và 550.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

- Mắt xích của cao su tự nhiên là – C₅H₈–.

⇒ Số mắt xích trung bình của cao su tự nhiên là: $n=\frac{36720}{68}=540.$

- Mắt xích của thuỷ tinh hữu cơ plexiglas là: - CH₂ – C(CH₃)(COOCH₃)-

⇒ Số mắt xích trung bình của thuỷ tinh hữu cơ plexiglas là: $n=\frac{47300}{100}=473.$

Câu 7: Một loại cao su buna – S có chứa 10,28% hydrogen về khối lượng. Tỉ lệ mắt xích butadiene và styrene trong cao su buna – S là

A. 7.

B. 6.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Công thức cao su có dạng : (C₄H₆)_n(C₈H₈)_m 

Ta có: $\%m_H=\frac{6n+8m}{54n+104m}.100\%=$ $10,28\%\Rightarrow \frac{n}{m}=6.$

Câu 8: Một polymer có phân tử khối là 14 000 và hệ số polymer hóa là 500. Tên gọi của polymer là

A. PE.

B. PVC.

C. PP.

D. Teflon.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng: A

Phân tử khối của một mắt xích là: $\frac{14000}{500}$= 28.

Vậy polymer là PE (polyethylene).

Câu 9: Một polymer có phân tử khối là 42 000 và hệ số polymer hóa là 1000. Tên gọi của polymer là

A. cao su buna.

B. cao su cloprene.

C. PP.

D. PE.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phân tử khối của một mắt xích là $\frac{42000}{1000}$= 42.

Vậy polymer là PP (polypropylene).

Câu 10: Một polymer A được xác định có phân tử khối là 38 750 với hệ số trùng hợp để tạo nên polymer này là 620. Polymer A là

A. PVC.

B. PE.

C. PP.

D. cao su thiên nhiên.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Polymer có phân tử khối là $\frac{38750}{620}=62,5$ → dấu hiệu có nguyên tố chlorine.              

Gọi công thức X là C_xH_yCl ⇒ 12x + y = 27 ⇒ X có công thức là C₂H₃Cl.

Vậy A là PVC.

Xem thêm Phương pháp giải các dạng bài tập Hóa học 12 hay, chi tiết khác:

• Bài tập thủy phân peptide
• Bài toán điều chế polymer
• Bài tập pin điện
• Bài tập điện phân
• Bài toán CO, H₂ khử oxide kim loại
• Bài tập điều chế nhôm

---