Lý thuyết Đại cương về polymer (Hóa 12 Kết nối tri thức 2025)

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 12: Đại cương về polymer

A. Lý thuyết Đại cương về polymer

I. Khái niệm, danh pháp

1. Khái niệm

– Polymer là những hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xíc) liên kết với nhau tạo nên

– Monomer là những phân tử nhỏ, phản ứng với nhau để tạo nên polymer

2. Danh pháp

– Các polymer đơn giản có tên gọi chung như sau: poly + tên monomer (thêm ngoặc đơn nếu tên của monomer gồm hai cụm từ)

 

II. Tính chất vật lí

– Hầu hết polymer là những chất rắn, không bay hơi, không bị nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.

– Các polymer bị nóng chảy khi đun nóng được gọi là polymer nhiệt dẻo. Các polymer không bị nóng chảy mà bị phân hủy bởi nhiệt được gọi là polymer nhiệt rắn.

– Hầu hết polymer không tan trong nước, một số tan được trong dung môi hữu cơ.

– Tính chất polymer thường phụ thuộc vào cấu tạo: nhiều polymer có tính dẻo (PE, PP,…) một số polymer có tính đàn hồi (polyisoprene, polybuta -1,3 – diene,…); một số polymer khác có tính dai, bền và có thể kéo sợi (capron, nylon – 6,6,…). Nhiều polymer có tính cách điện (PE, PC,..)

III. Tính chất hóa học

1. Phản ứng cắt mạch polymer

Polymer có thể bị phân cắt thành monomer bởi nhiệt, tác nhân hóa học, sinh học,…

Ví dụ:

– Polystyrene bị nhiệt phân thu được styrene

 

– Polyamide có thể bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc môi trường base thu được amino acid:

 

2. Phản ứng tăng mạch polymer

Khi có điều kiện thích hợp như nhiệt độ, chất xúc tác,… các mạch polymer có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới

3. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

Polymer có thể tham gia các phản ứng hóa học mà không làm thay đổi chiều dàu mạch polymer. Phản ứng có thể xảy ra ở nhóm thế đính vào mạch polymer, cộng vào liên kết đôi trong mạch polymer,…

 

IV. Phương pháp tổng hợp

1. Phương pháp trùng hợp

Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hay tương tự nhau tạo thành phân tử có phân tử khối lớn (polymer)

 

Các monomer tham gia phản ứng trùng hợp thường có liên kết đôi (CH₂-CHR) hoặc vòng.

2. Phương pháp trùng ngưng

– Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước)

– Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng

Ví dụ: Nylon – 6,6 thu được từ phản ứng trùng ngưng adipic acid với hexamethylenediamine:

 

Sơ đồ tư duy Đại cương về polymer

B. Trắc nghiệm Đại cương về polymer

Câu 1. Poly(vinyl acetate) là polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp 

A. C₂H₅COO−CH=CH₂.                             

B. CH₂=CH−COO−C₂H₅.

C. CH₃COO−CH=CH₂.                                   

D. CH₂=CH−COO−CH₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Poly(vinyl acetate) là polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp vinyl acetate: CH₃COO−CH=CH₂.

Câu 2. Thủy phân hoàn toàn tơ capron trong môi trường acid hoặc môi trường base thu được 6-aminohexanoic acid. Phản ứng này là

A. Phản ứng cắt mạch polymer.

B. Phản ứng tăng mạch polymer.

C. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer.

D. Phản ứng biến đổi mạch polymer.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phản ứng biến đổi tơ capron (polymer) thành 6-aminohexanoic (monomer) là phản ứng cắt mạch polymer.

Câu 3. Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng là

A. glycine.                     

B. terephthalic acid.       

C. acetic acid                 

D. ethylene glycol.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước).

Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.

Acetic acid: CH₃COOH chỉ có một nhóm −COOH có khả năng tham gia phản ứng nên không đủ điều kiện tham gia phản ứng trừng ngưng.

Câu 4. Monomer được dùng để điều chế polypropylene là

A. CH₂=CH−CH₃.

B. CH₂=CH₂.                 

C. CH≡CH.          

D. CH₂=CH−CH=CH₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là:  A

Monomer được dùng để điều chế polypropylene là propylene: CH₂=CH−CH₃.

Câu 5. Bản chất của quá trình lưu hoá cao su là tạo ra

A. cầu nối −O−O−

B. cầu nối −S−S−

C. cầu nối −C−S−          

D. cầu nối –C−C−

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là:  B

Bản chất của quá trình lưu hoá cao su là tạo ra cầu nối −S−S−.

Câu 6. Chất có thể trùng hợp tạo ra polymer là

A. CH₃OH.                    

B. CH₃COOH.               

C. HCOOCH₃.              

D. CH₂=CH−COOH.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Các monomer tham gia phản ứng trùng hợp thường có liên kết đôi (CH₂=CHR) hoặc vòng.

Như vậy CH₂=CH−COOH có thể trùng hợp tạo ra polymer.

Câu 7. Polyethylene là sản phẩm của phản ứng trùng hợp

A. CH₂=CH−Cl.  

B. CH₂=CH₂.                 

C. CH₂=CH−CH=CH₂.  

D. CH₂=CH−CH₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Polyethylene là sản phẩm của phản ứng trùng hợp ethylene CH₂=CH₂.

Câu 8. Các chất đều không bị thuỷ phân trong dung dịch H₂SO₄ loãng, nóng là

A. poly(vinyl acetate); polyethylene, cao su buna. 

B. polyethylene; cao su buna; polystyrene.

C. tơ capron; nylon-6,6; polyethylene.         

D. nylon-6,6; poly(ethylene terephthalate); polystyrene.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Polyamide (chứa liên kết –CO–NH–) hoặc polyester (chứa –COO–) bị thủy phân trong dung dịch H₂SO₄ loãng nóng. 

Polyamide: Poly(vinyl acetate); tơ capron; nylon-6,6.

Polyester: poly(ethylene terephthalate).

Vậy các chất đều không bị thuỷ phân trong dung dịch H₂SO₄ loãng, nóng là polyethylene; cao su buna; polystyrene.

Câu 9. Phát biểu nào sau đây là không  đúng?      

A. Các vật liệu polymer thường là chất rắn không nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ rất rộng.

B. Polymer là những chất có phân tử khối rất lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau.

C. Hầu hết các polymer tan trong nước và các dung môi hữu cơ.

D. Monomer là những phân tử nhỏ, phản ứng với nhau tạo thành polymer.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Hầu hết các polymer không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ

Câu 10. Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monomer) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nước gọi là phản ứng

A. nhiệt phân.                

B. trao đổi.           

C. trùng hợp.                 

D. trùng ngưng

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monomer) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nước gọi là phản ứng trùng ngưng.

Câu 11. Dưới đáy chai hoặc các vật dụng bằng nhựa thường có kí hiệu các con số. Số 6 là kí hiệu của nhựa polystyrene (PS). Loại nhựa này đang được sử dụng để sản xuất đồ nhựa như cốc, chén dùng một lần hoặc hộp đựng thức ăn mang về. Ở nhiệt độ cao, nhựa PS bị phân huỷ sinh ra các chất có hại cho sức khoẻ.

a. Nhựa PS được sử dụng đựng thực phẩm hoặc đồ uống ở nhiệt độ thường. 

b. Nhựa PS được khuyến cáo không nên dùng trong lò vi sóng.

c. Nhựa PS được tạo ra từ phản ứng trùng hợp monomer styrene.

d. Nhựa PS thuộc loại polymer tổng hợp.

Hướng dẫn giải

a. Đúng.

b. Đúng.

c. Đúng.

d. Đúng vì nhựa PS được tổng hợp từ phản ứng trùng hợp styrene: C₆H₅CH=CH₂.

Câu 12. . 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,…

a. PVC thuộc loại polymer tổng hợp và có tên là poly(vinyl chloride).

b. Monomer tạo thành của nhựa PVC có công thức cấu tạo thu gọn là CH₂=CH–CH–Cl.

c. PVC được tổng hợp từ monomer vinyl chloride bằng phương pháp trùng hợp.

d. PVC có công thức hoá học là (C₂H₅Cl)_n.

Hướng dẫn giải

a. Đúng.

b. Sai vì công thức đúng của vinyl chloride là CH₂=CH–CH₂–Cl.

c. Đúng.

d. Sai vì PVC có công thức hoá học là (C₃H₅Cl)_n.

Câu 13. Cho các hợp chất: CH₂=CH−COOCH₃; CH₂=CH₂; HO−(CH₂)₆−COOH; HOOC−(CH₂)₄−COOH; C₆H₅−CH=CH₂. Có bao nhiêu chất có thể tham gia phản ứng trùng ngưng?

Hướng dẫn giải

Đáp số: 2

Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước).

Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.

Vậy các chất tham gia phản ứng trùng ngưng là: HO−(CH₂)₆−COOH; HOOC−(CH₂)₄−COOH.

Câu 14. Polyisoprene tạo nên cao su thiên nhiên có cấu trúc như sau:

Một đoạn mạch polyisoprene có phân tử khối là 544 000 amu chứa bao nhiêu mắt xích?

Hướng dẫn giải

Đáp số: 8000.

Một mắt xích của polyisoprene: C₅H₈ có phân tử khối là 68 amu.

⟹ Số mắt xích của đoạn mạch trên là: $\frac{544000}{68}$ = 8000 mắt xích

Câu 15. Trùng hợp hoàn toàn 61,975 lít khí CH₃−CH=CH₂ (đkc) thì thu được m gam polypropylene (nhựa PP). Giá trị của m là bao nhiêu gam? Biết hiệu suất của phản ứng trùng hợp là 80

Hướng dẫn giải

Đáp số: 84

Phương trình phản ứng trùng hợp:

m_{PP $=\frac{61,975}{24,79}\times \frac{1}{n}\times 42n=105\left(g\right).$}

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 10: Protein và enzyme

Lý thuyết Bài 12: Đại cương về polymer

Lý thuyết Bài 13: Vật liệu polymer

Lý thuyết Bài 15: Thế điện cực và nguồn điện hoá học

Lý thuyết Bài 16: Điện phân

Lý thuyết Bài 18: Cấu tạo và liên kết trong tinh thể kim loại