CH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n
1. Phản ứng trùng hợp ethylene tạo thành polyethylene (PE)
Nhựa PE hay còn gọi là polyethylene (−CH −C −)n 2 H2 nCH → − − 2= CH2
t∘,xt,p(−CH2 CH2 )n
n được gọi là hệ số trùng hợp
2. Điều kiện điều chế nhựa PE từ C2H4
Nhiệt độ cao, áp suất cao và xúc tác thích hợp.
3. Cách thực hiện phản ứng điều chế nhựa PE từ C2H4
Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và xúc tác thích hợp, các phân tử eten kết hợp lại với nhau
thành phân tử có mạch rất dài và phân tử khối lớn là polyethylene (PE).
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng C2H4 ra PE
Sản phẩm thu được có mạch rất dài và phân tử khối lớn.
5. Kiến thức về ethylene 5.1. Tính chất vật lí
Ethylene là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí và ít tan trong nước.
5.2. Cấu tạo phân tử
Trong phân tử ethylene C2H4, có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon.
Trong liên kết đôi có một liên kết kém bền. Liên kêt này dễ đứt ra trong các phản ứng hóa học.
Những hydrocarbon mạch hở, trong phân tử có một liên kết đôi như Ethylene gọi là
alkene, có công thức chung CnH2n với n > 2.
5.3. Tính chất hóa học
a) Tác dụng với oxygen:
Khi đốt trong oxygen, ethylene cháy tạo thành khí CO2và H2O, tỏa nhiều nhiệt. C2H4+ 3O2 → 2CO2+ 2H2O
b) Tác dụng với dung dịch bromine (hay nước bromine, có màu vàng da cam)
Ở phản ứng này, một liên kết kém bền trong liên kết đôi bị đứt ra và phân tử ethylene
kết hợp thêm một phân tử bromine. Phản ứng trên gọi là phản ứng cộng.
Ngoài bromine, trong những điều kiện thích hợp, ethylene còn có phản ứng cộng với
một số chất khác, như hydrogen, ... Phương trình hóa học
CH2= CH2 + Br2 → Br – CH2 – CH2 – Br
c) Phản ứng trùng hợp c) Phản ứng trùng hợp
Ở điều kiện thích hợp, các phân tử ethylene cộng hợp liên tiếp với nhau, liên kết kém
bền trong liên kết đôi của phân tử ethylene bị phá vỡ, tạo thành chất có khối lượng phân tử lớn. nCH → −C −)n 2= CH2 t∘,xt,p(−CH2 H2
Phản ứng này được gọi là phản ứng trùng hợp.
Polyethylene (nhựa PE) là chất rắn, không tan trong nước, không độc, được dùng để
sản xuất túi đựng, màng bọc, chai, bình chứa,… Tuy nhiên, nhựa PE rất khó phân huỷ
sinh học, có thể tồn tạo bền trong môi trường hàng trăm năm, vì vậy cần giảm việc thải
các sản phẩm làm từ nhựa PE ra ngoài môi trường.
6. Một số bài tập liên quan
Bài 1. Nhận xét nào sau đây không đúng?
A. Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon.
B. Trong các hợp chất hữu cơ, carbon luôn có hóa trị IV.
C. Mỗi hợp chất hữu cơ có một trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
D. Trong hợp chất hữu cơ, oxygen có hóa trị I hoặc Xem đáp án Đáp án D
Bài 2: Phát biểu nào sau đây không chính xác
A. Điều chế ethylene trong phòng thí nghiệm bằng cách đun ethyl alcohol với
H2SO4 đặc tới khoảng 170oC
B. Tất cả các alcohol khi đun nóng với H2SO4 đặc tới khoảng 170oC đều thu được alkene
C. Đun nóng alcohol với H2SO4đặc ở nhiệt độ khoảng 140oC sẽ thu được ether
D. Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và xúc tác thích hợp, các phân tử Ethylene kết hợp lại
với nhau thành phân tử có mạch rất dài và phân tử khối lớn là Polyethylene (PE) Xem đáp án Đáp án B
Một vài alcohol, chẳng hạn CH3OH hoặc (CH3)3C-CH2OH. Không có phản ứng tách
nước tạo alkene (mà chỉ tạo ester)
Bài 3: Tiến hành trùng hợp 26 gam styrene, hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với 500 ml
dung dịch Br2 0,15M, cho tiếp dung dịch KI dư vào thu được 3,175 gam Iodine. Khối
lượng polymer tạo ra là: A. 12,5. B. 24. C. 16. D. 19,5. Xem đáp án Đáp án D
Có nStyrene = 0,25 mol; nBr2 = 0,075 mol; nI2 = 0,0125
Styrene + Br2 → Styrene-Br2 (1) Br2 + 2KI → 2KBr + I2 (2)
⇒ nBr2 dư = nI2 = 0,0125 mol
⇒ nBr2 (1) = nStyrene dư =0,0625 mol
⇒ mpolymer = mStyrene ban đầu – mStyrene dư = 19,5 g
Bài 4: Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1 3-diene và acrylonitrile thu được một loại
cao su buna-N chứa 8,69% nitrogen. Tính tỉ lệ số mol buta-1,3-diene và acrylonitrile trong cao su A. 1:2 B. 1:1 C. 2:1 D. 3:1 Xem đáp án Đáp án C
Ta xét 1 mắt xích cao su buna N có 1 nguyên tử N => M = (14 : 8,69) . 100 = 161.
Ta có Mbuta-1,3-dien = 54; Macrilonitrin = 53 => nbuta – 1,3 – đien : nacrilonitrin = 2 : 1
Bài 5: Trùng hợp 6,1975 lít (đkc) 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 Xem đáp án Đáp án B
Số mol C2H4 0,25 mol → khối lượng = 0,25.42 = 10,5gam
H = 80% => khối lượng polymer là 10,5.0,8 = 8,4 gam
Bài 6: 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. Xem đáp án Đáp án B CH2=CHCl → [CH2–CHCl]n
Khối lượng PVC thu được là 62,5 . 0,1 .90% = 5,625g
Bài 7: 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 Xem đáp án Đáp án C
Bảo toàn C => phản ứng tỉ lệ 1:1
Khối lượng PE thu được là: 4 . 0,7 . 0,9 = 2,52 tấn
Câu 8. Chất nào sau đây có khả năng trùng hợp thành cao su? A. CH2=C(CH3)CH=CH2 B. CH3 – C(CH3)=C=CH2 C. CH3 – CH2 – C ≡ CH D. CH3 – CH = CH – CH3 Xem đáp án
Đáp án A:CH2=C(CH3)CH=CH2
Câu 9. Công thức cấu tạo của tơ nylon – 6,6 là:
A. [ - NH – (CH2)4 – NH – CO – (CH2)4 – CO - ]n
B. [ - NH – (CH2)6 – NH – CO – (CH2)4 – CO - ]n
C. [ - NH – (CH2)6 – NH – CO – (CH2)6 – CO - ]n
D. [ - NH – (CH2)4 – NH – CO – (CH2)6 – CO - ]n Xem đáp án
Câu 10. Đồng trùng hợp divinyl và styrene thu được cao su Buna-S có công thức cấu tạo là :
A. (–CH2–CH=CH–CH2–CH(C6H5)–CH2–)n.
B. (–C2H–CH–CH–CH2–CH(C6H5)–CH2–)n.
C. (–CH2–CH–CH=CH2–CH(C6H5)–CH2–)n.
D. (–CH2–CH2–CH2–CH2–CH(C6H5)–CH2–)n. Xem đáp án Đáp án A
Câu 11. Ethylene có tính chất vật lý nào sau đây?
A. là chất khí không màu, không mùi, tan nhiều trong nước, nhẹ hơn không khí.
B. là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.
C. là chất khí màu vàng lục, mùi xốc, ít tan trong nước, nặng hơn không khí.
D. là chất khí không màu, mùi hắc, tan trong nước, nặng hơn không khí. Xem đáp án
Đáp án B: là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.
Câu 12. Khí CH4 và C2H4 có tính chất hóa học giống nhau là
A. tham gia phản ứng cộng với dung dịch bromine.
B. tham gia phản ứng thế với brom khi chiếu sáng.
C. tham gia phản ứng trùng hợp.
D. tham gia phản ứng cháy với khí oxygen sinh ra Carbon dioxide và nước. Xem đáp án
Đáp án D: tham gia phản ứng cháy với khí oxi sinh ra Carbon dioxide và nước.