1. Stiren là gì?
- Khái niệm: Stiren là một chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, không hòa tan trong nước, dễ bay hơi và có mùi hơi ngọt, nhưng khi đậm đặc có thể có mùi khó chịu.
- Công thức phân tử: C8H8
2. Tính chất vật lý của Stiren:
- Tính chất vật lý của Stiren: chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước và không hòa tan trong nước.
- Nhận biết: Stiren có khả năng làm mất màu brom và tạo ra hợp chất với công thức C8H8Br2.
3. Tính chất hóa học
3.1. Phản ứng cộng hợp
Stiren phản ứng với Halogen (Cl2, Br2) và Hidro halogenua (HCl, HBr):
3.2. Phản ứng trùng hợp và đồng trùng hợp
3.3. Phản ứng oxy hóa
Stiren làm mất màu dung dịch KMnO4 và bị oxy hóa ở nhóm vinyl, trong khi vòng benzen vẫn không bị thay đổi.
4. Quy trình điều chế Stiren
Quá trình sản xuất stiren từ etilen và benzen trong công nghiệp là một quy trình phức tạp, đòi hỏi nhiều kỹ thuật. Mytour xin giới thiệu các bước điều chế stiren như sau:
- Bước 1: Tạo etylbenzen bằng cách phản ứng etilen và benzen: chuẩn bị và trộn etilen với benzen theo tỷ lệ nhất định. Thêm vào đó một lượng axit xúc tác để thúc đẩy phản ứng trùng hợp giữa etilen và benzen dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất kiểm soát.
- Bước 2: Chuyển đổi etylbenzen thành stiren: Làm sạch etylbenzen khỏi tạp chất và phụ gia, sau đó thực hiện phản ứng chuyển hóa ở nhiệt độ cao để tạo ra stiren.
- Bước 3: Tinh chế và thu hồi stiren: Tách stiren ra khỏi các phụ gia và chất xúc tác còn lại, rồi tinh chế để đạt được sản phẩm stiren với chất lượng cao.
5. Ứng dụng của Stiren
Stiren được sử dụng trong sản xuất polymer, cao su tổng hợp, nhựa expandable polystyrene, sợi stiren chứa carbon, và các chất trung gian hóa học,...
BÀI TẬP VẬN DỤNG LIÊN QUAN
Câu 1: Stiren phản ứng với chất nào sau đây?
A. Dung dịch KMnO4
B. NaOH
C. AgNO3/NH3
Hướng dẫn giải: Stiren với công thức phân tử C6H5CH=CH2 phản ứng với dung dịch KMnO4. Do đó, chọn A. KMnO4. Stiren không phản ứng với NaOH và AgNO3/NH3.
Câu 2: Cao su buna - S được tạo ra từ phản ứng đồng trùng hợp giữa butadien và chất nào dưới đây?
A. H2S
B. Lưu huỳnh
C. Stiren
D. SO2
Bài 3: Chọn khái niệm đúng sau đây?
A. Monome là tất cả những phân tử nhỏ tham gia vào phản ứng tạo polime
B. Monome được gọi là một mắt xíc tong cấu tạo của phân tử polome
C. Monome là các phân tử có vai trò tạo nên từng mắt xích của polime
D. Monome là các hợp chất có cấu trúc bao gồm hai nhóm chức hoặc có liên kết đôi trong cấu trúc của monome.
Câu 4: Ứng dụng nào dưới đây không phải là phản ứng của stiren?
A. Chế tạo các dụng cụ văn phòng như thước kẻ, vở, bút bi, eke, cốc
B. Sản xuất thuốc nổ
C. Sản xuất cao su
D. Chế tạo đồ gia dụng
Hướng dẫn giải: Chọn C. Stiren không được sử dụng trong sản xuất thuốc nổ.
Câu 5: Tiến hành trùng hợp 20,8g stiren. Hỗn hợp sau phản ứng tác dụng hoàn toàn với 500ml dung dịch Br2 0,2M. Tính phần trăm stiren tham gia trùng hợp.
Hướng dẫn giải chi tiết:
C8H8 = 20,8 : 104 = 0,2 (mol)
CH = CH2 + Br2 → CHBr - CH2Br| |C6H5 (dư) C6H50,1 mol <- 0,1
Phần trăm stiren trùng hợp = (0,2 - 0,1)/2 × 100% = 50%
Vậy phần trăm stiren tham gia phản ứng là 50%
Câu 6: Trùng hợp 5,2 gam stiren, hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với 100ml dung dịch Br2 0,15M, rồi thêm KI dư vào, thu được 0,635 gam iot. Khối lượng polymer tạo thành là:
nI2 = 0,0025 mol
nBr2 = 0,015 mol
Do Br2 dư phản ứng với KI: 2KI + Br2 → 2KBr + I2 0,0025 0,0025
nBr2 phản ứng với stiren = 0,015 - 0,0025 = 0,0125 (mol)
(C6H5) - CH = CH2 + Br2 → (C6H5) - CH(Br) - CH2 - Br0,0125 <- 0,0125
mstiren dư phản ứng với Br2 = 0,0125 × 104 = 1,3 (gam)
mstiren trùng hợp = 5,2 - 1,3 = 3,9 (gam)
Khối lượng của polymer ở thành phẩm là 3,9 gam
Bài 7: Trong ngành công nghiệp, để tổng hợp stiren, người ta thực hiện như sau: cho etilen phản ứng với benzen dưới tác dụng của axit, thu được etylbenzen. Sau đó, etylbenzen được chuyển qua xúc tác ZnO và nung nóng:
A. Viết các phương trình hóa học cho các phản ứng xảy ra
B. Tính lượng benzen tối thiểu cần thiết để sản xuất 1 tấn stiren, biết rằng hiệu suất ở mỗi giai đoạn phản ứng là 80% và tính lượng etilen cần thiết và khối lượng stiren tạo ra.
Thể tích C2H4 cần thiết ở điều kiện tiêu chuẩn là 287,18 m3.
Khối lượng thực tế của C8H8 thu được là: y = 853,33 kg
Bài 8 Trong quá trình hidro hóa etylbenzen để tạo thành stiren, và khi trùng hợp stiren, ta thu được polistiren với hiệu suất tổng cộng là 80%. Lượng etylbenzen cần thiết để sản xuất 10,4 tấn polistiren là:
A. 13,52 tấn
B. 10,6 tấn
C. 13,25 tấn
D. 8,48 tấn
Giải thích chi tiết:
Sơ đồ phản ứng:
gam: 106n → 104n
tấn: x.80% → 10,4
Do đó, khối lượng etylbenzen cần để sản xuất 10,4 tấn polistiren với hiệu suất 80% là:
X = (10,4 . 106n)/(104n . 80%) = 13,25 tấn
Kết quả: 13,25 tấn
Bài 9: Các loại polymer nào sau đây có khả năng lưu hóa?
A. Cao su buna - S
B. Cao su buna
C. Poliisopren
D. Tất cả A, B và C đều đúng
Kết quả: Chọn D, vì A, B và C đều đúng
Bài 10: Polistiren không tham gia vào phản ứng nào trong các phản ứng sau đây:
A. Đepolime hóa
B. Phản ứng với Cl2 dưới ánh sáng
C. Phản ứng với NaOH (dung dịch)
D. Phản ứng với Cl2 không có bột sắt
Kết quả: Chọn D. Polistiren không phản ứng với Cl2 nếu không có bột sắt
Bài 11: Số mắt xích glucozo trong 194,4 mg amilozo là (với số Avogadro = 6,02 . 1023)
A. 1,3 . 10-3
B. 1
C. 7224 . 1017
D. 6501,6 . 1017
Kết quả chi tiết: Chọn C. 7224 . 1017
Amilozo là một thành phần cấu tạo của tinh bột, là polymer không phân nhánh, được hình thành từ nhiều mắt xích α-glucozo -C6H10O5- liên kết với nhau.
n-C6H10O5- = 194,4 : (1000 . 162) (mol)
=> Số mắt xích -C6H10O5- = 194,4 : (1000 . 162) . 6,02 . 1023 = 7224 . 1027
Vậy số mắt xích glucozo là 7224 . 1027
Bài 12: Một phân tử polietilen có khối lượng phân tử là 840000 đvC. Hệ số polymer hóa của phân tử này là:
A. 3000
B. 28000
C. 25000
D. 30000
Hướng dẫn chi tiết: Chọn đáp án D
M (-CH2 - CH2 -)n = 28n = 840000 → n = 30000.
Bài 13: Một phân tử polietilen có khối lượng phân tử là 56000 u. Hệ số polymer hóa của phân tử polietilen là:
A. 20000
B. 2000
C. 1500
D. 15000
Hướng dẫn chi tiết: Chọn B. 2000
Có: M (- CH2 - CH2)n = 56000 → n = 56000 : 28 = 2000
Bài 14: Trùng hợp propilen tạo thành polipropilen (PP). Nếu đốt cháy hoàn toàn 1 mol polime đó và thu được 13200 gam CO2, thì hệ số trùng hợp n của polime là:
A. 100
B. 200
C. 400
D. 300
Hướng dẫn chi tiết: Chọn A. 100
Polipropilen có công thức (C3H6)n. Khi đốt cháy 1 mol polipropilen, ta thu được 3n mol CO2 → 3n = 300 → n = 100.
Bài 16. Một polymer X có khối lượng phân tử là 39062,5 đvC và hệ số trùng hợp để tạo ra polymer này là 625. Polymer X là loại nào?
A. Poli (vinyl clorua) (PVC)
B. Poli propilen (PP)
C. Poli etilen (PE)
D. Poli stiren (PS)
Hướng dẫn chi tiết: Chọn đáp án A. Poli (vinyl clorua) (PVC)
M của mắt xích = 39063,5 : 625 = 62,5. Đây là dấu hiệu của nguyên tố clo. Công thức của X là CxHyCl → 12x + y = 27. Do đó, X có công thức C2H3Cl tương đương với CH2 = CHCl.
Bài 17: Một polymer có khối lượng phân tử là 28000 đvC và hệ số polymer hóa là 1000. Polymer đó là loại nào?
A. PE
B. PVC
C. PP
D. Teflon
Kết quả: Chọn A. Polymer đó là C2H5, PE (polietilen)
Đây là bài viết của Mytour về Stiren là gì? Tính chất hóa học của stiren. Hy vọng bài viết đã cung cấp thông tin hữu ích và giúp bạn đọc. Xin cảm ơn!