Страница 114 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

8. Укажите степень полимеризации полиформальдегида $(\text{—CH}_2\text{—O—})_n$, средняя относительная молекулярная масса которого составляет 30 000.

1) 1800

2) 1500

3) 1000

4) 800

Дано:

Формула полиформальдегида: $(–CH_2–O–)_n$
Средняя относительная молекулярная масса полимера $M_r(\text{полимера}) = 30000$

Найти:

Степень полимеризации $n$

Решение:

Степень полимеризации $n$ показывает, сколько раз мономерное звено повторяется в макромолекуле полимера. Её можно найти, разделив среднюю относительную молекулярную массу полимера на относительную молекулярную массу одного мономерного звена.

1. Сначала рассчитаем относительную молекулярную массу мономерного звена $(–CH_2–O–)$. Для этого сложим относительные атомные массы всех атомов, входящих в его состав. Используем округленные значения из периодической таблицы: $A_r(C) = 12$, $A_r(H) = 1$, $A_r(O) = 16$.

$M_r(–CH_2–O–) = A_r(C) + 2 \cdot A_r(H) + A_r(O) = 12 + 2 \cdot 1 + 16 = 30$

2. Теперь найдем степень полимеризации $n$, используя формулу:

$n = \frac{M_r(\text{полимера})}{M_r(\text{мономерного звена})}$

Подставим известные значения:

$n = \frac{30000}{30} = 1000$

Следовательно, степень полимеризации полиформальдегида равна 1000. Этот вариант соответствует ответу под номером 3.

Ответ: 1000.

9. Укажите характеристики изопренового каучука.

1) непредельный углеводород

2) предельный углеводород

3) не вступает в реакцию присоединения

4) обесцвечивает раствор перманганата калия

5) не горит

Решение

Изопреновый каучук, или полиизопрен, является продуктом полимеризации изопрена (2-метилбута-1,3-диена). Мономер изопрен имеет формулу $C_5H_8$ или, в структурном виде, $CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2$.

Реакция полимеризации протекает по схеме:

$n(CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2) \rightarrow [-CH_2-C(CH_3)=CH-CH_2-]_n$

Полученный полимер представляет собой длинную углеводородную цепь, в каждом звене которой содержится одна двойная связь $C=C$. Исходя из этой структуры, проанализируем предложенные характеристики.

1) непредельный углеводород

Данная характеристика верна. Наличие двойных связей в макромолекуле полиизопрена делает его непредельным углеводородом. Непредельные соединения — это органические вещества, в молекулах которых есть кратные (двойные или тройные) связи между атомами углерода.

2) предельный углеводород

Эта характеристика неверна. Предельные (или насыщенные) углеводороды содержат только одинарные связи между атомами углерода. В полиизопрене есть двойные связи.

3) не вступает в реакцию присоединения

Эта характеристика неверна. Наличие двойных связей обуславливает способность каучука вступать в реакции присоединения. Например, он может присоединять водород (гидрирование), галогены (галогенирование), а также вступать в реакцию вулканизации (сшивание цепей с помощью серы), которая протекает по двойным связям.

4) обесцвечивает раствор перманганата калия

Данная характеристика верна. Это качественная реакция на наличие двойных связей (реакция Вагнера). Двойные связи в молекуле каучука легко окисляются раствором перманганата калия ($KMnO_4$), что приводит к его обесцвечиванию (фиолетовая окраска иона $MnO_4^-$ исчезает).

5) не горит

Эта характеристика неверна. Изопреновый каучук, как и большинство органических веществ, является горючим. При поджигании на воздухе он горит с образованием углекислого газа и воды.

Таким образом, верными характеристиками изопренового каучука являются утверждения 1 и 4.

Ответ: 1, 4.

Тестовое задание на соответствие

10. Установите соответствие между полимером и способом его получения.

ПОЛИМЕР

А) бутадиен-стирольный каучук

Б) капрон

В) полихлорвинил

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

1) полимеризация

2) поликонденсация

3) сополимеризация

4) сополиконденсация

А) бутадиен-стирольный каучук

Бутадиен-стирольный каучук является продуктом совместной полимеризации двух различных мономеров: бутадиена-1,3 ($CH_2=CH-CH=CH_2$) и стирола ($C_6H_5CH=CH_2$). Реакция, в которой полимерная цепь образуется из двух или более типов мономеров, называется сополимеризацией. Этот процесс протекает по механизму присоединения, где происходит разрыв кратных связей в мономерах и образование новой макромолекулы без выделения побочных низкомолекулярных продуктов.

Уравнение реакции: $n(CH_2=CH-CH=CH_2) + m(C_6H_5-CH=CH_2) \rightarrow [-CH_2-CH=CH-CH_2-]_n-[-CH(C_6H_5)-CH_2-]_m$

Таким образом, бутадиен-стирольный каучук получают методом сополимеризации.

Ответ: 3

Б) капрон

Капрон, также известный как полиамид-6 или найлон-6, получают из ε-капролактама. Хотя промышленный процесс является полимеризацией с раскрытием цикла, его классифицируют как поликонденсацию. Это связано с тем, что структурное звено капрона ($-NH-(CH_2)_5-CO-$) идентично звену, которое образуется при поликонденсации ε-аминокапроновой кислоты ($H_2N-(CH_2)_5-COOH$). В реакции поликонденсации функциональные группы (амино- и карбоксильная) молекул мономера реагируют друг с другом, образуя полимерную цепь и выделяя низкомолекулярный побочный продукт, в данном случае воду ($H_2O$). Так как используется один вид мономера, это не сополиконденсация.

Уравнение реакции поликонденсации ε-аминокапроновой кислоты: $n(H_2N-(CH_2)_5-COOH) \rightarrow [-NH-(CH_2)_5-CO-]_n + n H_2O$

Следовательно, способ получения капрона — поликонденсация.

Ответ: 2

В) полихлорвинил

Полихлорвинил (ПВХ) — это термопластичный полимер, получаемый из одного типа мономера — винилхлорида (хлорэтена, $CH_2=CHCl$). Реакция получения полихлорвинила представляет собой цепную полимеризацию по механизму присоединения. В ходе этой реакции происходит разрыв двойной связи C=C в молекулах мономера, и они соединяются друг с другом в длинную макромолекулу. При этом не образуется никаких побочных продуктов.

Уравнение реакции: $n(CH_2=CHCl) \rightarrow [-CH_2-CHCl-]_n$

Поскольку в реакции участвует только один мономер и не выделяются побочные продукты, это полимеризация.

Ответ: 1

Задания с развёрнутым ответом

11. Нейлон $(-\text{CO}-(\text{CH}_2)_4-\text{CO}-\text{NH}-(\text{CH}_2)_6-\text{NH}-)_n$ один из самых первых синтетических сополимеров. Это в первую очередь парашютный шёлк и материал для туристических палаток, а также волокно для колготок.

На основании структурной формулы нейлона напишите формулы мономеров, используемых для его получения.

Решение

Представленная формула $(—CO—(CH₂)₄—CO—NH—(CH₂)₆—NH—)ₙ$ описывает структурное звено полиамида, известного как нейлон-6,6. Это сополимер, так как он образован из двух различных мономеров. Полимерная цепь построена за счет амидных связей $(—CO—NH—)$, которые образуются в реакции поликонденсации. В ходе этой реакции карбоксильная группа $(—COOH)$ одного мономера реагирует с аминогруппой $(—NH₂)$ другого мономера, при этом отщепляется молекула воды.

Для того чтобы определить исходные мономеры, необходимо мысленно провести гидролиз (разрыв) амидной связи в структурном звене полимера. При разрыве связи $—CO—|—NH—$ к карбонильной группе $(—CO—)$ присоединяется гидроксильная группа $(—OH)$, а к аминогруппе $(—NH—)$ — атом водорода $(H)$.

1. Рассматриваем фрагмент, содержащий карбонильные группы: $—CO—(CH₂)₄—CO—$. Добавляя к каждой карбонильной группе по гидроксильной группе, мы восстанавливаем молекулу дикарбоновой кислоты. Полученное соединение — адипиновая кислота (или гександиовая кислота).
Ее формула: $HOOC—(CH₂)₄—COOH$.

2. Рассматриваем фрагмент, содержащий аминогруппы: $—NH—(CH₂)₆—NH—$. Добавляя к каждому атому азота по атому водорода, мы восстанавливаем молекулу диамина. Полученное соединение — гексаметилендиамин (или гексан-1,6-диамин).
Его формула: $H₂N—(CH₂)₆—NH₂$.

Таким образом, нейлон получают путем поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина.

Ответ: Мономеры, используемые для получения нейлона: адипиновая кислота $HOOC—(CH₂)₄—COOH$ и гексаметилендиамин $H₂N—(CH₂)₆—NH₂$.

12. Синтетика не гниёт, не сбраживается. Потому-то и вырастают вокруг современных городов гигантские свалки пластмассовых изделий. Не похоронят ли люди природу под толщами полимерного мусора?

Какие меры для борьбы с полимерным мусором принимаются в вашем регионе и какие можете предложить вы?

Какие меры для борьбы с полимерным мусором принимаются в вашем регионе

Проблема загрязнения окружающей среды полимерным мусором является глобальной, и в различных регионах России принимаются комплексные меры для ее решения. Поскольку я являюсь искусственным интеллектом и не привязан к конкретному региону, я перечислю наиболее распространенные и значимые инициативы, реализуемые на территории страны:

1. Внедрение раздельного сбора отходов (РСО). Во многих городах устанавливаются специальные контейнеры для сбора пластика, стекла, бумаги и других фракций, пригодных для вторичной переработки. Это позволяет отделить ценное сырье от общего потока мусора и направить его на переработку.

2. Строительство инфраструктуры для переработки. Активно строятся и модернизируются мусоросортировочные комплексы и перерабатывающие заводы. На этих предприятиях отсортированный пластик (например, ПЭТ-бутылки, ПНД-флаконы) перерабатывается в гранулы или флексу, которые затем используются для производства новых товаров: от строительных материалов и садовой мебели до синтетических тканей и новой упаковки.

3. Расширенная ответственность производителей (РОП). Введен механизм, согласно которому производители и импортеры товаров в упаковке обязаны обеспечивать утилизацию этой упаковки после использования. Если компания не может сделать это самостоятельно, она уплачивает специальный экологический сбор в бюджет, средства из которого направляются на развитие отрасли обращения с отходами.

4. Экологическое просвещение и волонтерство. Проводятся информационные кампании, направленные на повышение осведомленности граждан о вреде пластикового загрязнения и важности сортировки мусора. Регулярно организуются волонтерские акции и субботники по очистке лесов, парков и берегов водоемов от мусора.

5. Установка фандоматов. В некоторых крупных городах в торговых центрах и магазинах появляются фандоматы — автоматы по приему пластиковых бутылок и алюминиевых банок в обмен на небольшое вознаграждение, что стимулирует население сдавать тару на переработку.

Ответ: В регионах России внедряется раздельный сбор мусора, строятся перерабатывающие заводы, действует принцип расширенной ответственности производителей, проводятся просветительские кампании и устанавливаются фандоматы для сбора тары.

и какие можете предложить вы?

Помимо уже принимаемых мер, существует ряд дополнительных шагов, которые могли бы значительно повысить эффективность борьбы с полимерным мусором. Вот несколько предложений:

1. Введение системы залоговой стоимости тары. По аналогии с успешным опытом многих европейских стран, можно внедрить общенациональную систему, при которой в цену напитка в пластиковой или стеклянной бутылке закладывается небольшая залоговая стоимость. Потребитель сможет вернуть эту сумму, сдав пустую тару в специальный пункт приема или фандомат. Это создает мощный экономический стимул для возврата практически 100% тары на переработку.

2. Государственное стимулирование использования альтернатив пластику. Предоставление налоговых льгот, грантов и субсидий компаниям, которые разрабатывают, производят и используют экологичные альтернативы: биоразлагаемую и компостируемую упаковку, многоразовую тару, упаковку из переработанных материалов.

3. Развитие химической переработки. Поддержка на государственном уровне исследований и строительства заводов по химической переработке пластика (пиролиз, газификация). Эти технологии позволяют перерабатывать смешанные и загрязненные пластиковые отходы, которые не подходят для механической переработки, превращая их в исходное сырье (мономеры) для производства нового высококачественного пластика.

4. Внедрение принципа «зеленых» госзакупок. Обязать государственные учреждения и компании с госучастием закупать определенную долю товаров, произведенных из вторсырья (например, канцелярские товары, урны, скамейки). Это создаст гарантированный рынок сбыта для продукции переработчиков.

5. Стандартизация и упрощение маркировки упаковки. Разработать единую, интуитивно понятную для потребителя систему маркировки, которая бы четко указывала, является ли упаковка перерабатываемой в данном регионе, и как ее правильно подготовить к сдаче.

6. Ужесточение контроля и ответственности за нелегальные свалки. Повысить штрафы для физических и юридических лиц за организацию несанкционированных свалок и внедрить современные методы контроля, такие как использование беспилотников и спутникового мониторинга, для оперативного выявления нарушений.

Ответ: Предлагается внедрить систему залоговой стоимости тары, стимулировать использование экологичных альтернатив пластику, развивать технологии химической переработки, ввести «зеленые» госзакупки, стандартизировать маркировку упаковки и ужесточить контроль за образованием нелегальных свалок.