新人教版化學選修5高中《合成高分子化合物的基本方法》教案

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1、 2019 最新新人教版化學選修 5 高中《合成高分子化合物的 基本方法》教案 教學設計 東圃中學 黃永忠 一、教材分析和教學策略 1、新舊教材對比： 新教材 過渡教材 一、加成聚合反應 以聚乙烯為例 ,介紹加聚反應及鏈節(jié)、單體、 在乙烯的性質中提及加聚反應 ,沒有提及鏈 聚合度等概念 節(jié)、單體、聚合度等概念 思考與交流：從單體判斷高分子化合物

2、 從高分子化合物判斷單體 二、縮合聚合反應 以已二酸、已二醇的縮合聚合反應為例介紹 無 聚酯的合成（線型結構） 學與問：三官能團單體縮聚物的結構？ 縮聚物與加聚物分子結構式寫法的不同 教材的要求與過渡教材不一樣 ,如要求學生書寫縮聚物結構式要在方括號外側寫出鏈節(jié)余 下的端基原子和原子團 ,而加聚物的端基不確定 ,通常用橫線表示。 2、本節(jié)的內容體系、地位和作用 本節(jié)首先 ,用乙烯聚合反應說明加成聚合反應 ,用乙二酸與乙

3、二醇生成聚酯說明縮合聚合 反應 ,不介紹具體的反應條件 ,只介紹加聚與縮聚反應的一般特點 ,并借此提出單體、鏈節(jié) （即重復結構單元）、聚合度等概念 ,能識別加聚反應與縮聚反應的單體。利用“學與問” “思考與交流”等欄目 ,初步學會由簡單的單體寫出聚合反應方程式、聚合物結構式或由簡 單的聚合物奠定基礎。 本節(jié)是在分別以學科知識邏輯體系為主線（按有機化合物分類、命名、分子結構特點、 主要化學性質來編寫）和以科學方法邏輯發(fā)展為主線（先介紹研究有機化合物的一般步驟 和方法 ,再介紹有機合成 ,最后介紹合成高分子化合物的基本方法） ,不斷深入認識有機化

4、合 物后 ,進一步了解合成有機高分子化合物的基本方法。明顯可以看出來是《有機化學基礎》 第三章第四節(jié)“有機合成”基礎上的延伸。學習本講之后 ,將有助于學生理解和掌握高分子 材料的制取及性質。 3、教學策略分析 1）開展學生的探究活動： “由一種單體進行縮聚反應 ,生成小分子物質的量應為（ n-1）；由兩種單體進行縮聚反應 ,生成小分子物質的量應為（ 2n-1）”；由聚合物的分子式判斷單體。 2）緊密聯(lián)系前面學過的烯烴和二烯烴的加聚反應、加成反應、酯化反應、酯的水 解、蛋白質的水解等知識 ,提高運用

5、所學知識解決簡單問題的能力 ,同時特別注意官能團、結構、性質三位一體的實質。 3）運用多煤體生動直觀地表現(xiàn)高分子化合物合成的基本方法。 二、教學設計方案 1 / 7 （一）教學目標： 1、知識和技能 1.能舉例說明合成高分子的組成與結構特點 ,能依據(jù)簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。 2.能說明加聚反應和縮聚反應的特點 2、過程與方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 3、情感、態(tài)度與價值觀 使學生感受到 ,掌握了有機高分子化合物的合成原理 ,人類是可以通過有機合成不斷合成原自

6、然界不存在的物質 ,從而為不斷提高人類生活水平提供物質基礎。 （二）教學重點： 通過具體實例說明加成聚合反應和縮合聚合反應的特點 ,能用常見的單體寫出簡單的聚 合反應方程式和聚合物的結構式 ,或從簡單的聚合物結構式分析出單體。 （三）教學難點： 理解加聚反應過程中化學鍵的斷裂與結合 ,用單體寫出聚合反應方程式和聚合物結構式；從聚合物結構式分析出單體。 1 加聚與縮聚反應的一般特點 2、單體、鏈節(jié)（即重復結構單元）、聚合度等概念 3、加聚反應與縮聚反應單體識別的 4、加聚反應和縮聚反應方程式的書寫 （四）課時建議： 2.5 課時

7、（五）教學過程設計 第一課時 [ 復習 ] 聚乙烯是一種生活中常用的塑料。請用化學方程式表示聚乙烯的合成方法。 [ 提問 ] 從形式上來看 ,此反應有什么特點？屬于什么反應類型？ [ 生 ]由許多小分子通過加成反應變成一個有機高分子化合物 ,既屬于加成反應又屬于聚合反 應,叫做加成聚合反應 ,簡稱加聚反應。 [ 分析、講解 ] 有機高分子化合物的分子組成及有關概念的比較。填寫下表： 聚合反應 CH2=CH 2 單體 —CH 2—CH 2— 鏈節(jié) n 聚合度 高分子化合物 ,簡稱高分子 ,又叫聚合物或高聚物。

8、 n 值一定時 ,有確定的分子組成和相對分子質量 ,聚合物的平均相對 分子質量 =鏈節(jié)的相對分子質量 n。 一塊高分子材料是由若干 n 值不同的高分子材料組成的混合物。 [ 學生活動請同學們思考 ,下表列出來了一些單體及它們的分子式 ,如何書寫這些單體的聚合 產(chǎn)物的結構簡式？ 單體名稱 單體結構簡式 聚合物 乙烯 CH2=CH 2 2 / 7 丙烯 CH 2=CHCH 3 氯乙烯 CH 2=CHCl 丙烯腈 CH 2=CHCN 丙烯酸 CH 2=CHCOO

9、H 醋酸乙烯酯 CH3COOCH=CH 2 丁二烯 CH 2=CH — CH=CH 2 乙炔 HC≡ CH （生分組書寫合成上述聚合物的化學方程式。） [ 討論 ]請同學們仔細觀察上述能進行加聚反應的單體 ,它們在結構上有什么共同特征？加聚 反應的特點是什么？ [ 師生 ] 引導學生觀察和討論 ,歸納總結出以下幾點： 加聚反應的特點： 1、單體必須是含有雙鍵、參鍵等不飽和鍵的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不 飽和鍵的化合物。 2、發(fā)生加聚反應的過程中 ,沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生 ,聚合物鏈節(jié)的化學組成跟單體的化學組成相同。聚合物

10、相對分子質量為單體相對分子質量的整數(shù)倍。 [ 提問 ] 你知道下面兩個聚合物由何種單體聚合而成的嗎？ [ 學生 ] CH 2=CHCl 、 [ 投影、講解 ] 由加聚聚合物推單體的方法 → 單體： CH 2=CH 2 邊鍵沿箭頭指向匯合 , 箭頭相遇成新鍵 , 鍵尾相遇按虛線部分斷鍵成單鍵。 →單體： 凡鏈節(jié)主鏈只在 C 原子并存在有 C=C 雙鍵結構的高聚物 , 其規(guī)律是“見雙鍵、四個 C；無雙鍵、兩個 C”劃線 斷開 , 然后將半鍵閉合 , 即雙鍵互換。

11、 [ 探究練習 ] 1、寫出下列單體聚合成聚合物的化學方程式 1） CH2=CHCl 2） 3） 3 / 7 2、人造象牙中 ,主要成分的結構是 ,它是通過加聚反應制得的 ,則合成人造象牙 的單體是（ ） A. (CH 3)2 O B. HCHO C.CH 3CHO D.CH 3OCH 3 3、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內襯 ,其鏈節(jié)是（ ） A. B. C. D. 4、下列單體中 ,在一

12、定條件下能發(fā)生加聚反應生成 的是（ ） A. B. C. CH 3CH=CH 2 和 CH2 =CH 2 D. CH 3CH=CH 2 5、有機玻璃（聚丙烯酸甲酯）的結構簡式可用 表示。設聚合度 n 為 3000?；卮鹣铝袉栴}： （ 1）指出有機玻璃的單體和鏈節(jié)； （ 2）求有機玻璃的相對分子質量； 第二課時 [ 復習 ] 請同學們寫出下列反應的化學方程式 ,并說明斷成鍵的特點 1、乙酸與乙醇酯化反應 2、兩個甘氨酸分子形成二肽 [ 投影 ] 1、乙酸與乙醇酯化

13、反應 2、兩個甘氨酸分子形成二肽 [ 投影、講解 ]乙酸和乙醇分別是一元酸和一元醇 ,如果用二元酸和二元醇發(fā)生酯化反應 ,就會 得到連接成鏈的聚合物（簡稱聚酯）： 該反應與加聚反應不同 ,在生成聚合物的同時 ,還伴有小分子副產(chǎn)物（如： H 2O 等）的生 4 / 7 成。這類反應我們稱之為“縮聚反應”。 [ 提問 ] 上節(jié)課我們曾經(jīng)分析、討論得出加聚反應具有的特點是： 1、單體必須是含有雙鍵、參鍵等不飽和鍵的化合物；例如：烯、二烯、炔、醛等含不飽

14、和鍵的化合物。 2、發(fā)生加聚反應的過程中 ,沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生 ,聚合物鏈節(jié)的化學組成跟單體的化學組成相 同。聚合物相對分子質量為單體相對分子質量的整數(shù)倍。 那么 ,縮聚反應的特點是什么呢？請同學們分組討論 ,并做好記錄。 [ 學生活動 ] 學生分組討論。 [ 投影 ] 縮聚反應的特點： 1、縮聚反應的單體往往是具有雙官能團（如— OH、— COOH 、— NH 2、— X 及活潑氫 原子等）或多官能團的小分子； 2、縮聚反應生成聚合物的同時 ,還有小分子副產(chǎn)物（如 H 2O、 NH 3、 HCl 等）生成；

15、3、所得聚合物鏈節(jié)的化學組成與單體的化學組成不同； 4、縮聚物結構式要在方括號外側寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團（這與加聚物不同 , 而加聚物的端基不確定 ,通常用橫線“—”表示。）如： [ 提問 ] 如果由一種單體或兩種單體進行縮聚反應 ,生成小分子的物質的量應是多少呢？ [ 學生探究 ] 學生分組用球棍模型拼裝或在紙上書畫進行探究討論：由一種單體或兩種單體進行縮聚反應 ,生成小分子的物質的量應是多少。 [ 教師指導 ] 引導學生運用數(shù)學思想進行探究。如： ① 由一種單體 （ 6 —羥基己酸）制

16、（聚— 6—羥 基己酸）： n mol 中所含— COOH 官能團（或— OH ）的物質的量為： n mol, 而在反應中 ,有一個端基（— COOH ）是沒有參與反應的 , 故生成水的物質的量為：（ n-1） mol ②由兩種單體： n mol 和 n mol 進行縮聚反 應,n mol 中含— COOH 的物質的量為 2 n mol, 而在反應中 ,有一 個端基（— COOH ）是沒有參與反應的 ,故生成水的物質的量為：（ 2n-1） mol 。 [ 練習 ] 寫出對苯二甲酸和 1,4—丁二醇反應生成縮聚物的化學方程式。

17、 [ 投影 ] [ 學與問 ]教材 P103,你能看出下列聚合物是由什么單體縮聚而成呢？仔細想想 ,判斷縮聚物單體的方法是什么？ 5 / 7 [ 學生回答 ] 和 ,方法是：在尋找單體是時 ,先看它的鏈節(jié)結構 ,分析它是通過哪一類有機化學反應縮合的；然后根據(jù)縮合反應中斷鍵和成鍵的特點 ,逆向分析尋找單體。 [ 投影、教師講解 ]縮聚物單體的推斷方法常用“切割法” ,如下圖示： [ 課堂練

18、習 ] 下列化合物中 a. b. c. d. e. f. (1)可發(fā)生加聚反應的一個化合物是 ,加聚物的結構式為 。 （ 2）可發(fā)生縮聚反應的一個化合物是 ,縮聚物的結構式為 。 （ 3）可發(fā)生縮聚反應的兩個化合物是 和 , 縮聚物的結構式 為 。 [ 過渡 ]含有兩個官能團的單體縮聚后生成的縮合聚合物呈現(xiàn)為線型結構？含有三個官能團的單體縮聚后生成的縮合聚合物會呈現(xiàn)什么樣的結構？ [ 學生 ] 高分子鏈間產(chǎn)生交聯(lián) ,形成體型（網(wǎng)狀）結構。 [ 教師 ]由不現(xiàn)體型的高聚物分子構成的材料 ,會呈現(xiàn)出不同的性能

19、 ,我們將在后面學到有關知 識。 [ 課堂練習 ] 下列高聚物經(jīng)簡單處理可以從線型結構變成體型結構的是 A. B. C. D. [ 作業(yè) ] 書后習題。 6 / 7 2005-12-2 7 / 7