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2022年高中化學 《合成高分子化合物的基本方法》教案3 新人教選修5

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1、2022年高中化學 《合成高分子化合物的基本方法》教案3 新人教選修5 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、聚合度等概念 思考與交流:從單體判斷高分子化合物       從高分子化合物判斷單體 在乙烯的性質(zhì)中提及加聚反應,沒有提及鏈節(jié)、單體、聚合度等概念 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    無 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

2、式要在方括號外側(cè)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(nèi)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(zhì)來編寫)和以科學方法邏輯發(fā)展為主線(先介紹研究

3、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(zhì)。 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(zhì)的量應為(n-1);由兩種單體進行縮聚反應,生成小分子物質(zhì)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(zhì)的水解等知識,提高運用所學知識解決

4、簡單問題的能力,同時特別注意官能團、結構、性質(zhì)三位一體的實質(zhì)。 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 (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然界不存在的物質(zhì),從而為不斷提高人類生活水平提供物質(zhì)基礎。 (二)教學重點: 通過具體實例說明加成聚合

5、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: 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 (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

6、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=CH2 單體 —CH2—CH2— 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。 n值一定時,有確定的分子組成和相對分子質(zhì)量,聚合物的平均相對分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對分子質(zhì)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

7、構簡式 聚合物 乙烯 CH2=CH2 丙烯 CH2=CHCH3 氯乙烯 CH2=CHCl 丙烯腈 CH2=CHCN 丙烯酸 CH2=CHCOOH 醋酸乙烯酯 CH3COOCH=CH2 丁二烯 CH2=CH—CH=CH2 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

8、、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。聚合物相對分子質(zhì)量為單體相對分子質(zhì)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] CH2=CHCl、 [投影、講解]由加聚聚合物推單體的方法 → 單體:CH2=CH2 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。 [探

9、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) 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. (CH3)2O B. HCHO C.CH3CHO D.CH3OCH3 3、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內(nèi)襯,其鏈節(jié)是( ) A. B. C. D. 4、下列單體中,在一定條件下能發(fā)生加聚反應生成的是( ) A. B. C. CH

10、3CH=CH2 和CH2=CH2 D. CH3CH=CH2 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。回答下列問題: (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(zhì)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

11、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:H2O等)的生成。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(zhì)量為單體相對分子質(zhì)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:

12、 1、縮聚反應的單體往往是具有雙官能團(如—OH、—COOH、—NH2、—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H2O、NH3、HCl等)生成; 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(cè)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(zhì)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

13、反應,生成小分子的物質(zhì)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(聚—6—羥基己酸):n mol 中所含—COOH官能團(或—OH)的物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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。 [投影]

14、 [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? [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

15、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,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。

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