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2019-2020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(jié)構(gòu)） 學與問：三官能團單體縮聚物的結(jié)構(gòu)？ 縮聚物與加聚物分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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簡單問題的能力，同時特別注意官能團、結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)特點，能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式，或從簡單的聚合物結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式；從聚合物結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡式？ 單體名稱 單體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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. CH3CH=CH2 和CH2=CH2 D. CH3CH=CH2 5、有機玻璃（聚丙烯酸甲酯）的結(jié)構(gòu)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(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： 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(jié)構(gòu)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] [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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)式為 。 （2）可發(fā)生縮聚反應的一個化合物是 ，縮聚物的結(jié)構(gòu)式為 。 （3）可發(fā)生縮聚反應的兩個化合物是 和 ，縮聚物的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)？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(jié)構(gòu)？ [學生]高分子鏈間產(chǎn)生交聯(lián)，形成體型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)。 [教師]由不現(xiàn)體型的高聚物分子構(gòu)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(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)的是 A.B. C. D. [作業(yè)]書后習題。