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2019-2020年高中化學(xué) 《合成高分子化合物的基本方法》教案1 新人教選修5 課題：第五章 第一節(jié) 合成高分子化合物的基本方法(1) 授課班級(jí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 能舉例說(shuō)明合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。 過(guò)程 與 方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 掌握了有機(jī)高分子化合物的合成原理，人類是可以通過(guò)有機(jī)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(chǔ)。 重 點(diǎn) 通過(guò)具體實(shí)例說(shuō)明加成聚合反應(yīng)和縮合聚合反應(yīng)的特點(diǎn)，能用常見(jiàn)的單體寫(xiě)出簡(jiǎn)單的聚合反應(yīng)方程式和聚合物的結(jié)構(gòu)式， 難 點(diǎn) 從簡(jiǎn)單的聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書(shū) 設(shè) 計(jì) 第一節(jié) 合成高分子化合物的基本方法 一、加成聚合((addition polymerization)反應(yīng) 加聚反應(yīng)的特點(diǎn)： 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(yīng)的過(guò)程中，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。 教學(xué)過(guò)程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [引入]媒體展示：“在人類歷史上，幾乎沒(méi)有什么科學(xué)技術(shù)像高分子科學(xué)這樣對(duì)人類社會(huì)做出如此巨大的貢獻(xiàn)?！監(jiān).Vogl, G. D. Jaycox, Trends in Polymer Scinece ［講］高分子化合物是指由許多小分子化合物以共價(jià)鍵結(jié)合成的，相對(duì)分子質(zhì)量很高的一類化合物，常簡(jiǎn)稱為高分子，也稱為聚合物或高聚物。 ［投影］有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1、有機(jī)高分子化合物具有線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 2、線型結(jié)構(gòu)呈長(zhǎng)線鏈狀，可以帶支鏈，也可以不帶支鏈，高分子支鏈之間以分子間作用力緊密結(jié)合。 3、體型結(jié)構(gòu)的高分子鏈之間將形成化學(xué)鍵，產(chǎn)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 ［投影］ ［講］由于有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量較大及結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，因而具有與小分子化合物明顯不同的一些性質(zhì)。 ［投影］有機(jī)高分子化合物的主要性質(zhì) 1、溶解性一般：線型結(jié)構(gòu)能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?，而體型結(jié)構(gòu)不溶 2、熱塑性和熱固性：線型結(jié)構(gòu)具有熱塑性，而體型結(jié)構(gòu)具有熱固性。 3、強(qiáng)度：高分子材料的強(qiáng)度一般比較大 4、電絕緣性：通常是很好的電絕緣材料 [板書(shū)] 第一節(jié) 合成高分子化合物的基本方法 [復(fù)習(xí)必修2內(nèi)容]聚乙烯是一種生活中常用的塑料。請(qǐng)用化學(xué)方程式表示聚乙烯的合成方法。 ［投影］ [問(wèn)]從形式上來(lái)看，此反應(yīng)有什么特點(diǎn)？屬于什么反應(yīng)類型？ [講]由許多小分子通過(guò)加成反應(yīng)變成一個(gè)有機(jī)高分子化合物，既屬于加成反應(yīng)又屬于聚合反應(yīng)，叫做加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。 [板書(shū)]一、加成聚合((addition polymerization)反應(yīng) [分析]有機(jī)高分子化合物的分子組成及有關(guān)概念的比較。填寫(xiě)下表： ［投影］ 聚合反應(yīng) CH2=CH2 單體(monomer) —CH2—CH2— 鏈節(jié)(chain element) n 聚合度(degree of polymerization) 高分子化合物,簡(jiǎn)稱高分子,又叫聚合物或高聚物。 n值一定時(shí)，有確定的分子組成和相對(duì)分子質(zhì)量，聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)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(xué)生活動(dòng)］請(qǐng)同學(xué)們思考，下表列出來(lái)了一些單體及它們的分子式，如何書(shū)寫(xiě)這些單體的聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式？ ［投影］ 單體名稱 單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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 [學(xué)生討論]請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察上述能進(jìn)行加聚反應(yīng)的單體，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有什么共同特征？加聚反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？ [共同總結(jié)]引導(dǎo)學(xué)生觀察和討論，歸納總結(jié)出以下幾點(diǎn)： [板書(shū)]加聚反應(yīng)的特點(diǎn)： 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(yīng)的過(guò)程中，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。 [學(xué)與問(wèn)]你知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎？ [回答] CH2=CHCl、C6H5CH=CH2。 [講]加聚反應(yīng)類型：是指由一種或兩種以上的單體結(jié)合成高聚物的反應(yīng)。在加聚反應(yīng)中沒(méi)有小分子生成。 ［投影］常見(jiàn)反應(yīng)類型有兩種： （1）均聚反應(yīng)：僅由一種單體發(fā)生的加聚反應(yīng)。如： （2）共聚反應(yīng)：由兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應(yīng)。如： [投影小結(jié)]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?jǐn)噫I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(jiàn)雙鍵、四個(gè)C；無(wú)雙鍵、兩個(gè)C”劃線斷開(kāi)，然后將半鍵閉合，即雙鍵互換。 學(xué)生分組書(shū)寫(xiě)合成上述聚合物的化學(xué)方程式。 教學(xué)回顧： 教 案 課題：第五章 第一節(jié) 合成高分子化合物的基本方法(2) 授課班級(jí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 能說(shuō)明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn) 過(guò)程 與 方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 掌握了有機(jī)高分子化合物的合成原理，人類是可以通過(guò)有機(jī)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(chǔ)。 重 點(diǎn) 理解加聚反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)鍵的斷裂與結(jié)合，用單體寫(xiě)出聚合反應(yīng)方程式和聚合物結(jié)構(gòu)式； 難 點(diǎn) 從聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書(shū) 設(shè) 計(jì) 二、縮合聚合(condensation polymerization)反應(yīng) 縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)： 1、縮聚反應(yīng)的單體往往是具有雙官能團(tuán)（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）或多官能團(tuán)的小分子； 2、縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，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(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同； 4、縮聚物結(jié)構(gòu)式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)（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： 教學(xué)過(guò)程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [復(fù)習(xí)]請(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說(shuō)明斷成鍵的特點(diǎn) 1、乙酸與乙醇酯化反應(yīng) 2、兩個(gè)甘氨酸分子形成二肽 [投影] 1、乙酸與乙醇酯化反應(yīng) 2、兩個(gè)甘氨酸分子形成二肽 [講]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(yīng)，就會(huì)得到連接成鏈的聚合物（簡(jiǎn)稱聚酯）： ［投影］ ［講］該反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時(shí)，還伴有小分子副產(chǎn)物（如：H2O等）的生成。這類反應(yīng)我們稱之為“縮聚反應(yīng)”。 ［板書(shū)］二、縮合聚合(condensation polymerization)反應(yīng) ［講］由單體通過(guò)分子間的相互縮合而生成高分子化合物，同時(shí)還伴隨著小分子化合物的反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱為縮聚反應(yīng)。 ［板書(shū)］縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)： 1、縮聚反應(yīng)的單體往往是具有雙官能團(tuán)（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）或多官能團(tuán)的小分子； 2、縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，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(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同； 4、縮聚物結(jié)構(gòu)式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)（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： ［講］縮聚反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時(shí)，一般伴隨著小分子產(chǎn)物生成，作為縮聚反應(yīng)的單體的化合物至少應(yīng)含有兩個(gè)官能團(tuán)，含兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后的產(chǎn)物呈線形結(jié)構(gòu)。 [問(wèn)]如果由一種單體或兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)是多少呢？ [學(xué)生探究]學(xué)生分組用球棍模型拼裝或在紙上書(shū)畫(huà)進(jìn)行探究討論：由一種單體或兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)是多少。 [教師指導(dǎo)]引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思想進(jìn)行探究。如： ［投影］ 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(tuán)（或—OH）的物質(zhì)的量為：n mol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒(méi)有參與反應(yīng)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(jìn)行縮聚反應(yīng)，n mol中含—COOH的物質(zhì)的量為2 n mol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒(méi)有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（2n-1） mol。 [隨堂練習(xí)練習(xí)]寫(xiě)出對(duì)苯二甲酸和1，4—丁二醇反應(yīng)生成縮聚物的化學(xué)方程式。 [投影] [學(xué)與問(wèn)]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(xì)想想，判斷縮聚物單體的方法是什么？ [講]和，方法是：在尋找單體是時(shí)，先看它的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，分析它是通過(guò)哪一類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)縮合的；然后根據(jù)縮合反應(yīng)中斷鍵和成鍵的特點(diǎn)，逆向分析尋找單體。 ［投影小結(jié)］縮聚反應(yīng)小結(jié)： （1）方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)鏈節(jié)余下的端基原子（或端基原子團(tuán)） （2）由一種單體縮聚時(shí)，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（n-1） （3）由兩種單體縮聚時(shí)，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（2n-1） [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： [過(guò)渡]含有兩個(gè)官能團(tuán)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(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物會(huì)呈現(xiàn)什么樣的結(jié)構(gòu)？ [講]高分子鏈間產(chǎn)生交聯(lián)，形成體型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)。 [講]由不現(xiàn)體型的高聚物分子構(gòu)成的材料，會(huì)呈現(xiàn)出不同的性能，我們將在后面學(xué)到有關(guān)知識(shí)。 [小結(jié)]縮聚反應(yīng)：指由一種或兩種以上單體結(jié)合成高聚物，同時(shí)有小分子生成的反應(yīng)。常見(jiàn)反應(yīng)類型有三種：1、C = O雙鍵中的O原子與另一基團(tuán)中的活潑氫原子縮合成水的反應(yīng)。如：酚醛樹(shù)脂的形成。 2、醇羥基中的氫原子和酸分子中的羥基（-OH）縮合成水的反應(yīng)。如：乙二酸和乙二醇的縮聚反應(yīng)。 3、羧基中的羥基與氨基中的氫原子縮合成水的反應(yīng)。如：氨基酸聚合成蛋白質(zhì)。 教學(xué)回顧：