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1、2022年高中化學(xué) 《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(xué)策略
1、新舊教材對(duì)比:
新教材
過(guò)渡教材
一、加成聚合反應(yīng)
以聚乙烯為例,介紹加聚反應(yīng)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(yīng),沒(méi)有提及鏈節(jié)、單體、聚合度等概念
二、縮合聚合反應(yīng)
以已二酸、已二醇的縮合聚合反應(yīng)為例介紹聚酯的合成(線型結(jié)構(gòu))
學(xué)與問(wèn):三官能團(tuán)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(xiě)法的不同
無(wú)
教材的要求與過(guò)渡教材不一樣,如要求學(xué)生書(shū)寫(xiě)縮聚物結(jié)構(gòu)
2、式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的端基原子和原子團(tuán),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(yīng)說(shuō)明加成聚合反應(yīng),用乙二酸與乙二醇生成聚酯說(shuō)明縮合聚合反應(yīng),不介紹具體的反應(yīng)條件,只介紹加聚與縮聚反應(yīng)的一般特點(diǎn),并借此提出單體、鏈節(jié)(即重復(fù)結(jié)構(gòu)單元)、聚合度等概念,能識(shí)別加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的單體。利用“學(xué)與問(wèn)”“思考與交流”等欄目,初步學(xué)會(huì)由簡(jiǎn)單的單體寫(xiě)出聚合反應(yīng)方程式、聚合物結(jié)構(gòu)式或由簡(jiǎn)單的聚合物奠定基礎(chǔ)。
本節(jié)是在分別以學(xué)科知識(shí)邏輯體系為主線(按有機(jī)化合物分類(lèi)、命名、分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要化學(xué)性質(zhì)來(lái)編寫(xiě))和以科學(xué)方法邏輯發(fā)展為主線(先介紹研究
3、有機(jī)化合物的一般步驟和方法,再介紹有機(jī)合成,最后介紹合成高分子化合物的基本方法),不斷深入認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物后,進(jìn)一步了解合成有機(jī)高分子化合物的基本方法。明顯可以看出來(lái)是《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第三章第四節(jié)“有機(jī)合成”基礎(chǔ)上的延伸。學(xué)習(xí)本講之后,將有助于學(xué)生理解和掌握高分子材料的制取及性質(zhì)。
3、教學(xué)策略分析
1)開(kāi)展學(xué)生的探究活動(dòng):
“由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng),生成小分子物質(zhì)的量應(yīng)為(n-1);由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng),生成小分子物質(zhì)的量應(yīng)為(2n-1)”;由聚合物的分子式判斷單體。
2)緊密聯(lián)系前面學(xué)過(guò)的烯烴和二烯烴的加聚反應(yīng)、加成反應(yīng)、酯化反應(yīng)、酯的水解、蛋白質(zhì)的水解等知識(shí),提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決
4、簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力,同時(shí)特別注意官能團(tuán)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三位一體的實(shí)質(zhì)。
3)運(yùn)用多煤體生動(dòng)直觀地表現(xiàn)高分子化合物合成的基本方法。
二、教學(xué)設(shè)計(jì)方案
(一)教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)和技能
1.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。
2.能說(shuō)明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)
2、過(guò)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(jià)值觀
使學(xué)生感受到,掌握了有機(jī)高分子化合物的合成原理,人類(lèi)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(lèi)生活水平提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
(二)教學(xué)重點(diǎn):
通過(guò)具體實(shí)例說(shuō)明加成聚合
5、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,或從簡(jiǎn)單的聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。
(三)教學(xué)難點(diǎn):
用單體寫(xiě)出聚合反應(yīng)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(yīng)的一般特點(diǎn)
2、單體、鏈節(jié)(即重復(fù)結(jié)構(gòu)單元)、聚合度等概念
3、加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)單體識(shí)別的
4、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)
(四)課時(shí)建議:2.5課時(shí)
(五)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
第一課時(shí)
[復(fù)習(xí)]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。
[提問(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(lèi)型?
[生]由許多小分
6、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(chēng)加聚反應(yīng)。
[分析、講解]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:
聚合反應(yīng)
CH2=CH2
單體
—CH2—CH2—
鏈節(jié)
n
聚合度
高分子化合物,簡(jiǎn)稱(chēng)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?
單體名稱(chēng)
單體結(jié)
7、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
(生分組書(shū)寫(xiě)合成上述聚合物的化學(xué)方程式。)
[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?
[師生]引導(dǎo)學(xué)生觀察和討論,歸納總結(jié)出以下幾點(diǎn):
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
8、、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。
[提問(wèn)]你知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎?
[學(xué)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?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。
[探
9、究練習(xí)]
1、寫(xiě)出下列單體聚合成聚合物的化學(xué)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(guò)加聚反應(yīng)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(yīng)生成的是( )
A. B.
C. CH
10、3CH=CH2 和CH2=CH2 D. CH3CH=CH2
5、有機(jī)玻璃(聚丙烯酸甲酯)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可用表示。設(shè)聚合度n為3000。回答下列問(wèn)題:
(1)指出有機(jī)玻璃的單體和鏈節(jié);
(2)求有機(jī)玻璃的相對(duì)分子質(zhì)量;
第二課時(shí)
[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
[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(yīng),就會(huì)得到連
11、接成鏈的聚合物(簡(jiǎn)稱(chēng)聚酯):
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(lèi)反應(yīng)我們稱(chēng)之為“縮聚反應(yīng)”。
[提問(wèn)]上節(jié)課我們?cè)?jīng)分析、討論得出加聚反應(yīng)具有的特點(diǎn)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(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。
那么,縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)是什么呢?請(qǐng)同學(xué)們分組討論,并做好記錄。
[學(xué)生活動(dòng)]學(xué)生分組討論。
[投影]縮聚反應(yīng)的特點(diǎn):
12、 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:
[提問(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
13、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:
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。
[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]
14、
[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?
[學(xué)生回答]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(lèi)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、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(xí)]下列化合物中
a.b.c.
d.e.f.
(1)可發(fā)生加聚反應(yīng)的一個(gè)化合物是 ,加聚物的結(jié)構(gòu)式為
。
(2)可發(fā)生縮聚反應(yīng)的
15、一個(gè)化合物是 ,縮聚物的結(jié)構(gòu)式為
。
(3)可發(fā)生縮聚反應(yīng)的兩個(gè)化合物是 和 ,縮聚物的結(jié)構(gòu)式為 。
[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)?
[學(xué)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(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)。
[課堂練習(xí)]下列高聚物經(jīng)簡(jiǎn)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(shū)后習(xí)題。