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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 課 時 教 學 目 的 知識 與 技能 能舉例說明合成高分子的組成與結構特點，能依據簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。 過程 與 方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 情感 態(tài)度 價值觀 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，從而為不斷提高人類生活水平提供物質基礎。 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， 難 點 從簡單的聚合物結構式分析出單體。 知 識 結 構 與 板 書 設 計 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 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，沒有副產物產生，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。 教學過程 教學步驟、內容 教學方法、手段、師生活動 [引入]媒體展示：“在人類歷史上，幾乎沒有什么科學技術像高分子科學這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻?！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鍵結合成的，相對分子質量很高的一類化合物，常簡稱為高分子，也稱為聚合物或高聚物。 ［投影］有機高分子化合物的結構特點： 1、有機高分子化合物具有線型結構和體型結構 2、線型結構呈長線鏈狀，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合。 3、體型結構的高分子鏈之間將形成化學鍵，產生交聯(lián)，形成網狀結構。 ［投影］ ［講］由于有機高分子化合物的相對分子質量較大及結構上的特點，因而具有與小分子化合物明顯不同的一些性質。 ［投影］有機高分子化合物的主要性質 1、溶解性一般：線型結構能溶解在適當?shù)娜軇├?，而體型結構不溶 2、熱塑性和熱固性：線型結構具有熱塑性，而體型結構具有熱固性。 3、強度：高分子材料的強度一般比較大 4、電絕緣性：通常是很好的電絕緣材料 [板書] 第一節(jié) 合成高分子化合物的基本方法 [復習必修2內容]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。 ［投影］ [問]從形式上來看，此反應有什么特點？屬于什么反應類型？ [講]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。 [板書]一、加成聚合((addition polymerization)反應 [分析]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： ［投影］ 聚合反應 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物的結構簡式？ ［投影］ 單體名稱 單體結構簡式 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 [學生討論]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？ [共同總結]引導學生觀察和討論，歸納總結出以下幾點： [板書]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，沒有副產物產生，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。 [學與問]你知道下面兩個聚合物由何種單體聚合而成的嗎？ [回答] CH2=CHCl、C6H5CH=CH2。 [講]加聚反應類型：是指由一種或兩種以上的單體結合成高聚物的反應。在加聚反應中沒有小分子生成。 ［投影］常見反應類型有兩種： （1）均聚反應：僅由一種單體發(fā)生的加聚反應。如： （2）共聚反應：由兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應。如： [投影小結]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。 學生分組書寫合成上述聚合物的化學方程式。 教學回顧： 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 課 時 教 學 目 的 知識 與 技能 能說明加聚反應和縮聚反應的特點 過程 與 方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 情感 態(tài)度 價值觀 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，從而為不斷提高人類生活水平提供物質基礎。 重 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； 難 點 從聚合物結構式分析出單體。 知 識 結 構 與 板 書 設 計 二、縮合聚合(condensation polymerization)反應 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： 教學過程 教學步驟、內容 教學方法、手段、師生活動 [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 [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，就會得到連接成鏈的聚合物（簡稱聚酯）： ［投影］ ［講］該反應與加聚反應不同，在生成聚合物的同時，還伴有小分子副產物（如：H2O等）的生成。這類反應我們稱之為“縮聚反應”。 ［板書］二、縮合聚合(condensation polymerization)反應 ［講］由單體通過分子間的相互縮合而生成高分子化合物，同時還伴隨著小分子化合物的反應叫縮合聚合反應，簡簡稱為縮聚反應。 ［板書］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： ［講］縮聚反應與加聚反應不同，在生成聚合物的同時，一般伴隨著小分子產物生成，作為縮聚反應的單體的化合物至少應含有兩個官能團，含兩個官能團的單體縮聚后的產物呈線形結構。 [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： ［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（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。 [隨堂練習練習]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？ [講]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；然后根據縮合反應中斷鍵和成鍵的特點，逆向分析尋找單體。 ［投影小結］縮聚反應小結： （1）方括號外側寫鏈節(jié)余下的端基原子（或端基原子團） （2）由一種單體縮聚時，生成小分子的物質的量應為（n-1） （3）由兩種單體縮聚時，生成小分子的物質的量應為（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？ [講]高分子鏈間產生交聯(lián)，形成體型（網狀）結構。 [講]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。 [小結]縮聚反應：指由一種或兩種以上單體結合成高聚物，同時有小分子生成的反應。常見反應類型有三種：1、C = O雙鍵中的O原子與另一基團中的活潑氫原子縮合成水的反應。如：酚醛樹脂的形成。 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。如：乙二酸和乙二醇的縮聚反應。 3、羧基中的羥基與氨基中的氫原子縮合成水的反應。如：氨基酸聚合成蛋白質。 教學回顧：