3.3 合成高分子化合物教学设计

skybamboo · 发表于 4 小时前

第三章有机合成及其应用合成高分子化合物
第3节　合成高分子化合物

本章前两节着重讨论了合成有机化合物的基本思路和方法。并全面整合了有机化合物、官能团、结构、反应、性质、转化和合成之间的关系，本节教材的设置则是基于两条线索来构建的。一方面，从具体的物质线索来看，合成高分子化合物是一大类重要的且具有广泛应用的有机化合物;另一方面，有关高分子化合物的合成是有机合成的重要应用领域。学习了这一节，可以使学生进一步体会有机合成在推动材料发展、提高社会文明中的重要作用。
在学习本节之前，学生已经学过烃、烃的衍生物，也了解了小分子化合物的结构、性质和用途方面的知识。但高分子化合物所发生的反应是不同于小分子的，因此进一步了解高分子化合物的知识是很必要的。本节在设计上，既注意联系小分子化合物（单体）和高分子化合物，又力图把高分子化合物的基本慨念、理论与现代高分子材料的发展结合起来。使学生对高分子科学有一个比较全面的认识。
本节首先介绍了高分子化合物的基本概念，包括单体、链节、链节数、高分子化合物的分类，突出了相对分子质量为104～106的化合物才是高分子化合物;又因学生在《化学必修第二册》中已经学过加成聚合反应的知识，这里仅详细讨论了缩合聚合反应及其特点，投课时要注意两者的区别。之后，教材介绍了高分子化学反应，它实际上是以高分子化合物作为反应物的。该类反应有其特殊的用途如用于橡胶的硫化，但有些高分子化学反应会使高分子材料性质变坏如老化。只有了解了高分子化学反应，我们才能更有效地利用高分子化合物。合成高分子材料因其特殊性能被广泛应用于各行各业，本节最后简单介绍了常见的高分子材料和功能高分子材料。

证据推理与模型认知：
能根据单体的官能团差异理解加聚反应和缩聚反应的原理，辨析加聚产物和缩聚产物结构与性质的异同，建立高聚物与单体间的相互推断的思维模型，能运用该思维模型进行高聚物与单体间的相互推断。
宏观辨识与微观探析：
从高分子化合物所含官能团的角度，了解通过高分子化学反应可以合成带有特定功能基团的新的高分子化合物，能从微观角度了解高分子材料的分类和用途，理解高分子材料结构与性质的关系。
科学态度与社会责任：
了解高分子材料在生产、生活中的应用，了解新型高分子材料优异的性能，知道高分子材料对环境的污染，研制环保新型高分子材料是保护环境的关键。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

有机高分子化合物的合成方法及其区别

常见的塑料制品、课件素材、学案

【知识回顾】根据学案回顾学过的有关聚合反应的方程式
【引入】投影生活中常见的高分子材料制品，激发学生学习兴趣。

【联想质疑】合成高分子化合物已经广泛应用于人们的日常生活。例如，合成橡胶制成的汽车轮胎极大地改善了车胎的性能，合成高分子材料制成的涂料和隔音、隔热材料使得居室更加美观实用，合成纤维制成的服装改善了人们“穿”的质量。高分子化合物具有什么性质？高分子化合物是怎样合成出来的？
【板书】一、高分子化合物概述
【自主阅读】阅读教材P135-136,了解高分子化合物的有关概念和分类。
【讲述】高分子化合物一般是指由成千上万个原子以共价键连接形成的、相对分子质量很大的化合物，又称大分子化合物。高分子多是由小分子通过聚合反应而生成的，因此，也称为高聚物，常称为聚合物。能用来合成高分子化合物的小分子化合物称为单体。高分子化合物可由单体通过聚合反应制得。
【投影】

【讲述】从结构上看，聚苯乙烯是由相同的结构单元重复连接而成的。这种化学组成和结构均可以重复的最小单位称为重复结构单元，又称链节。重复结构单元数 n 又称链节数。
【投影】

【讲述】根据不同的分类标准，可以对高分子化合物进行分类。
【投影】

【讲述】高分子化合物分为天然高分子和合成高分子，合成高分子一般是由小分子物质通过一定的方式聚合形成的，这种由小分子物质合成高分子化合物的化学反应称为聚合反应。
【板书】二、高分子化合物的合成——聚合反应
【讲述】根据小分子的聚合反应方式的不同，聚合反应分为加聚反应和缩聚反应两种。
【投影】

【讲述】施陶丁格（H.Staudinger）是德国著名化学家，也是高分子科学的创始人。1920 年，他发表了具有划时代意义的《论聚合》，提出“无论天然或合成的聚合物，其形态和特性都可以由具有共价键连接的链式高分子结构来解释”的观点，从而把“大分子”这个概念引进科学领域。
【投影】

【自主阅读】阅读教材P137-138,了解加聚反应和缩聚反应的特点及区别。
【讲述】加成聚合反应是指单体通过加成的方式生成高分子化合物的聚合反应，简称加聚反应。加聚反应的单体一般含有碳碳双键和碳碳三键等不饱和键，在加聚反应的过程中，没有小分子化合物产生。
【投影】

【讲述】缩合聚合反应是指由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应，简称缩聚反应。缩聚反应的单体一般含有羧基、氨基或羟基等多种官能团，在缩聚反应过程中，伴随有小分子化合物的产生。
【投影】

【迁移应用】写出乙二酸与乙二醇发生缩聚反应方程式。
【板书】三.高分子化学反应
【讲述】有高分子化合物参与的化学反应称为高分子化学反应。反应的目的一般是为高分子带来某种特定的功能或性质，或者是得到一种全新的高分子化合物。按照反应过程中聚合度的变化情况，高分子化学反应可分为聚合度变大、变小和不变的反应。
【投影】

【自主阅读】阅读教材P138-139了解常见高分子反应的情况。
【讲述】将聚苯乙烯的分子链“接枝”到聚丁二烯的分子链上，实现了高分子聚合度的变大，得到具有高抗冲击性能的聚苯乙烯。
【投影】

【讲述】高分子化合物可以在力、热、光、化学物质、水或微生物等作用下降解，发生聚合度变小的反应。聚苯乙烯的苯环上可以发生磺化反应，磺化程度较高时甚至可以使原本难溶于水的聚苯乙烯变得极易溶于水。聚醋酸乙烯酯与甲醇在一定条件下反应，可以得到一种新的高分子化合物聚乙烯醇，酯基转变为羟基的结果使聚乙烯醇在水中的溶解性很好。聚合度均没有发生变化
【投影】

【活动探究】结合教材和学案完成有关探究内容
【投影】

【板书】四,合成高分子材料

【自主阅读】【自主阅读】阅读教材140-142，了解合成材料的分类以及常见的高分子材料

【讲述】生活中的各种塑料制品大都是由合成高分子材料加工制得的。合成高分子材料
是以合成高分子化合物为基本原料，加入适当助剂，经过一定加工过程制成的材料。塑料、橡胶、合成纤维、涂料、粘合剂、密封材料等是常见的高分子材料。这里的助剂，通常指填料、增塑剂、颜料、发泡剂等。
【投影】

【讲述】三大合成材料的主要成分是树脂。树脂是一种俗称，凡人工合成的、未经加工处理的任何聚合物都称为树脂。塑料通常是由树脂及各种助剂组成的。塑料中，树脂的
质量占塑料总质量的 40% 以上；有些塑料如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等基本是由树脂组成的。
【投影】

【讲述】涂料是一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质，它常涂在家具、道路指示牌以及船舶的表面，起美化和保护内部物体的作用。
【投影】

【讲述】合剂是以各种树脂如酚醛树脂、脲醛树脂等为主要成分制成的。502 瞬间强力胶是日常生活中常用的一种黏合剂，它是由 α- 氰基丙烯酸酯类有机化合物和其他助剂配制而成的。
【投影】

【讲述】环氧树脂黏合剂因分子链的刚性和含有极性的环氧基团，而具有黏合强度高、收缩率低、化学性质稳定等优点，对金属、陶瓷、塑料及木材等均具有较好的黏结力，具有“万能胶”的美誉。
【投影】

【讲述】功能高分子是指除了具有一般高分子的力学性能外，还具有特殊物理、化学或生物等功能的高分子。一般在高分子链的主链、侧链或交联网络的内部或表面含有某种功能性基团。功能高分子的制备方法一般有两种：一种是将功能性基团通过某种反应或作用连接到已有的高分子中，另一种是将含有功能性基团的单体进行聚合。
【投影】

【讲述】离子交换树脂和医用高分子是常见的两种功能高分子材料。离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，医用高分子材料分为可降解型和非降解型。
【投影】

【总结】目前，高分子化合物的功能化研究已经成为化学家设计、合成有机化合物时需要考虑的重要问题。年轻的高分子科学正在迅速改变着世界的面貌，为我们的美好生活带来了无限可能。
【投影】

【课堂小结】

由于本节数材的教学重点和了解加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，因此，本节在进行数学设计时对重难点突破注重了边进边练的教学方式，使学的知识能及时得到巩固与加强。以高分子化合物为主要成分的合成材料如各种塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料与黏合剂等与人类的物质生活密不可分。随着科技的发展，功能高分子（如离子交换树脂、导电高分子、感光树脂、医用高分子等）的研制开发，使得高分子化合物更加深入到国防工业、尖端科技等领域。因此，对这些部分的教学采取学生自主阅读的形式，使学生体会高分子材料在发展经济和提高人类生活质量方面的贡献。

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[鲁科版] 3.3 合成高分子化合物 教学设计

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