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

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1、 合成高分子化合物的基本方法教 案 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(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。 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(zhì)，從而為不斷提高人類生活水平提供物質(zhì)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

2、合物的結(jié)構(gòu)式， 難 點 從簡單的聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。 知 識 結(jié) 構(gòu) 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(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。 教學過程 教學步驟、內(nèi)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(shù)像

3、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(jié)合成的，相對分子質(zhì)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(jié)構(gòu)特點： 1、有機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鍵，產(chǎn)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 ［投影］ ［講］由于有機高分子化合物的相對分子質(zhì)量較大及結(jié)構(gòu)上的特點

4、，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?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(nèi)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

5、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(guān)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(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

6、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？ ［投影］ 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 [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(jié)構(gòu)上有什么共同特征？加聚反應的特點是什么？ [共同總結(jié)]引導學生觀察和討論，歸納總結(jié)出以下幾點： [板書]

7、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。 [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(jié)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

8、種以上單體發(fā)生的加聚反應。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。 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

9、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(zhì)，從而為不斷提高人類生活水平提供物質(zhì)基礎。 重 點 理解加聚反應過程中化學鍵的斷裂與結(jié)合，用單體寫出聚合反應方程式和聚合物結(jié)構(gòu)式； 難 點 從聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設 計 二、縮合聚合(condensation p

10、olymerization)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(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： 教學過程 教學步驟、內(nèi)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

11、 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(chǎn)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

12、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(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： ［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(chǎn)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

13、能團的單體縮聚后的產(chǎn)物呈線形結(jié)構(gòu)。 [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： ［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(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—

14、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。 [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(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。 ［投影小結(jié)］縮聚反應小結(jié)： （1）方括號外側(cè)寫鏈節(jié)余下的端基原子（或端基原子團） （2）由一

15、種單體縮聚時，生成小分子的物質(zhì)的量應為（n-1） （3）由兩種單體縮聚時，生成小分子的物質(zhì)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(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)？ [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，會呈現(xiàn)出不同的性能，我們將在后面學到有關(guān)知識。 [小結(jié)]縮聚反應：指由一種或兩種以上單體結(jié)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(zhì)。 教學回顧： 8