5.1合成高分子化合物的基本方法教案

合成高分子化合物的基本方法一、教材分析本节课是选修五有机模块第五章“进入合成有机高分子化合物的时代”的第一节“合成高分子化合物的基本方法”，作为本章节的第一节有着“开山斧”的作用，是本章后续内容的基础，因此在结构上有着非常重要的作用。在内容上，主要以聚乙烯为例来讲解加聚反应类型，分析链节等等，而事实上聚乙烯是一类非常简单的加聚反应和高聚物，在此基础之上需要有所拓展来帮助学生理解加聚反应的特征。以己二酸和乙二醇的缩聚来讲解缩聚反应，这只是缩聚反应的一类，所以也需要进行其它类型的拓展补充。二、学情分析授课对象是实验班，学生的知识基础比较扎实，上课氛围比较活跃，愿意配合老师完成教学任务。在上一章节中其实已经学过淀粉、纤维素、蛋白质等这样的一些高分子化合物，学生对高分子的认识已经比较深刻，那么这些高分子我们是否可以通过人工合成来得到呢？因此合成高分子的一些基本方法就显得顺理成章了，学生比较容易接受。三、教学目标知识与技能：能举例说明合成高分子化合物的组成与结构特点能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。过程与方法：了解高分子化合物合成的基本方法情感态度价值观：对合成高分子有机化合物，研发新材料的目标充满兴趣。四、教学重点加聚和缩聚反应的特点，能从聚合物中找出单体。五、教学难点聚合反应方程式的书写，从复杂聚合物中找出单体。六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图引入图片展示：（三张天然高分子材料，三张合成高分子材料），对以上图片所指材料种类进行划分。【师】对于合成有机高分子化合物，首先我们来看什么是高分子，即想对分子质量一般高达10^4—10^6.而小分子有机物的相对分子质量在1000以下。另外，低分子化合物的相对分子质量都有一个明确值，而高分子化合物的相对分子质量不确定，因为n值不确定，通常用其平均值。高分子化合物的组成与结构是由若干个重复的结构单元组成，由于相对分子质量的结构的差异。比如CH2=CH2与那么合成有机高分子有哪些方法呢？，今天就让我们一起走入第一节合成高分子化合物的基本方法【生】观察听讲从学生熟悉的物质和旧知入手引出合成高分子的本方法过渡【师】刚刚我们说到乙烯和聚乙烯，由乙烯生成聚乙烯的反应方程式如何书写呢？请同学们在草稿纸上写一下（请一位同学在黑板上来完成）【生】nCH2=CH2检验学生的知识基础讲解链节【师】在这一个反应中，CH2=CH2是一个低分子，是一个高分子化合物，像这样由低分子生成高分子的典型方法，叫做加成聚合反应，简称加聚反应。而像乙烯这样能够发生聚合生成高分子化合物的小分子化合物被称为“单体”。在生成的高分子中，我们将化学组成相同，可重复的最小单元称为链节，也称重复结构单元，如,可能有的同学会问在聚乙烯中，链节为什么不是？【生】注意听讲区分是如何从高分子中确定链节的通过链节了解高分子的结构练习从高分子化合物中找出链节【师】在这里我们还应该结合反应物来看其反应物为乙烯，因此聚乙烯重复的是n个乙烯的双键展开的结构，故其链节为例如：聚氯乙烯的链节为而非练习：写出以下各单体的的结构简式、聚合物、链节乙烯丙烯氯乙烯1-丁烯【生】练习，写出以上四种物质的链节通过实践练习，让学生真正掌握区分链节的规律补充总结加聚反应的类型【师】以上物质都是单烯烃发生聚合，除此之外还有：②二烯烃的加聚，如nCH2=H－CH=CH2【生】听讲通过板块儿学习更有力归纳催化剂一定条件③烯烃与烯烃的加聚，如nCH2=CH2＋nCH2=CH－CH3④烯烃与二烯烃的加聚：nCH2=CH2＋nCH2=CH－CH=CH2⑤碳碳三建的加聚：n碳氧双键的加聚：n【师】对以上反应我们可以看出加聚反应具有哪些特点呢？【生】①单体必须具有不饱和键（碳碳双建、碳氧双键、碳碳三建等）。②加聚反应发生在不饱和键上③聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同。总结总结加聚反应的特点【师】非常好，并且这一类反应过程中没有小分子副产物生成；但是在聚合反应中还有一类有副产物小分子生成的反应——缩聚反应。首先我们来回顾一下乙醇和乙酸反应生成乙酸乙酯的反应：【生】CH3COOH＋CH3CH2OHCH3CH2OOCCH3＋H2O让学生对加聚反应有一个整体更全面的认识过渡【师】这是一个一元酸与一元醇酯化的反应。同学们想一想，如果有足够量的二元酸与二元醇，它们会如何反应呢？比如HOOC－COOH与HOCH2CH2OH,尝试写一下它们的反应方程式：【生】HOOC－COOH＋HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH＋H2O引出另一种反应类型——缩聚反应催化剂催化剂催化剂催化剂浓硫酸△讲解缩聚反应发生的过程【师】这样写当然是可以的，但是同学们看生成两端的官能团是不是还可以继续发生酯化反应，就像这样：…+HOCH2CH2OH++HOCH2CH2OH…以此类推一致反应下去就生成了一个高分子化合物：，我们取最小重复结构单元为其结构简式，由此得到反应方程式：nHOOC－COOH+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O像这样的反应我们称之为缩聚反应，也就是单体间通过缩合形成高分子化合物，同时伴随有小分子化合物生成的反应。【师】上面的反应中同类别的官能团在同一单体上，不同类别的官能团可否在同一单体上而发生缩聚反应呢？【师】比如？谁来举一个例子？【师】乳酸也就是α-羟基丙酸，它的结构简式为？【师】我们来看一下它的反应过程：…++…取最小结构单元并写出反应方程式为：n+(2n-1)H2O【生】注意观察缩聚反应发生的过程和特点，思考缩聚与加聚反应又怎样的区别【生】可以【生】乳酸【生】通过一步一步的反应过程和原理的讲解，让学生更轻松的掌握缩聚反应发生的原理催化剂过渡【师】像以上这两种类型都是小分子通过酯化形成高分子聚酯，我们在学习蛋白质时还有一类类似的高分子是？【生】多肽扩充缩聚反应类型【师】也就是氨基酸的缩聚，我们以甘氨酸为例：…++…，由此得反应：nH2NCH2COOH+（n-1）H2O【生】听讲，回顾旧知让学生的旧知与新知联系起来，融合成为一个有机体过渡【师】除了这几类，同学们回顾一下前面我们在哪里还学过一个缩聚反应？【生】酚醛树脂复习酚醛缩合【师】对，我们来简单复习一下这个反应过程：…+++++………由此的反应方程式为：n+n+(n-1)H2O【生】听讲，可以试着在草稿纸上跟着老师一个画一下这个反应过程通过细致的讲解，对酚醛缩合有更深入的认识总结【师】以上就是我们常见的一些缩聚反应类型，通过以上反应我们可以看出缩聚反应具有怎样的特点？【生】①缩聚反应的单体至少有两个官能团②单体和聚合物的组成不同③反应除了生成聚合物外，还有小分子生成让学生对本堂课的内容有一个整体的认识，有利于催化剂H＋④含有两个官能团的单体聚合后生成的聚合物呈线型课后消化理解结语【师】今天的内容学到这里就告一段落了，但是利用这些方法可用于合成更多的新型有机高分子材料，期待同学们的努力探索，未来的世界属于你们。【生】听讲进行课程的升华【板书设计】合成高分子化合物的基本方法一、加聚反应1、类型①单烯烃的加聚②二烯烃的加聚③烯烃与烯烃的加聚④烯烃与二烯烃的加聚⑤碳碳三建的加聚⑥碳氧双键的加聚2、特点①单体必须具有不饱和键（碳碳双建、碳氧双键、碳碳三建等）。②加聚反应发生在不饱和键上③聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同。二、缩聚反应1、类型2、特点①缩聚反应的单体至少有两个官能团②单体和聚合物的组成不同③反应除了生成聚合物外，还有小分子生成④含有两个官能团的单体聚合后生成的聚合物呈线型注：缩聚产物的端基必须要写