資源簡介

(共30張PPT)
第一節 合成高分子的基本方法
人教版選擇性必修三 第五章 合成高分子
教學目標
1. 通過氯乙烯加聚反應的斷鍵和成鍵特點，認識加聚反應的微觀本質，構建加聚反應的一般認知思路。
2. 通過分析合成聚氯乙烯反應前后的碳骨架變化，了解高分子的單體、鏈節、聚合度、端基和平均相對分子質量等基本概念，認識單體、鏈節與高分子結構的關系，能通過分析加聚物的結構推測相應的單體。
3. 通過體驗己二酸與己二醇的縮聚反應過程，認識縮聚反應的微觀本質；能通過分析反應物官能團的結構和種類，正確判斷縮聚產物的鏈節和端基，以及小分子生成物及其個數，構建縮聚反應的一般認知思路；能通過分析縮聚物的結構推測相應的單體。
新知導入
什么是高分子？
高分子：相對分子質量通常在10000以上的有機物。
淀粉
纖維素
天然橡膠
塑料
合成纖維
合成橡膠
天然高分子
合成高分子
新知導入
在漫長的抗疫戰中，高分子材料發揮了非常重要的作用。
無紡布PP：主要材料是聚丙烯,不同工藝制作不同無紡布，如紡粘無紡布，熔噴無紡布。
新知導入
①聚合反應：
由相對分子質量小的化合物互相結合成分子量大的高分子的反應。
加聚反應
縮聚反應
②分類：
合成高分子的基本方法：
聚合反應
(含有兩個或兩個以上官能團的單體之間發生的聚合反應)。
(含有雙鍵、三鍵類的單體發生的聚合反應)。
新知講解
一、加成聚合反應（加聚反應）
【問題1】完成合成聚丙烯的化學方程式；并說明其單體、聚合物、鏈節和聚合度。
CH2 CH
CH3
[ ]n
CH2 CH
CH3
CH2 CH
CH3
CH2 CH
CH3
聚丙烯
[ ]n
n CH2 CH
CH3
一定條件
CH2 CH
CH3
新知講解
CH3CH=CH2
一定條件
n
[
]
CH CH2
CH3
n
丙烯
聚丙烯
單體：
加成聚合物：
（簡稱加聚物）
鏈節：
CH CH2
CH3
（又稱重復結構單元）
聚合度：
n
含有的鏈節數目
聚合物的平均相對分子質量 = 鏈接×n
一、加成聚合反應（加聚反應）
新知講解
練習1. 一種聚氯乙烯的平均相對分子質量約為106，其聚合度約為多少？
n ＝
聚合物的平均相對分子質量
鏈節的平均相對分子質量
＝
106
62.5
≈ 16000
聚氯乙烯
氯乙烯
[ ]n
n CH2 CH
Cl
一定條件
CH2 CH
Cl
聚合度
新知講解
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
Cl
CN
COOH
[ CH—CH2 ]n
OOCCH3
[ CH2—CH ]n
[ CH2—CH ]n
[ CH2—CH ]n
[ CH2—CH2 ]n
CH3
[ CH2—CH ]n
練習2. 完成表格
總結歸納
已知單體，如何寫加聚反應高聚物？
CH2 CH
Cl
[ ]n
CH2 CH
Cl
加聚反應中單體和高聚物的推斷方法
斷雙鍵，雙碳伸兩手，其他靠邊站（H、鹵素原子可以跟在主鏈C原子后）
（1）共軛二烯烴加聚
一定條件
nCH2=CH CH=CH2
“兩頭開，雙變單，單變雙”
[CH2 CH =CH CH2]
n
CH2
[
CH2
]
C =C
n
H
H
CH2
[
CH2
]
C =C
n
H
H
順聚-1,3-丁二烯
反聚-1,3-丁二烯
新知講解
一、加成聚合反應（加聚反應）
（2）烯烴共聚
：由兩種或兩種以上單體發生的加聚反應
nCH2=CH2+ nCH2=CH CH3
一定條件
[CH2 CH2 CH CH2]
n
CH3
[ CH2 CH2 CH2 CH]
n
CH3
斷雙鍵，雙碳伸兩手，再按一定順序首尾相連
催化劑
聚異戊二烯
天然橡膠的主要成分
[ CH2—C=CH—CH2 ]n
CH3
以1,3-環己二烯為單體，合成高分子化合物
練習2. 試分析異戊二烯的聚合反應
1,3-環己二烯
催化劑
n
[
]
n
n
CH3
CH2=C—CH=CH2
新知講解
CH2 CH
Cl
[ ]n
CH2 CH
Cl
已知加聚反應高聚物，如何寫單體？
CH2 CH
Cl
單烯烴加聚：將鏈節的兩個半鍵閉合即為單體。
單烯烴共聚：將鏈節中每兩個碳斷開，再將兩個半鍵閉合即為單體。
[ CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 ]
n
Cl
CH3
單體
CH2=CH2
CH=CH2
Cl
CH3CH=CH2
課堂練習
練習3. 由加聚反應的高聚物寫出單體的結構簡式。
CH2 CH
CH2 CH
CH3
CN
[ ]n
CH2 CH
CH2 CH
CH3
CH2 CH
CH2 CHCH3
CN
CN
“單變雙，雙變單”
CH2 CH C CH2
CH3
[ ]n
CH2 CH C CH2
① ② ③ ④
CH2 CH C CH2
CH3
CH3
新知講解
【問題2】觀察己二酸乙二醇的官能團特點，能否通過酯化反應生成鏈狀的高分子？
己二酸
乙二醇
HOC(CH2)4COH +
O
O
HO(CH2)2OH
C(CH2)4C
O
O
O(CH2)2O
C(CH2)4C
O
O
O(CH2)2O
…
H
[ ]n
C(CH2)4C O(CH2)2O
O
O
HO
新知講解
HOC(CH2)4COH +
O
O
HO(CH2)2OH
[ ]n
HO C(CH2)4C O(CH2)2O H
O
O
n
n
己二酸
乙二醇
端基
端基
聚合物
鏈節
單體
單體
己二酸和乙二醇的系數為多少？
n
聚合度
二、縮合聚合反應（縮聚反應）
方程式中水分子的系數為多少？
個-COOH+ 個-OH
2n個H2O
兩端的羧基和羥基沒有脫水
生成（2n-1）H2O
2n
2n
新知講解
1. 定義：單體通過分子間相互縮合而生成高分子化合物，同時有小分子(如H2O、NH3等)生成的反應叫縮合聚合反應，簡稱縮聚反應。
2. 特點
(1) 在生成縮聚物的同時，還伴有小分子的副產物的生成。
(2) 一般的縮聚反應多為可逆反應。
(3) 為提高產率，并得到具有較高聚合度的縮聚物，需要及時移除反應產生的小分子副產物。
二、縮合聚合反應（縮聚反應）
新知講解
請寫出合成聚對苯二甲酸乙二酯的化學方程式。
口罩帶外面包裹的紡織品其主要成分是
聚對苯二甲酸乙二酯（PET）
聚對苯二甲酸乙二酯
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
n
n
+
催化劑
+
(2n-1)H2O
新知講解
3. 縮聚反應的類型
二、縮合聚合反應（縮聚反應）
(1) 由一種單體發生的縮聚反應
① 羥基羧基縮聚
催化劑
O
nHO
C
CH2OH
+ (n-1)H2O
H
[
]
O
HO
C
CH2O
n
② 氨基羧基縮聚
催化劑
+ (n-1)H2O
nH2N
CH2
COOH
[
]
H
N
CH2
n
H
O
OH
C
新知講解
③ 羥基與羥基縮聚
nHO
CH2CH2
OH
催化劑
HO
CH2CH2O
H
[
]
n
+ (n-1)H2O
④ 苯酚與甲醛的縮聚(酚醛樹脂)
在酸催化下，等物質的量的苯酚與甲醛反應，苯酚鄰位或對位的H原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間脫水縮合成線型結構高分子。
酚醛樹脂
新知講解
縮聚物推單體的方法
新知講解
縮聚物推單體的方法
第二步：斷開分子中的肽鍵或酯基。
第三步：羰基碳上連接—OH；在氧或氮原子上連—H，還原為單體小分子。
第一步：去掉縮聚物結構簡式中的方括號與“n”，變為小分子。
2
課堂練習
練習1. 寫出由下列單體聚合得到的聚合物的結構簡式。
乙烯
CH2 CH CH CH2
CH2 CH2
1,3-丁二烯
和
CH2 CH2
CH2 CH CH CH2
① ② ③ ④
① ② ③ ④
CH2 CH2
CH2 CH CH CH2
[ ]n
橡膠防護手套
(1)
課堂練習
乳酸
HOOCCHOH
CH3
[ ]n
O
CCHO
CH3
HO
H
(2)
課堂練習
練習2. 已知某高分子的結構簡式為:
其中可用于合成該高分子的是(　　)
A.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
C
現有4種有機化合物:① ② ③ ④CH3-CH=CH-CN
課堂練習
練習3. 寫出下列聚合物的單體的結構簡式。
[ ]n
HO C C
O
O
O(CH2)4O H
(1)
O(CH2)4O H
HO C C
O
O
1,4-丁二醇
HO(CH2)4OH
OH
HO C C
O
O
酸加羥基醇加氫
對苯二甲酸
新知講解
課堂總結
加聚反應
縮聚反應
單體
聚合物
縮聚反應
加聚反應
單體官能團
聚合物結構特點
至少含有兩種以上的官能團，如：羧基和羥基；羧基和氨基…
含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等不飽和鍵
鏈節中存在肽鍵或者酯基
鏈節中一般無碳碳雙鍵
謝謝
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5.1《合成高分子的基本方法》教學設計
課題 《合成高分子的基本方法》 單元 第五章第一節 學科 化學 年級 高二
教材分析 《合成高分子的基本方法》選自人教版選擇性必修3 第五章 第一節。根據《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》，對本節內容要求如下。內容要求 （1）了解聚合物的組成和結構特點，認識單體和鏈節及其聚合物結構的關系。 （2）了解加聚反應和縮聚反應的特點，能對單體和高分子進行相互推斷。 （3）能分析高分子的合成路線，能寫出典型的加聚反應和縮聚反應的化學方程式。2．學業要求 （1）能對單體和高分子進行相互推斷。 （2）能分析高分子的合成路線。 （3）能寫出典型的加聚和縮聚反應的反應式。學生在初中和高中必修階段已經接觸了一些天然高分子和合成高分子，知道高分子和小分子有機化合物在結構上的基本區別。本節首先介紹合成高分子的加成聚合反應。該反應在烯烴的相關章節有所涉及，學生已有知識基礎。同時在第四章介紹多糖、蛋白質和核酸等生物大分子時已經引入了所喝的概念，在知識上進行了鋪墊。
學習目標 1. 通過氯乙烯加聚反應的斷鍵和成鍵特點，認識加聚反應的微觀本質，構建加聚反應的一般認知思路。2. 通過分析合成聚氯乙烯反應前后的碳骨架變化，了解高分子的單體、鏈節、聚合度、端基和平均相對分子質量等基本概念，認識單體、鏈節與高分子結構的關系，能通過分析加聚物的結構推測相應的單體。3. 通過體驗己二酸與己二醇的縮聚反應過程，認識縮聚反應的微觀本質；能通過分析反應物官能團的結構和種類，正確判斷縮聚產物的鏈節和端基，以及小分子生成物及其個數，構建縮聚反應的一般認知思路；能通過分析縮聚物的結構推測相應的單體。
重點 構建兩種聚合反應的認識思路；推斷單體的聚合產物和聚合物的單體，寫出簡單聚合反應的化學方程式。
難點 書寫兩種單體的縮聚產物的鏈節；分析和書寫聚合物的單體。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 【情景創設】什么是高分子？常見的高分子有哪些？在漫長的抗戰中，高分子材料發揮了非常重要的作用，例如口罩和防護衣等。無紡布PP：主要材料是聚丙烯,不同工藝制作不同無紡布，如紡粘無紡布，熔噴無紡布。 思考回答聯系生活，舉例回答。 基于情境，以問題鏈的方式，層層設問，讓學生關注與化學有關的化學熱點，認識化學對社會發展的重大貢獻，激發學生學習化學的熱情。
講授新課 【復習回顧】合成高分子的基本方法：聚合反應①聚合反應：由相對分子質量小的化合物互相結合成分子量大的高分子的反應。②分類：加聚反應：含有雙鍵、三鍵類的單體發生的聚合反應。縮聚反應：含有兩個或兩個以上官能團的單體之間發生的聚合反應。【問題1】完成合成聚丙烯的化學方程式；并說明其單體、聚合物、鏈節和聚合度。【突破重點】一、加成聚合反應（加聚反應）單體：丙烯 加成聚合物：聚丙烯（簡稱加聚物）鏈節：又稱重復結構單元聚合度：含有的鏈節數目聚合物的平均相對分子質量 = 鏈接×n練習1. 一種聚氯乙烯的平均相對分子質量約為106，其聚合度約為多少？練習2. 完成表格 【方法總結】加聚反應中單體和高聚物的推斷方法已知單體，如何寫加聚反應高聚物？（1）共軛二烯烴加聚（2）烯烴共聚：由兩種或兩種以上單體發生的加聚反應 斷雙鍵，雙碳伸兩手，再按一定順序首尾相連。練習2. 試分析異戊二烯的聚合反應已知加聚反應高聚物，如何寫單體？單烯烴加聚：將鏈節的兩個半鍵閉合即為單體。單烯烴共聚：將鏈節中每兩個碳斷開，再將兩個半鍵閉合即為單體。練習3. 由加聚反應的高聚物寫出單體的結構簡式。【問題2】觀察己二酸乙二醇的官能團特點，能否通過酯化反應生成鏈狀的高分子？縮合聚合反應（縮聚反應）己二酸和乙二醇的系數為多少？n方程式中水分子的系數為多少？縮合聚合反應（縮聚反應）1. 定義：單體通過分子間相互縮合而生成高分子化合物，同時有小分子(如H2O、NH3等)生成的反應叫縮合聚合反應，簡稱縮聚反應。2. 特點(1) 在生成縮聚物的同時，還伴有小分子的副產物的生成。(2) 一般的縮聚反應多為可逆反應。(3) 為提高產率，并得到具有較高聚合度的縮聚物，需要及時移除反應產生的小分子副產物。【練習】請寫出合成聚對苯二甲酸乙二酯的化學方程式。口罩帶外面包裹的紡織品其主要成分是聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。3. 縮聚反應的類型(1) 由一種單體發生的縮聚反應① 羥基羧基縮聚② 氨基羧基縮聚③ 羥基與羥基縮聚④ 苯酚與甲醛的縮聚(酚醛樹脂)在酸催化下，等物質的量的苯酚與甲醛反應，苯酚鄰位或對位的H原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間脫水縮合成線型結構高分子。【方法歸納】縮聚物推單體的方法第一步：去掉縮聚物結構簡式中的方括號與“n”，變為小分子。第二步：斷開分子中的肽鍵或酯基。第三步：羰基碳上連接—OH；在氧或氮原子上連—H，還原為單體小分子。 聯系舊知，整理歸納。分組討論成鍵斷鍵特點，建立反應模型。書寫化學方程式并進行計算。書寫聚合物的結構簡式。分析高聚物，總結記錄。理解歸納，交流討論。討論交流，找出從鏈節中尋找單體的規律。深度思考縮聚反應的斷鍵成鍵位置。交流討論，理解思考。書寫不同類型縮聚反應的化學方程式。 整理歸納。 通過分析典型加聚反應，構建加聚反應的基本認識思路。從化學鍵和結構角度分析反應和高分子的結構特點，引導學生通過對比反應物和產物的結構來學習相關概念。通過不同單體的加聚反應特點，尋找共同特點，進行證據推理，建立模型認知，并用建立的認知模型解答問題。可通過讓學生采用分子結構模型搭建高聚物的分子結構，讓學生對分子的空間結構有直接的感受，通過實物模擬，進一步形象地展示了化學鍵斷鍵和成鍵過程中鍵角等微觀信息，在教學中滲透“宏觀辨識和微觀探析”的核心素養。通過正向，逆向思維層層遞進，進行加聚物單體與鏈節的相互推斷，促進學生認知能力的提高。通過分析縮聚產物的結構片段，明確斷鍵和成鍵的位置，理解縮聚反應與加聚反應的異同，有助于學生更好地理解小分子的產生方式及數目，理解縮聚反應的本質，從而建立從微觀角度探析縮聚反應的認知模型，突破學習障礙點。通過正向，逆向思維層層遞進，進行縮聚物單體與鏈節的相互推斷，促進學生認知能力的提高。
課堂練習 練習1. 寫出由下列單體聚合得到的聚合物的結構簡式。練習3. 寫出下列聚合物的單體的結構簡式。 回答習題。 培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。
課堂小結 復習鞏固 在層層遞進的學習體驗中，自然地構建并完善了關于聚合反應的認知模型。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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