資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
5.2《高分子材料》教學(xué)設(shè)計
課題 《高分子材料》 單元 第五章第二節(jié) 學(xué)科 化學(xué) 年級 高二
教材分析 《高分子材料》選自人教版選擇性必修3 第五章第二節(jié) 《合成高分子》。根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，對本節(jié)內(nèi)容要求如下。1．內(nèi)容要求認(rèn)識塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點，了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。2．學(xué)業(yè)要求能舉例說明塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點，能列舉重要的合成高分子化合物，說明它們在材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。初中高中必修教材都介紹了高分子材料，但限于學(xué)生的知識基礎(chǔ)，其內(nèi)容多為常識性內(nèi)容。而本節(jié)位于整個模塊的最后，學(xué)生已經(jīng)熟練掌握常見有機物的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，具備學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容的良好基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容是理論知識在生產(chǎn)生活中的生活應(yīng)用，可以完善學(xué)生的知識體系，豐富學(xué)生的化學(xué)知識。要學(xué)好本節(jié)內(nèi)容，需要學(xué)生發(fā)揮宏觀辨識與微觀探析的素養(yǎng)，將常見高分子材料的結(jié)構(gòu)與日常生活中的性能聯(lián)系在一起。在橡膠硫化與高吸水性樹脂的交聯(lián)及程度控制中可以體現(xiàn)學(xué)生變化觀念與平衡思想素養(yǎng)；通過合成橡膠品種不斷豐富，功能不斷完善，功能高分子材料體系的不斷發(fā)展壯大，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)生用科學(xué)態(tài)度，努力學(xué)好本領(lǐng)，應(yīng)用所學(xué)知識發(fā)展化學(xué)科技，為社會服務(wù)的責(zé)任。通過順丁橡膠的學(xué)習(xí)推測其他橡膠的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、通過橡膠的硫化推測高吸水性樹脂的交聯(lián)成網(wǎng)也可以體現(xiàn)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)。教材在全書最后設(shè)置這部分內(nèi)容，其目的不是為了介紹幾種具體的材料。教材以實際問題的解決為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用有機化合物和有機反應(yīng)的知識，初步了解材料開發(fā)的通用方法：根據(jù)用途確定材料的性質(zhì)，設(shè)計具有特定結(jié)構(gòu)的有機分子，然后確定合成路線。
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 通過對通用高分子材料的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，認(rèn)識塑料、橡膠和合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點。2. 通過對比分析線型、支鏈和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對材料性質(zhì)的影響，了解高分子與有機小分子的不同之處。擴(kuò)展并完善對有機化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用的認(rèn)識。3. 通過不同條件下合成酚醛樹脂的實驗探究，進(jìn)一步體會“化學(xué)反應(yīng)是可以控制的”、“條件不同產(chǎn)物不同”等化學(xué)觀念，在實驗中直觀感受微觀的線型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對材料宏觀性質(zhì)的影響。4. 通過高分子材料吸水性能的對比實驗，體會通過分析微觀結(jié)構(gòu)解釋化學(xué)性質(zhì)的思路，以及結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用之間的關(guān)系。體會功能導(dǎo)向的高分子材料合成的價值，了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
重點 三大合成材料的組成和結(jié)構(gòu)特點
難點 功能高分子的結(jié)構(gòu)對性能的影響。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課 【播放視頻】防疫服在抗疫時期發(fā)揮的重要作用。【介紹歸納】高分子材料的分類 觀看視頻 以防護(hù)服引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣，增強對有機化學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)同感。
講授新課 【重點歸納】一、通用高分子材料塑料的分類塑料的組成（1）聚乙烯問題1：以下生活中常見的物品的主要成分都是聚乙烯，它們性質(zhì)有何區(qū)別？【展示圖片】生活中的聚乙烯材料【播放視頻】聚乙烯材料在生活中的應(yīng)用【總結(jié)歸納】高壓法聚乙烯和低壓法聚乙烯的比較【問題2】為什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低，密度也低呢？低密度聚乙烯的主鏈有較多長短不一的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力就比高密度聚乙烯的小，軟化溫度和密度也就較低。相反，高密度聚乙烯的支鏈較少，鏈之間易于接近，相互作用力較大，軟化溫度和密度都較高?！菊故尽績煞N聚乙烯的結(jié)構(gòu)示意圖。低密度聚乙烯：可用于生產(chǎn)食品包裝袋等薄膜制品，不用加入增塑劑就顯得十分柔軟。高密度聚乙烯：較硬一些，可用于生產(chǎn)瓶、桶、板、管與棒材等。超高相對分子質(zhì)量聚乙烯：具有高強度和高耐磨性，使用溫度范圍廣，耐化學(xué)腐蝕，可用于制造防彈服、防彈頭盔、繩纜等。（2）酚醛樹脂（俗稱電木）酚醛樹脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）與醛（如甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子。實驗5 1 酚醛樹脂的制備及性質(zhì) (1) 在試管中加入2g苯酚，3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的甲醛溶液和3滴濃鹽酸，在沸水浴中加熱，當(dāng)試管中反應(yīng)物接近沸騰時，從沸水浴中取出試管，并用玻璃棒攪拌，觀察產(chǎn)物的顏色和狀態(tài)。(2) 在另一試管中加入2g苯酚和3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的甲醛溶液，置于水浴中加熱片刻，稍加振蕩后，加入0.5mL濃氨水，注意與(1)中酸催化聚合反應(yīng)的現(xiàn)象進(jìn)行比較。酸催化合成：在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚。羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線型結(jié)構(gòu)的高分子。堿催化合成：在堿催化下，苯酚或過量的甲醛反應(yīng)，生成羥甲基苯酚的同時，還生成二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，繼續(xù)反應(yīng)就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。酚醛樹脂的性質(zhì)和用途結(jié)構(gòu) 具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子受熱后不能軟化或熔融，也不溶于一般溶劑。酚醛樹脂主要用作絕緣（開關(guān)、燈頭）、隔熱、難燃、隔音器材和復(fù)合材料?？捎糜谂腼兤骶叩氖直?，一些電器與汽車的零部件，火箭發(fā)動機、返回式衛(wèi)星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。【思考與討論】(1)通過以上學(xué)習(xí)，我們了解到合成高分子的結(jié)構(gòu)大致可以分為三類:線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，你能舉例說明它們各自的特性嗎 （2）尿素(H2NCONH2)可以與甲醛(HCHO)發(fā)生反應(yīng)，最終縮聚成具有線型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。脲醛樹脂可用于生產(chǎn)木材黏合劑、生活器具和電器開關(guān)。請寫出尿素與甲醛反應(yīng)生成線型聚合物的化學(xué)方程式：2. 合成纖維(1) 纖維的分類纖維：是指由連續(xù)或不連續(xù)的細(xì)絲組成的物質(zhì)。纖維包括天然纖維和化學(xué)纖維。（1）聚酯纖維——滌綸（俗稱的確良）性能：強度大、耐磨、易洗、快干、保形性好，但吸濕性和透氣性差，用途：大量用于服裝和床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物(航天服、降落傘)、工業(yè)用纖維制品等。（2）聚酰胺纖維由二元或多元胺與二元或多元羧酸縮合而形成的高分子纖維稱為聚酰胺纖維。脂肪族聚酰胺纖維：錦綸(聚己二酰己二胺纖維)性能：不溶于普通溶劑、熔化溫度高于260℃、拉制的纖維具有天然絲的外觀和光澤，耐磨，強度大等。用途：用于生產(chǎn)絲襪、降落傘、漁網(wǎng)、輪胎簾子線等。聚酰胺纖維芳香族聚酰胺纖維：芳綸天然橡膠【介紹】橡膠的發(fā)展歷史巴西的森林中有一種高大的喬木，叫作“三葉樹”。如果用小刀在它的樹皮上割開一個小口子，便會有牛奶似的樹汁流淌出來。這種樹汁，就是今天人們所熟悉的橡膠的最初來源。在印第安人的土語中，“橡膠”就是“樹木的眼淚”的意思。 天然橡膠有兩種，一種是巴西三葉橡膠樹產(chǎn)出的橡膠，通常稱為天然橡膠；另一種是杜仲樹產(chǎn)出的橡膠，稱為杜仲膠或古塔波膠。天然橡膠4. 合成橡膠③結(jié)構(gòu)特點：順丁橡膠中存在碳碳雙鍵，易被加成和氧化，所以盛放酸性高錳酸鉀、溴水、濃硝酸、濃硫酸等的試劑瓶不能用橡膠塞。④結(jié)構(gòu)特點：分子呈線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，性能較差。順丁橡膠的硫化 將順丁橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的碳碳雙鍵打開，以二硫鍵(—S—S—)等把線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。【介紹歸納】二、功能高分子材料1. 高吸水性樹脂(1)合成方法①對淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性,在它們的主鏈上再接上帶有強親水基團(tuán)的支鏈,以提高它們的吸水能力。②用帶有強親水基團(tuán)的烯類為單體進(jìn)行聚合,得到含親水基團(tuán)的高聚物。如:在丙烯酸鈉中加入少量交聯(lián)劑,在一定條件下發(fā)生聚合,得到聚丙烯酸鈉高吸收性樹脂。(2)應(yīng)用:可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水、改良土壤。2. 高分子分離膜高分子分離膜的分離原理分離膜根據(jù)膜孔大小可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等，以分離不同的雜質(zhì)。 閱讀教材，總結(jié)歸納。觀察、對比、歸納對比兩種單體不同、結(jié)構(gòu)不同的聚乙烯材料，例如保鮮膜和酸奶瓶。交流討論、完成課堂思考與討論習(xí)題。對比、討論分析。觀察對比、聆聽記錄。書寫結(jié)構(gòu)式和方程式，分析網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和線型結(jié)構(gòu)的形成?？偨Y(jié)歸納網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和線型結(jié)構(gòu)的特點和性質(zhì)。書寫結(jié)構(gòu)簡式和化學(xué)方程式。交流表達(dá)，分享生活中常見的纖維制品。書寫縮聚反應(yīng)方程式。交流討論，根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式解釋和預(yù)測纖維的性質(zhì)特點。交流討論，分析表達(dá)。對比結(jié)構(gòu)簡式，分析表達(dá)。對比硫化前后結(jié)構(gòu)簡式，分析表達(dá)橡膠的性質(zhì)特點。整理記錄，閱讀了解。 本節(jié)教學(xué)注重引導(dǎo)學(xué)生在問題解決過程中認(rèn)識高分子材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識高分子有別于小分子的結(jié)構(gòu)特點及其為高分子材料帶來的特有的性質(zhì)與應(yīng)用。通過日常生活積累豐富的感性認(rèn)識，分析總結(jié)材料的性質(zhì)，初步認(rèn)識塑料的性質(zhì)特點。邊講邊練，即時性評價，診斷學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果。學(xué)生通過對比高密度和低密度聚乙烯的結(jié)構(gòu)，分析產(chǎn)生性質(zhì)異同的原因，強化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的意識。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的塑料用品，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)生活中并不是所有的塑料制品都柔軟有彈性，而且受熱容易變形，還會有很多非常結(jié)實和耐熱的塑料制品。讓學(xué)生分析網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可能對塑料的性質(zhì)和應(yīng)用帶來的影響。學(xué)以致用，深入認(rèn)識塑料的合成方式。合成纖維學(xué)生在生活中接觸較多，通過分析不同纖維的單體和高分子的結(jié)構(gòu)簡式，鞏固縮聚反應(yīng)的認(rèn)識思路。根據(jù)認(rèn)識高分子的一般思路，從分析結(jié)構(gòu)簡式、預(yù)測性質(zhì)和應(yīng)用幾個方面展開教學(xué)。根據(jù)認(rèn)識高分子的一般思路，從分析結(jié)構(gòu)簡式、預(yù)測性質(zhì)和應(yīng)用幾個方面展開教學(xué)。幫助學(xué)生思考材料發(fā)展與人類社會和生活需求間的關(guān)系，進(jìn)而使學(xué)生體驗化學(xué)的價值，也可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)橡膠制品的使用體驗認(rèn)識橡膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。人們經(jīng)過長期的探索和實踐，發(fā)明了硫化橡膠，對比硫化橡膠前后的結(jié)構(gòu)，分析不同硫化程度會對橡膠的性能產(chǎn)生什么影響。功能高分子材料的設(shè)計思路充分體現(xiàn)了高分子材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間的關(guān)系?？山M織學(xué)生根據(jù)不同原料設(shè)計合成高分子樹脂，深化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途的觀念。
課堂練習(xí) 練習(xí)1. 下列原料或制成的產(chǎn)品中，若出現(xiàn)破損不可以進(jìn)行熱修補的是（ ）A. 聚氯乙烯涼鞋　 B. 電木插座C. 自行車內(nèi)胎 D. 聚乙烯塑料膜練習(xí)2. 下列不屬于合成纖維的是 ( )的確良 B. 棉花 C. 人造棉花 D. 尼龍練習(xí)3. 下列說法錯誤的是(　　)A．合成纖維的主要原料可以是石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品B．天然橡膠的性質(zhì)很穩(wěn)定，在空氣、日光作用下也不會老化C．塑料在自然條件下不易分解，可造成白色污染D．塑料、合成纖維和合成橡膠都是高分子練習(xí)4. 保鮮膜和餐巾紙二者同樣為高分子材料，為什么一種不可吸水一種可吸水？ 完成課堂習(xí)題 及時鞏固課堂所學(xué)知識，幫助學(xué)生查漏補缺。
課堂小結(jié) 自主整理歸納 梳理知識，完成高分子材料分類知識的結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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