第一节 合成高分子的基本方法-教学设计

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高二 学期 春季
课题 合成高分子的基本方法第一课时
教学目标
1.认识加聚反应的微观本质，构建加聚反应的一般认知思路。 2.认识单体、链节与高分子结构的关系，能推断单体的聚合产物和聚合物的单体，能书写简单的加聚反应方程式。
教学内容
教学重点： 1.构建加聚反应的认知思路，推断单体的聚合产物和聚合物的单体。
2.会书写简单加聚反应的化学方程式。
教学难点： 1.分析和书写加聚物的单体。
教学过程
同学们好，欢迎进入本节微课课堂，本节微课的主题是合成高分子的基本方法第一课时，我是本节微课的主讲老师。 【引入】同学们，你们在逛超市或者生活中有留心过每个塑料包装盒的瓶底有类似这种的标记吗？这些标记中三角循环符号表示该塑料可回收，那么数字1到7和英文字母代表什么呢？它对我们的生活和生产又有什么意义呢？其实，数字和英文缩写指代的是塑料所使用的树脂材料，这样一来，塑料品种的识别就变得简单而容易，大大提高了塑料的回收效率，也可以帮助我们正确合理地使用塑料制品。今天我们一起来学习这些数字和字母背后的秘密。也就是它们的化学成分以及它们是如何合成的。 【讲解】请看，这是它们对应的化学名称和结构简式。可以发现它们都是高分子，在必修二的学习中我们初步了解过高分子可以由加成聚合和缩合聚合反应合成，其中缩合聚合反应指的是由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应。加成聚合反应指的是在一定条件下，通过相互加成的方式连接成链状的高分子的化学反应。从这些高分子的名称和结构式我们可以初步得出，2-6号塑料由加成聚合反应制成，1号塑料由缩合聚合反应制成。关于缩合聚合反应的深入学习我们在第二课时中展开，本节课我们一起来学习加成聚合反应，简称加聚反应。 【过渡】同学们，你们还记得这个乙烯加聚生成聚乙烯的反应方程吗？是的，它在必修二课本中出现过。由于它含有碳碳双键，可以发生加成反应。那它也可以通过加成的方式连接成链状的聚乙烯。它的合成方式我们可以用“断双键，双碳伸两手”的口诀理解。2号和4号塑料的主要成分就是聚乙烯，其中2号是高密度聚乙烯，常用于白色药瓶、清洁用品、沐浴产品等的包装，注意：这些容器通常不好清洗，残留原有的清洁用品，变成细菌的温床，最好不要循环使用。4号塑料是低密度聚乙烯，常用于保鲜膜、塑料膜等，注意：其耐热性不强，超过110摄氏度会出现热熔现象，留下一些人体无法分解的塑料制剂，因此食物入微波炉前先要取下保鲜膜。 【讲解】3号塑料聚氯乙烯又是如何合成的呢？聚氯乙烯由氯乙烯加聚合成，我们依据口诀断双键，双碳伸两手，可以得出其产物的结构简式，要注意除主链的碳和氢外，其他原子要靠边站。也就是这样书写。得到的聚氯乙烯是氯乙烯的加成聚合物，氯乙烯是聚氯乙烯的单体，这个结构该聚合物的链节，也称为重复结构单元，n是聚合物，指的是该高分子含有的链节数目。一块高分子材料往往是由若干n值不同的高分子材料组成的混合物。聚氯乙烯常用于雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等，注意：这种材质高温时容易有有害物质产生，不能用于餐具或者食品包装。同样地，5号塑料聚丙烯的合成原理与氯乙烯类似，注意书写加聚产物时甲基要靠边站，它常用于豆浆瓶、果汁饮料瓶、微波炉餐盒、保鲜盒等，是唯一可以放进微波炉的塑料盒，可在小心清洁后重复使用。 【师】请同学们按下暂停键，思考并写出苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式。并指出其单体和链节。 【生】书写苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式，并指出其单体和链节。 【展示】请看，n个苯乙烯在一定条件下加聚生成了聚苯乙烯，同样要注意苯基要靠边站。苯乙烯是单体，这个是它的链节。聚苯乙烯的代号是6号，常用于冰品容器、方便面桶、快餐盒等，注意：它耐温70摄氏度，不能放进微波炉中，且不要用快餐盒打包滚烫的食物，也不能盛装橙汁等酸性或者碱性物质。 【小结】通过回顾聚乙烯和学习聚氯乙烯、聚丙烯等，我们可以总结出加聚反应的特点：（1）单体必须含有双键、三键等不饱和键（如烯烃、炔烃等）（2）加聚反应只发生在不饱和键上， （3）没有小分子物质生成，原子利用率为100%， （4）加聚反应生成的聚合物的平均相对分子质量=链节的相对质量×n。 【师】请同学们再次暂停，思考并写出表格中对应的聚合物的结构简式。 【生】思考并写出表格中对应的聚合物的结构简式。 【师】请看答案，你们做对了吗？书写聚合物时一定不要忘记聚合度n及是否有需要靠边站的原子或原子团。 【过渡】我们刚刚学习的都是单一不饱和键的单体的加聚反应，那共轭二烯烃能否发生加聚呢？它们又可以如何加聚呢？我们以1，3-丁二烯为例，在催化剂作用下，1，3-丁二烯两头开，双键变单键，单键变双键，加上中括号和下标n，就得到了聚1,3-丁二烯的结构简式，它有顺式和反式两种结构，我们生活中小朋友玩的小皮球就是用顺1,3-丁二烯也就是顺丁橡胶制成的。 【师】请同学们分析异戊二烯的聚合反应并写出其方程式。 【生】分析异戊二烯的聚合反应并写出其方程式。 【分析】它和1，3-丁二烯的区别点就是多了甲基，且甲基要靠边站。产物叫聚异戊二烯，它是天然橡胶的主要成分。 【过渡】同学们，我们刚刚介绍的都是单一种类单体的加聚反应，那两种或两种以上单体能否共聚呢？我们一起来看看乙烯和丙烯的加聚。按照断双键，双碳伸两手，再按一定顺序首尾相连，请思考产物的结构简式有几种写法呢？ 【生】思考乙烯和丙烯共聚产物的结构简式的种类。 【小结】是的，n个乙烯和n个丙烯在催化剂作用下生成的聚合物乙丙树脂因连接顺序不同，其结构简式有两种写法。 【师】请再次按下暂停键，书写1,3-丁二烯与乙烯聚合的产物。 【生】书写1,3-丁二烯与乙烯聚合的化学方程。 【师】请看书写过程，你写对了吗？ 【生】对答案。 【过渡】学习到这里，如果给你一种高分子的结构，你能否找出它的单体呢 【小结】寻找单体时，我们要学会观察链节。如果链节中没有双键，比如聚氯乙烯，其链节的主链只有2个碳原子且没有双键，那么可以判断它是单烯烃的加聚，只需将链节的两个半键闭合即为单体。而像这种链节中无双键但含有大于2个且为偶数个碳的聚合物，只需将链节中每两个碳断开，再将两个半键闭合即可以得到相应单体，符合这种特征的是单烯烃共聚的产物。 【问】如果链节中有双键，我们又该如何判断单体呢？ 【总结】如果链节中有双键，比如聚乙炔，其链节的主链只有2个碳原子且含有双键，那么它是单炔烃的加聚产物，只需将链节的两个半键闭合即为单体。而像这种链节中有双键且大于或等于4个碳，那么从链节一端开始将单键变双键，双键变单键,碳的价键数目超过4个就断键。可以发现它是共轭二烯烃加聚或共聚的产物。 【课堂检测】请看题目：第一题，写出下列高分子材料所用的单体。 【生】思考并书写单体的结构简式。 【分析】第一小题，该聚合物地链节中没有双键，且是4个碳，因此我们只需两两断开，再将两个半键闭合即为单体。第2小题，链节中有双键且大于等于4个碳，那么从链节一端开始将单键变双键，双键变单键,碳的价键数目超过4个就断键。可以发现它是共轭二烯烃和单烯烃的共聚。请核对自己的答案是否正确。 【课堂总结】本节课我们在知识维度上学习了合成高分子的其中一种方法：加聚反应，知道了从不同类型的单体出发可以合成加聚物，有单烯烃的加聚、共轭二烯烃的加聚以及单烯烃的共聚，并且学会了观察加聚物链节的特征反推单体。在应用维度上，我们知道了不同的高分子制成的塑料产品有不同的用途和用法，指导我们科学合理地使用塑料产品。 【课后巩固】接下来我们进入学以致用环节。请看第一题，下列高分子化合物对应的链节正确的是，A，这是聚氯乙烯的单体，不是链节，错误B，苯基没有靠边站，错误，C是聚异戊二烯的链节，正确，D甲基没有靠边站，错误。 请看第二题，从丁腈橡胶的链节我们链节中有双键且大于等于4个碳，那么从链节一端开始将单键变双键，双键变单键,碳的价键数目超过4个就断键，我们可以得出①选项中的1，3-丁二烯和③选项中的丙腈符合答案。 【师】本节微课的内容到此结束，谢谢观看！