高一化學素材：備課資料第三單元人工合成有機化合物

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精備課資料常見有機物類別之間的轉化關系有機高分子的合成從容說課合成有機高分子材料無論是在人們的衣、食、住、行,還是在現(xiàn)代工農業(yè)生產，或是在某些尖端科學技術領域中都發(fā)揮著越來越重要的作用。本節(jié)課主要介紹了傳統(tǒng)的三大合成材料——塑料、合成纖維和合成橡膠中的塑料的品種、性能及用途。本節(jié)課的教材內容是圖文結合,在介紹塑料時，給出了好幾幅塑料制品的照片，目的是使學生知道不同種類的塑料在日常生活中的不同用途，激發(fā)學生的學習興趣.在教學過程中，教師還應結合學生的生活實際，說明這些塑料制品的不同用途,比如，聚乙烯塑料可以制成食品的包裝袋和保鮮膜、聚氯乙烯塑料可以制成蔬菜種植大棚用的薄膜、聚丙烯塑料可以做成路燈的外殼、聚苯乙烯塑料可以做玩具、包裝用泡沫塑料……因為這些塑料制品都是學生很熟悉的東西,因而學生聽來也會覺得很有興趣。雖然教材上本節(jié)課的主要內容是各種塑料，但是，教材也把合成有機高分子化合物延伸到了其他的種類，主要是通過“你知道嗎？”以及“交流與討論”欄目，將問題進行了拓展和延伸，要求調動學生的學習積極性,讓學生來關注周圍的各種物質，來談談自己所知道的某些有機高分子的合成方法及其在生產、生活和高科技領域中的應用。這樣的學習方式，目的就是要使學生活動起來，在“活動中學".教學重點有機高分子的合成.教學難點加聚和縮聚反應的實質.教具準備實物:塑料袋、塑料杯子、一段橡皮管、一塊布料投影片若干、電腦圖片若干電腦動畫（乙烯的加聚反應）三維目標知識與技能1.通過簡單的實例了解常見有機高分子材料的合成反應。2.能舉例說明有機高分子材料在生活、生產和高科技等領域的應用及發(fā)展。過程與方法1。從身邊的學習用品、生活用品說起，讓學生體會到合成有機高分子材料的重要性.2。在原有知識的基礎上，采用類比等方法學習新知識.情感、態(tài)度與價值觀通過學習，讓學生知道“創(chuàng)造新的有機分子是有機化學的重要課題"，使學生產生探究學習的渴望.教學過程導入新課你們知道，在21世紀，科技發(fā)展和人類生活水平高低的決定性因素是什么嗎?生決定性的因素也太多了吧……師真正的起決定性作用的是“材料"。試著想想看，如果沒有塑料的合成，我們日常的生活會有如今這么方便嗎？出門購物，我們總得拎著竹籃或布袋，那些快捷的方便食品也會不知所蹤；如果沒有橡膠的合成,因為天然橡膠的脆、裂的缺點，不能用于汽車等交通工具的輪胎，那么，沒有了車輪滾滾，我們的出行將會是多么艱難?如果沒有合成纖維的出世，我們穿著的衣物是純棉的，雖然感覺很舒服，但是我們的褲子將總是皺巴巴的……展示：實物:塑料袋、塑料杯子、一段橡皮導管、一塊布料師剛才提到的塑料、合成橡膠和合成纖維都是合成的有機物，而且是有機高分子化合物,因為它們的重要性，它們被稱為是“三大合成材料”。推進新課板書：有機高分子的合成一、有機高分子的合成師請看教材第78頁兩個問題。問題1：生活用品中的塑料盆、塑料杯子、牙刷的手柄、飲料瓶、油瓶、塑料拖鞋、唱片的外殼、汽車等交通工具的輪胎、某些衣料、夏天穿的絲襪、彈力的緊身衣等等都是采用合成材料制成的.生學習用品中的塑料的筆袋、圓珠筆外殼、修正液外殼、小刀外殼、直尺等等也都是采用合成材料制成的。高科技領域中的航天員所穿的特種服裝、航天器材等也都是采用合成材料制成的。師應用于信息傳遞方面的液晶高分子材料、應用于食品加工和分離方面的高分子分離膜、將化學能轉變?yōu)殡娔芑蚴菍㈦娔苻D變?yōu)榛瘜W能的傳感膜等等也都是采用合成材料制成的。如今的醫(yī)療水平在不斷提高，許許多多的人造器官都在被制造出來，比如，人造心臟、人造血管、人造氣管、人造腎、人造鼻、人造骨胳、人造關節(jié)、人造肌肉、人造皮膚等。而這些人造器官的制造，也都要用到許許多多的合成材料。像人造心臟，對材料的要求就特別高,人的心臟，時時刻刻都在不停地工作，不能停歇，而且工作的頻率也很快,所以，就要求材料能夠耐磨損、穩(wěn)定性高.問題2：高強度、高韌性的特種尼龍在航天領域之外也有應用,比如，建筑上懸掛重物的纜繩,交通方面用來牽引的繩索，游樂設施上用來牽引的纜繩等等都是。師剛才我們提到了許多的合成材料,你們有沒有想過,這些合成材料是如何制造出來的呢?這些有機高分子化合物是小分子化合物通過聚合反應而制得的。什么是聚合反應呢?小分子是怎樣結合成高分子的呢？比如：我們每一個人都看到過或是親歷過這樣的場景：幼兒園的小朋友要集體過馬路，為了安全起見，老師總是要求他們手拉著手.本來，每一個小朋友都是一個獨立的個體，當他們把小手都伸出來拉在一起時，一個力量龐大的新集體就產生了?；瘜W上，小分子聚合成高分子的實質，其中一種情況，即加成聚合反應，就類似于小朋友們伸出手互相拉在了一起.板書：1。加成聚合反應——加聚反應展示實物：一只食品保鮮袋、一只塑料的飲水杯師這些塑料制品因為是與食品或是人的口唇直接接觸的，所以，對這些塑料的要求是要無毒無害,這些塑料的成分是聚乙烯。聚乙烯是以乙烯為單體（小分子）,經過加成聚合反應而生成的。板書：師反應的實質：乙烯分子碳碳雙鍵中的一個共價鍵發(fā)生斷裂,共價鍵斷裂后,碳原子就變得不飽和了,所以,就要與其他的乙烯分子中的碳原子相連接，如此一來,一個具有很長的碳鏈的高分子化合物就形成了.播放電腦課件：乙烯的加聚反應生(觀看電腦動畫,加深對反應實質的理解）乙烯分子中的共價鍵先斷裂,再連接.師聚乙烯是純凈物還是混合物？聚乙烯分子的n值大小是固定不變的嗎？生是混合物,n值的大小是可變的。師在我們的日常生活中，還會用到另一類的塑料，如種植蔬菜的大棚所用的塑料薄膜等,它們也是由乙烯聚合而成的嗎？師聞一聞這類塑料的氣味，會發(fā)現(xiàn)，有時會有一股難聞的氣味，這是因為這類的塑料是聚氯乙烯塑料，在使用的過程中會產生一些有害的氣體，所以說，聚氯乙烯塑料是不能用來盛裝食品的。板書：師已知用于制造玩具、標本架、錄音帶外殼、包裝用泡沫塑料的是聚苯乙烯材料，請寫出合成聚苯乙烯的反應方程式。生書寫：師怎樣的有機物才有可能發(fā)生加聚反應？生分子結構中應該有不飽和的碳碳雙鍵或三鍵。師以上面的2個反應為例,說明單體、鏈節(jié)、聚合度的含義。板書：師如果一種聚合物是由多種單體聚合而成的話，已知聚合物的結構，如何找出形成它的單體的結構呢?生單體到聚合物是斷裂不飽和的共價鍵，即雙鍵斷裂轉變?yōu)閱捂I，那么，要找單體,反過來不就行了嗎?師說得再明白點,就是，去掉聚合物外面的中括號，將聚合物中的單鍵改變?yōu)殡p鍵、將聚合物中的雙鍵改變?yōu)閱捂I。比如,已知某聚合物的結構簡式為CH2-CHCH—CH2，求合成該高聚物的單體的結構簡式。按照前述的方法，單變雙、雙變單，就可以知道單體為CH2CH—CHCH2.[課堂練習］在以下各對化合物中，可作為高分子化合物CH2—CH（CH3）-CH2CH2的單體的是（)A。CH3—CH==CH2和CH2==CH-CHCH2B.CH2==CH2和CH2==CH-CH==CH2C。CH3—CH2-CH==CH2和CH2==CH-CH3D.CH2==CH2和CH2==CH—CH3師高聚物中無CC雙鍵，則其單體不可能有二烯烴，否定A項和B項；高聚物中在主鏈上的基團只有甲基，則可否定C項（1丁烯形成的高聚物中,乙基不在主鏈上)。答案:D師烯烴形成高聚物時，其反應類型均為加聚反應.日常生活中使用的電器開關外殼、燈頭等是用電木塑料制成的。它的主要成分是酚醛樹脂，是用甲醛和苯酚聚合而成的。板書：反應方程式:師該反應與乙烯的聚合反應相比，從反應實質上來看，有什么不一樣的地方嗎？生乙烯的聚合反應生成物只有一種,沒有其他的小分子生成.而酚醛樹脂的制備反應,在生成聚合物的同時，還生成了小分子水。師像這樣的聚合反應,在形成聚合物的同時，還生成了小分子化合物的反應，叫做縮聚反應。板書：2?？s聚反應［課堂練習］已知氨基酸可以縮聚成蛋白質，請完成甘氨酸、丙氨酸縮聚反應的方程式.生書寫:師有機高分子的合成，為人類的生活提供了更豐富多彩的元素?，F(xiàn)在，請大家來談談你所知道的某些有機高分子的合成方法及其在生產、生活和高科技領域中的應用。(課前布置學生去查閱）生1我知道不粘鍋的表面是涂了一薄層有機高分子材料——聚四氟乙烯,這種聚合物是用四氟乙烯為單體進行加聚反應而得到的。生2我查閱過資料，制造路燈外殼的塑料是聚丙烯，單體是丙烯。生3查閱資料后，我知道了原來有機玻璃與玻璃是毫不搭界的。有機玻璃是合成的有機高分子化合物,單體是甲基丙烯酸甲酯。生4我還知道了，愛美的女同學佩戴的隱形眼鏡的材料也是合成的有機高分子化合物。生5我說出來你們不許笑，原來，嬰兒用的尿不濕里面的強吸水性的材料，也是合成的有機高分子化合物。生6還有醫(yī)藥方面……師（進行綜述）由此可見，合成有機高分子材料在我們的生活中占據(jù)著重要的位置，它使我們的生活變得更加豐富多彩。合成高分子材料用途如此廣泛，如今,化學工作者們又在忙些什么呢?他們正在研究和著力解決的是哪些新的課題呢?板書：二、有機高分子合成的新課題師請閱讀教材第80頁后半部分內容。課堂小結本節(jié)課學習到的新化學知識有加聚反應和縮聚反應，但是，更重要的是，我們了解到了合成有機高分子材料在我們的生產、生活和高科技領域中已經發(fā)揮的和即將要發(fā)揮的巨大的作用。布置作業(yè)1.P814、52.以“合成有機高分子材料”為題，書寫一篇科學小報告.板書設計有機高分子的合成一、有機高分子的合成1.加聚反應2.縮聚反應二、有機高分子合成的新課題活動與探究查閱各種資料，了解某些有機高分子的合成方法及其在生產、生活和高科技領域中的應用。學生活動教師指導1.課前查閱資料布置給學生任務2.課前上進行交流：學生1：我知道不粘鍋的表面是涂了一薄層有機高分子材料——聚四氟乙烯,這種聚合物是四氟乙烯為單體進行加聚反應而得到的學生2：我查閱過資料，制造路燈外殼的塑料是聚丙烯，單體是丙烯學生3：查閱資料后,我知道了原來有機玻璃與玻璃是毫不搭界的.有機玻璃是合成的有機高分子化合物，單體是甲基丙烯酸甲酯學生4：我還知道了,愛美的女同學佩戴的隱形眼鏡的材料也是合成的有機高分子化合物學生5：我說出來你們不許笑，原來，嬰兒用的尿不濕里面的強吸水性的材料，也是合成的有機高分子化合物學生6：還有醫(yī)藥方面……在學生交流后進行小結：由此可見,合成有機高分子材料在我們的生活中占據(jù)著重要的位置，它使我們的生活變得更加豐富多彩如今，化學工作者們又在研究和著力解決的是一些新的課題備課資料1。樹脂和塑料的差別之處塑料是由樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑所組成的。它的主要成分是樹脂。樹脂就是指還沒有跟各種添加劑混合的高聚物.有時這兩個名詞也?；煊?，因為有些塑料基本上是由合成樹脂所組成的，不含或少含其他添加劑，如有機玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。2.塑料的分類塑料的品種很多，教材中只是簡單地分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。目前，塑料的分類還沒有一個十分完善的方法,常見的分類方法如下。分類的原則類型特征和舉例按樹脂受熱時的特征分熱塑性塑料以熱塑性樹脂為基本成分。受熱軟化，可以反復塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等熱固性塑料以熱固性樹脂為基本成分。加工成型以后成為不溶、不熔狀態(tài),如酚醛樹脂、氨基塑料等按應用范圍及性能特點分通用塑料通用性強、用途廣泛、產量高、價格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等工程塑料機械性能較好，高強度,可以代替金屬用作工程結構材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等其他其他分類，分為通用、工程、耐高溫和特種塑料四大類；或通用、工程和其他塑料三大類3。有機高聚物的單體與常見反應類型有機合成材料中的塑料、橡膠、合成纖維等均是有機高聚物.合成這些高聚物的途徑是單體通過聚合反應(加聚、縮聚）形成高聚物。（1）單體結構特點①加聚反應單體的結構特點：帶有雙鍵或三鍵的不飽和化合物，烯烴、二烯烴。②縮聚反應單體的結構特點：帶有—OH、—COOH、—NH2等活潑的氫原子或基團的化合物.（2）常見的反應類型①加聚反應，可由一種單體發(fā)生加聚，也可由兩種或兩種以上的單體發(fā)生加聚。②縮聚反應a。C==O雙鍵中的氧原子與另一個基團中的活潑氫原子縮合成水的反應。如b.醇羥基中的氫和酸分子中的-OH縮合成水的反應。c。羧基中的羥基與氨基中的H原子縮合成水的反應.如 例題分析:（1）根據(jù)所給單體寫出高聚物的結構式.【例1】已知在虛線開環(huán)聚合得，則開環(huán)聚合得______________,此聚合物用作合成纖維。解析：通過鍵的連接，便可得出高聚物結構簡式。則高聚物結構式為(2)根據(jù)高聚物確定單體。由于高聚物可通過加聚或縮聚反應制得，因此要確定高聚物首先要確定高聚物是加聚產物還是縮聚產物。如鏈節(jié)中有—N—、—O—或CO是縮聚反應，否則是加聚產物。①加聚產物單體的確定?！纠?】工程塑料ABS樹脂(結構式如下）合成時用了3種單體:，這3種單體的結構簡式為____________，____________，____________。解析：根據(jù)高聚物分子的鏈節(jié),可確定ABS樹脂屬于加聚產物，三種單體分別是②縮聚產物單體的確定【例3】是一種有耐熱、耐水性的高頻電絕緣性的高分子化合物，它是由三種單體在一定條件下縮聚（同時還生成水）而成的。這三種單體分別是C6H5NH2、__________和___________,它們的物質的量之比為________________。解析:從該高分子結構的重復排列可看出酚醛塑料的影子。用切割法將酚羥基鄰位—CH2與N處切割，然后將酚及的氫原子補上，將—CH2—連上氧，即得單體:，物質的量之比為1∶2∶1?！纠?】化合物C和E都是醫(yī)用功能高分子材料，且有相同的元素百分組成,均可由化合物A(C4H8O3）制得,如下圖所示：B和D互為同分異構體。試寫出各步化學方程式：_________________。判斷反應類型：A→B_________________，B→C_________________，A→E_________________。解析：根據(jù)題給信息，B、D互為同分異構體，D為環(huán)狀,B可使溴水褪色，可知B中有一雙鍵。A中有3個氧原子且有酸性，所以A中有羧基—COOH，A→B，B中有雙鍵，所以A中還應有一羥基。再從D為五元環(huán)，可知A中羥基在端碳原子上.由此推斷A、B、D結構分別為：【例5】已知:(相對分子質量：R＋27）(相對分子質量：R＋57)現(xiàn)有只含C、H、O的化合物A～F,有關它們的某些信息如下：(A）相對分子質量82無支鏈的烴H2，CO