高中化學(xué)《高分子化合物與材料》教案3新人教版選修2

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1、 高分子化合物材料 簡(jiǎn)介 [教學(xué)目標(biāo) ] 1．知識(shí)目標(biāo) （ 1）初步了解有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本性質(zhì)． （ 2）常識(shí)性介紹高分子材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要作用。 （ 3）了解烴、 烴的衍生物等有機(jī)化合物跟天然有機(jī)高分子化合物、 合成有機(jī)高分子化合 物的主要差別。 （ 4）理解“結(jié)構(gòu)單元” “鏈節(jié)”“聚合度”“單體”等基本概念。 2．能力和方法目標(biāo) 通過(guò)有機(jī)高分子化合物的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)判斷跟有機(jī)高分子化合物有關(guān)的“結(jié)構(gòu)單元” “鏈節(jié)”“聚合度” “單體”等方法。 通過(guò)有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本性質(zhì)的學(xué)習(xí)，提高解

2、決某些實(shí)際問(wèn)題的能力。3．情感和價(jià)值觀目標(biāo) 通過(guò)有機(jī)高分子化合物的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”的觀點(diǎn)．通過(guò)有機(jī)高分子化合物的學(xué)習(xí)，了解有機(jī)高分子化合物在社會(huì)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng) 用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)為提高人類生活質(zhì)量作出重大貢獻(xiàn)的認(rèn)識(shí)，提高化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣．[重點(diǎn)與難點(diǎn) ] 教學(xué)難點(diǎn)是乙酸的酯化反應(yīng)。 [教學(xué)過(guò)程 ] 由教師質(zhì)疑，師生共同釋疑討論。 教師提問(wèn)： 1．什么叫高分子化合物？你學(xué)過(guò)哪些高分子化合物？能否說(shuō)出這些實(shí)物的主要組成成 份，并寫(xiě)出它們的分子式？ 要求學(xué)生答出：相對(duì)分子質(zhì)量很大（至少

3、在 10000 以上）的化合物叫高分子化合物，簡(jiǎn) 稱高分子。 要求學(xué)生寫(xiě)出：聚乙烯（食品袋）、聚氯乙烯（服裝袋）、酚醛樹(shù)脂（電木）、聚異戊二烯（硬橡皮或橡皮筋）的分子式，并能說(shuō)出它們的名稱。 1 2．判斷上述高分子化合物中哪些是天然高分子？哪些是人工合成高分子？ 要求學(xué)生答出：天然高分子有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)。合成高分子有電木、聚乙烯、聚 氯乙烯、人工合成橡膠等。 3．天然的或人工合成的高分子化合物它們有哪些主要的共同特征呢？ （學(xué)生回答或教師 自問(wèn)自答） （ 1）組成上：高分子是以一定數(shù)量的結(jié)構(gòu)

4、單元重復(fù)組成，例如：聚乙烯 單體可以相同，可以不同（由同學(xué)回想哪些高分子的單體相同？哪些高分子的單體不同？） （ 2）相對(duì)分子質(zhì)量：高分子的相對(duì)分子質(zhì)量很大（相對(duì)分子質(zhì)量低于 l000 的為小分子） 如淀粉相對(duì)分子質(zhì)量由幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等，核蛋白相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾千萬(wàn)。 其相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算如下： 高分子的相對(duì)分子質(zhì)量 =鏈節(jié)的量聚合度 有 n 值不同 的結(jié)構(gòu)單元組成，因此實(shí)際測(cè)得的相對(duì)分子質(zhì)量為平均相對(duì)分子質(zhì)量。 4．這樣大的長(zhǎng)鏈分子是怎樣組成

5、物質(zhì)的呢？ （ 1）教師演示，學(xué)生觀察思考：教師用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，問(wèn)學(xué)生觀察到什么現(xiàn)象？（彈性），又問(wèn)為什么會(huì)具有彈性呢？（可以讓學(xué)生閱讀課本中有關(guān)的段落或由教師講解） 要求答出：在高分子化合物的結(jié)構(gòu)中原子間、鏈節(jié)間是以共價(jià)鍵結(jié)合。淀粉、纖維素是 C—— C、 C—— O 單鍵，蛋白質(zhì)是 C—— C，C—— N 單鍵，聚乙烯是 C—— C 單鍵，這些鍵 2 可以自由旋轉(zhuǎn)，所以高分子是蜷曲的長(zhǎng)鏈，彈性就可以證明了這一點(diǎn)，小分子短就不會(huì)具備這種性質(zhì)。 （ 2）長(zhǎng)鏈分子又怎樣組成物質(zhì)的呢？橡皮筋和硬橡皮的區(qū)別？（結(jié)合課

6、本第 173 頁(yè)圖 5-1，高分子結(jié)構(gòu)型式示意圖） ①線型結(jié)構(gòu)（直鏈或帶支鏈），如淀粉、纖維素、聚乙烯等。它們分子間主要是靠分子間作用力結(jié)合。其強(qiáng)度是化學(xué)鍵和分子間力的共同表現(xiàn)。因此相對(duì)分子質(zhì)量越大，鏈越長(zhǎng)，這些作用力也越大，強(qiáng)度就強(qiáng)。這是它們不同于小分子物質(zhì)的特點(diǎn)。 ②體型結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)），這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鏈上有能夠反應(yīng)的官能團(tuán)。高分子鏈之間除分子間力外，還可以產(chǎn)生化學(xué)鍵（產(chǎn)生交聯(lián)），因而使得這類化合物具有強(qiáng)度高、耐磨、不易溶解等不同于線型結(jié)構(gòu)高分子的性質(zhì)。 橡皮筋是橡膠中（主要成份是聚異戊二烯）加了少量 3％的硫，由于交聯(lián)較少，仍保留

7、有線型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而硬橡皮則是在橡膠中加入了 30％的硫，由于交聯(lián)多，因而具有了典型 的網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)。此外如酚醛樹(shù)脂也是體型結(jié)構(gòu)的高分子化合物。 5．有機(jī)高分子化合物有哪些基本的性質(zhì)呢？ 教師演示，讓學(xué)生觀察并思考，總結(jié)出高分子化合物性質(zhì)。 （ 1）溶解性： 觀察思考：教師演示實(shí)驗(yàn)〔 8－1， 8－ 2〕 學(xué)生觀察得出：有些高分子化合物有一定的溶解性。 教師提問(wèn)：①高分子及小分子在溶解過(guò)程中有什么不同？ 要求答出： 高分子：溶劑滲入 -脹大 -分離 -溶膠，溶解速度慢。 小分子：溶劑滲入 -水合

8、-分離 -溶液，溶解速度快。 ②線型高分子與體型高分子在溶解性上有什么不同？ 要求答出： 3 線型高分子能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，并形成溶膠，而體型高分子則一般難于溶解，只能脹大（為什么？這是因?yàn)楦叻肿又g除分子間力外還有交聯(lián)而形成的許多化學(xué)鍵）。 （ 2）熱塑性和熱固性。 觀察思考：教師演示實(shí)驗(yàn)〔 8－3〕（或者讓同學(xué)回憶塑料口袋封口操作的過(guò)程） ①在封口操作中的現(xiàn)象有哪些？說(shuō)明了高分子的什么性能？ 要求答出：封口時(shí)受熱熔化，冷卻又凝固，說(shuō)明線型高分子材料具有熱塑性。 ②橡皮、電木等體型結(jié)構(gòu)的高分子受熱

9、不會(huì)熔化又是為什么？ 要求答出： 體型結(jié)構(gòu)的高分子在鏈之間有許多化學(xué)鍵互相交聯(lián)， 限制了高分子鏈的移動(dòng)。 若溫度升高，化學(xué)鍵斷裂，高分子即破裂，所以體型結(jié)構(gòu)的高分子材料具有熱固性。 （ 3）電絕緣性？ 教師提問(wèn)：生活中常見(jiàn)的物質(zhì)中哪些有電絕緣性？塑料等高分子材料有沒(méi)有電絕緣性？ 要求答出：鏈里原子間以共價(jià)鍵結(jié)合無(wú)自由移動(dòng)的電子存在。絕大部分有機(jī)高分子材料都具有電絕緣性。 課堂小結(jié)： 〔作業(yè)〕 1．課外調(diào)查： ①日常生活中所接觸到的

10、高分子化合物有哪些？ ②舉出在日常生活中你所遇到的高分子材料所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)良性能和缺點(diǎn)（如輕便、防 水、易燃等等） 4 2．家庭實(shí)驗(yàn)：自找一份聚乙烯、聚氯乙烯材料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)。 課堂練習(xí) 1．生物學(xué)家預(yù)言， 21 世紀(jì)是木材化工產(chǎn)品的世紀(jì)，利用木材得到纖維素，用纖維素不 能得到的物質(zhì)是（ ） （ A ）蛋白質(zhì) （ B）玻璃紙 （ C）苯酚 （ D）葡萄糖 2．合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 的高聚物，其單體應(yīng)是（ ） ①苯乙烯 ②丁烯 ③丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯 （ A ）①② （

11、B）④⑤ （ C）③⑤ （ D ）①③ 3．橡膠屬于重要的工業(yè)原料。它是一種有機(jī)高分子化合物，具有良好的彈性，但強(qiáng)度較差。為了增加某些橡膠制品的強(qiáng)度，加工時(shí)往往需要進(jìn)行硫化處理。即將橡膠原料與硫磺在一定條件下反應(yīng)；橡膠制品硫化程度越高，強(qiáng)度越大，彈性越差。下列橡膠制品中，加工 時(shí)硫化程度較高的是（ ）。 （ A ）橡皮筋 （ B）汽車外胎 （ C）普通氣球 （D ）醫(yī)用乳膠手套 4．某種 ABS 工程樹(shù)脂， 由丙烯腈 （ CH2＝ CHCN ，符號(hào) A ）、1，3－丁二烯 （ CH 2＝ CHCH ＝ CH 2，符號(hào) B）和苯乙烯（ ，符號(hào) S）

12、按一定配比共聚而得。 （ 1） A 、 B 和 S 三種單體，碳?xì)浔龋? C:H ）值最小的單體是 _____。 （ 2）經(jīng)元素分析可知該 ABS 樣品的組成為 CaHbNc（ a、b、 c 為正整數(shù)），則原料中 A 和 B 的物質(zhì)的量之比是 _____（用 a、 b、c 表示）。 5．某高分子化合物的結(jié)構(gòu)如下圖所示。它是由三種單體在一定條件下經(jīng)縮聚反應(yīng)而成， 則這三種單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別是 _________________、 ______________ 、______________。 解析 題中已明確提示，該高

13、分子化合物是有三種單體以上縮聚而成的。聯(lián)系中學(xué)化學(xué) 課本中學(xué)過(guò)的酚醛縮聚成酚醛樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行分析。單體可以是苯酚、甲醛、苯胺。 課堂練習(xí)答案 1AC 。 5 2．觀察高聚物的的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，是一種乙烯型和丁二烯型單體共聚而成的。有了這個(gè)思 路，可比較容易地發(fā)現(xiàn)單體是苯乙烯和 1,3-丁二烯。答案為 D。 3．根據(jù)題示信息，橡膠制品的硫化程度越高，強(qiáng)度越大。橡皮筋、汽車外胎、普通氣 球和醫(yī)用乳膠手套是大家常見(jiàn)的橡膠制品，稍有生活常用的人都知道這四種橡膠制品中汽車 外胎的強(qiáng)度最大，所以用來(lái)制造汽車外胎的橡膠的硫化程度最高。答案選 B

14、。 4．（ 1）比較三種單體的分子組成，可發(fā)現(xiàn)丙烯腈中碳?xì)浔葹? 1:1、 1,3-丁二烯中碳?xì)浔? 為 2:3、苯乙烯中碳?xì)浔葹? 1:1，所以三種單體中碳?xì)浔茸钚∈? 1,3-丁二烯。 （ 2）根據(jù) ABS 組成中的氮原子數(shù)可確定單體 A 的個(gè)數(shù)，再根據(jù)三種單體分子中碳?xì)浔? 的關(guān)系（ A 、 C 中碳?xì)浔榷际? 1:1， B 中碳?xì)浔仁? 2:3）可確定單體 B 的個(gè)數(shù)。最后得到答案 為 c: b a 。 3 5． C6H 5— OH 、C6H 5—NH 2、 HCHO 。 6