高分子化合物的合成教学设计案例

第三单元

化学与材料的发展 课题3 高分子化合物与材料

第1课时（人教版选修2） 本节内容位于人教版选修2《化学与技术》第三单元课题三，新课标中对化学与技术模块的目标要求是“了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用，在更加广阔的视野下，认识化学科教学内容分学与技术进步和社会发展的关系，培养社会责任感和创新精神。”对《高分子化合物与材料》这一课题的内容标准是能“举例说明高分子合成材料、复合材料等的特点，了解有关的生产原理。”本课内容与初中第十二单元课题三有机合成材料，高中必修2中有机化合物、资源综合利用等章节相联系。初中和必修阶段内容偏重对高分子化合物及其应用价值的简要介绍，选修2化学与技术模块则更侧重于对高分析

子材料的合成和加工改造的介绍。本课时内容围绕合成高分子化合物的两种基本方法——加聚反应和缩聚反应展开，教学重难点在于让学生掌握加聚和缩聚的原理和它们异同点的比较。

已有知识：通过初中和必修阶段的学习，学生对有机高分子化合物已经有了初步的认识，能够区分有机高分子和有机小分子，已经学习了乙烯的加成反应、乙酸与乙醇的酯化反应

学情分析

障碍点：由于对加成、酯化这两类有机反应如何断键成键认识有偏差，不能较好地将已有知识储备如乙烯的加成反应、乙醇与乙酸的酯化反应进行迁移。高分子化合物的结构比较抽象，需要学生有一定的空间想象力

发展点：帮助学生理清偏差概念，掌握加聚反应和缩聚反应的基本原理和概念。 知识与技能：

1.了解合成高分子化合物的两种基本方法和原理——加聚反应和缩聚反应；

2. 认识单体、链节、聚合度等基本概念，学会书写常见加聚和缩聚反应方程式

教学目标

3. 能够比较加聚产物和缩聚产物的异同 过程与方法：

通过课前实践活动、课堂探究活动等培养学生进行合作学习的能力，体会运用已有知识储备解决问题的思维过程

情感态度与价值观：

让学生养成善于观察、勤于思考、乐于合作的学习习惯，感受从宏观到微观、现象到本质的科学思维路径，体会化学与生活的紧密联系，赞赏化学对促进人类社会发展的重大贡献，树立节约资源、合理利用资源的意识

教学方法

教学过程的设计

教学环节

环节一：引入

【课前实践】利用周末逛一逛超市，逛超市，作调研，归纳总结，学生部分海报展仔细观察超市里各种各样的塑料制品（饮料瓶、矿泉水瓶、酸奶瓶、水杯、保鲜膜、保鲜袋、垃圾袋、盆、桶、拖鞋、食品包装盒、方便面包装盒、收纳箱等等）是由什么材质制成的？以小组为单位汇总结果，制作海报，课堂展示，课后评比

【过渡】伍德沃德曾说“在上帝创造的自然界旁边，化学家又创造了另一个世界”今天，我们也来当一回化学家，探索高分子化合物的合成方法

环节二：加聚反应基本概【设问】

乙烯可以发生加成反应，那么乙烯如何断键、成键得到聚乙烯？能否书写化学方程式

【动画演示】动画播放乙烯变成聚乙烯的微观模型过程

【定义】

1.加聚反应：小分子通过加成形成高简称加聚反应

2.单体、链节、聚合度

聆听、思考、笔记

分子化合物的反应叫加成聚合反应，

nCH2=CH2

模型构建、小组讨论、实验探究等

教师活动

学生活动

情景素材

设计意图

设置课前实践活动，培养学生的合作、审美、动手实践能力，熟悉的真实情景让学小组合作制作海报

课堂展示

示

生体会化学与生活的紧密联系，赞赏化学对促进人类社会发展的重大贡献，激发学生强烈的求知探索欲

思考、迁移

回答：碳碳双键打开

方程式：

相关动画视频

由学生最熟悉的烯烃乙烯来引入加聚反应，使学生思维上更易发生迁移并接收新概念，动画演示将抽象的过程具象化，微观过程可视化，帮助学生

念

（强调n是平均值，聚合物是混合物）

找到聚乙烯的单体、链节、【设问】

1.加聚产物的单体和链节化学组成上是否相同？

2.加聚产物的平均相对分子质量与链节的相对质量的关系

【课堂练习】写出下列物质发生加聚反应的方程式

书写方程式

【归纳总结】乙烯型有机物加聚产物书写：双键打开、两端伸手、其余一律挂支链

2.

聚合度并填写导学案

思考、回答：

1.相同

理解该过程如何断键成键并形成长链，落实宏观辨识与微观探析的学科核心素养

环节三：联系生活，实验探【过渡】学以致用，学习了化学就要能够应用化学解释生活中的现象。比如周末出去吃大餐，点多了吃不完要打包，可以用聚氯乙烯塑料袋吗？为什么？如何设计实验证明假设？

【实验演示】将少量薄膜碎片放在一支试管中，塞上带有尖嘴导管的橡皮塞，将试管在酒精灯上加热，观察现象；当继续加热到超过150℃时，样品会焦化、分解，在导管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸，观察试纸颜色的

回答：不能

思考、分析、假设：

聚氯乙烯塑料受热易分解，分解成氯气或是氯化氢

思考

观察现象：薄膜熔化，试管中产生白雾；蓝色石蕊试纸变红；蘸有浓氨水的玻璃棒接近导管口时产生白烟

得出结论：聚氯乙烯受热极易分解，产生氯化氢气体，所以不能用于食物打包

相关实验用品：

自文件袋）、浓氨水、石蕊试纸、酒精灯、玻璃棒、铁架台、镊子

用化学知识来象，学以致用，提高学生学习化学的积极性，培养学生的科学探究意识

聚氯乙烯塑料（来解释生活现究

变化；用蘸有浓氨水的玻璃棒接近导管口，观察现象（用希沃授课助手将实验现象投影到屏幕上）

环节四：缩聚反应基本概【过渡】刚刚谈了吃，现在来讲讲穿，聆听

生活中最常见的纺织面料是涤纶（的确良），其化学本质是一种聚酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，原料是对苯二甲酸和乙二醇，它们是如何合成这种聚酯的呢？

【设问】回顾乙酸与乙醇的酯化反应，该反应如何断键成键？

【任务1】分子接龙

利用乙二酸和乙二醇的球棍模型进行分子接龙搭建聚乙二酸乙二醇酯

成链状酯，如何断键、成键？

②如果要形成较长的链状酯呢？

③请将以上两个过程分别用方程式表达出来。

（六人一组，一组分配一对乙二酸和乙二醇的球棍模型）

【引导】如何断键成键？为什么可以形成长链？用了几对乙二酸和乙二醇形成了几个酯基同时脱去了几个水分子？ 【讲解】n对乙二酸和乙二醇形成聚酯的过程，以及方程式的书写技巧

【定义】缩聚反应:单体间相互缩合而成高分子化合物,同时还生成小分子(如水、氨等分子）的反应叫缩合聚合反应，简称缩聚反应

【任务2】找出聚乙二酸乙二醇酯的子团

【任务3】聚对苯二甲酸乙二醇酯

思考，回答：酸脱羟基醇脱氢

小组内搭成一元链状酯，组间再分别将一元酯连接起来形成较长的链状酯

聆听、思考、笔记

找出聚乙二酸乙二醇酯的单子和原子团，并填写导学案

思考、书写方程式

衣服面料标签

生活情境引入，从“吃”到“穿”，环节之间衔接自然

通过回顾乙酸乙二醇球棍模型

和乙醇的酯化来落实

“酸脱羟基醇脱氢”才能形成酯，

为下一步环节念

①将1分子乙二酸与1分子乙二醇形

乙二酸球棍模型

做铺垫。

让学生在亲自动手搭建球棍模型的过程中

主动思考和体会乙二醇和乙二酸是如何形成较长链状酯的，化抽象为具体，理解更加深刻，再次将宏微结合的学科核心素养落地；该环节充分体现教师为主导、学生为主体的课堂理念，增强学生的课堂参与感和成就感，激发学生学习兴趣；同时搭建的过程中不单体、链节、聚合度、端基原子和原体、链节、聚合度、端基原是由对苯二甲酸和乙二醇缩聚

制得，请写出反应方程式

【举一反三】

思考、书写方程式

仅需要组内合作，还需要组间互助，这有利于培养学生寻求合作的意识和解决问题的能力。

聚乳酸是由乳酸

缩聚制得，请你写出该反应方程式

【归纳总结】由一种单体进行缩聚反应，生成（n-1）个小分子；由两种单体进行缩聚反应，生成 （2n-1）个小分子

环节五：课堂小结

课后巩固

【小组讨论】对比加聚反应与缩聚反应的异同，填写表格

小组交流、讨论，填写表格

对比加聚反应和缩聚反应的异同，总结提升

1.由有机物形成聚合物时可以发生加聚反应，也可以发生缩聚反应，试写出相

应反应的化学方程式

加聚反应：

缩聚反应：

2.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是（ ）

A.二者都能使溴水褪色，性质相似 B.二者互为同系物

C.二者最简式相同，所以等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧耗氧量相同 D.二者分子组成相同

3.我们已经知道氨基（—NH2）和羧基能发生类似于羟基和羧基之间的反应，请你尝试写出己二胺[H2N(CH2)4NH2]与己二酸[HOOC

(CH2)4COOH]发生缩聚反应的方程式

教学反思

运用了课前实践、动画演示、实验探究、搭建模型等多种教学方法和手段；以真实的生活情境进行课题引入和环节之间的衔接，体现化学与生活的紧密联系，让学生在更加广阔的视野下认识化学科学与技术进步和社会发展的关系；充分体现教师为主导、学生为主体的课堂理念。