人教版（2019）高中化学选择性必修三第5章《合成高分子》单元解读课件

这是一份人教版（2019）高中化学选择性必修三第5章《合成高分子》单元解读课件，共26页。

单元解读第五章课标要求、教材解读【课标解读】 1.了解聚合反应、聚合物的组成与结构特点，认识聚合物的单体和单体单元（链接）及其与聚合物结构的关系。能对聚合物（高分子）和单体进行相互推断，能综合应用有关知识分析聚合物（高分子）的合成路线，能写出典型的聚合反应的化学方程式。 2.能举例说明塑料、合成纤维、合成橡胶的组成合结构特点。能列举重要的合成高分子，说明它们在材料领域中的应用。 3.能参与材料的选择与使用、环境保护等社会性议题的讨论，并作出有科学依据的判断。课标要求【核心素养】宏观辨识与微观探析:通过微观上分析聚合反应过程中化学键的断裂与结合及三大合成高分子材料的性质和用途，从宏观上了解聚合物的组成与结构特点，认识单体和单体单元(链节)及其与聚合物结构的关系。证据推理与模型认知:通过探究合成高分子的基本方法—加聚合缩聚反应的原理及特点，构建聚合反应方程式的书写、聚合物与单体的推断认知模型。科学态度与社会责任：通过认识人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础，树立学好化学为社会服务的责任意识。【单元解读】 本单元是人教版2020版选择性必修3第五章《合成高分子》的内容。人类使用的材料按其化学属性主要分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。在初中和必修阶段已经初步认识了高分子材料。初中教材介绍了高分子的一般概念，描述了高分子材料在生产和生活中的应用。必修教材在介绍乙烯聚合(加聚)反应的基础上，引人了高分子的结构，引导学生从结构的角度初步理解材料的性质。本单元在此基础上，结合前4章有机化合物的结构和性质、有机反应和有机合成的知识，较为全面系统地介绍合成高分子的基本方法和各类高分子材料。教材在上一章介绍天然存在的生物大分子之后，在本章进一步引入人工合成教材解读【单元解读】的高分子，充分体现有机化学在利用自然资源、创造美好生活方面标的重大贡献，突出化学的应用价值，培养学生的社会责任。同时，教材还以高分子为载体，要求学生通过有机化学的知识方法和视角来分析和预测材料的性质，改进功能，设计合成路线。这是对有机化学知识的复习总结与综合运用，在提高学生分析和解决实际问题能力的过程中，培育学科核心素养，促进本模块课程目标的最终达成。 第一节首先给出合成高分子的两种基本方法--加聚反应和缩聚反应，为接下来高分子材料的学习奠定基础。教材在已有知识的基础上，通过具体的反应实例【单元解读】让学生认识这两类反应以及加聚物和缩聚物的结构特征。其难点主要在于新引人的缩聚反应和缩聚物。 第二节分类介绍高分子材料的主要类别，并以各类材料中的代表性物质为例，具体描述其合成方法、结构、性质和用途。教材根据材料的发展，增加了聚酰胺纤维、高分子分离膜和“研究与实践”等内容，体现化学的社会价值。本节内容进一步体现和应用了“结构决定性质，性质决定用途”这一化学学科基本观念，为学生建立材料的宏观性质与分子的微观结构之间的联系，构建认识材料、合成材料和改进材料的认知模型提供了真实生动的情境素材。【第一节 合成高分子的基本方法】 本节教材首先介绍合成高分子的加成聚合反应。该反应在烯烃的相关章节中已有所涉及，因此教材在此处不再重复，而是结合聚乙烯引人单体、链节、聚合度、平均相对分子质量等高分子的基本概念。然后介绍缩合聚合反应，教材在第四章介绍多糖、蛋白质和核酸等生物大分子时已经引人了缩合的概念，在知识上进行了铺垫。本节借助酯化反应这样一个学生熟悉且简单的缩合反应，将单官能团的一元酸和一元醇拓展为双官能团的二元酸和二元醇，引入缩合聚合反应和缩聚物的概念。同时，教材针对缩聚物的组成较为复杂的实际情况，结合聚酯合成的实例，专门介绍缩聚物和缩聚反应的化学方程式在书写时的注意事项。其中包含了双官能团有机化合物自身的缩聚，以及两种双官能团有机化合物之间的缩聚。【第二节 高分子材料】 高分子材料在初中和高中必修教材都有介绍，但其内容多为常识性知识。本节位于整个模块的最后，能够让学生综合运用多方面知识，从微观结构的层次来分析和认识高分子材料的组成、合成方法和性质。本节教材的内容分为通用高分子材料和功能高分子材料两部分。通用高分子材料教材以聚乙烯、酚醛树脂、聚酯纤维、聚酰胺纤维和顺丁橡胶为代表物，依次介绍塑料、合成纤维和合成橡胶这三大合成材料。教材对比高压法聚乙烯和低压法聚乙烯的性质，从线型和支链型结构的角度分析分子间作用力对材料性质和用途的影响;对比聚乙烯与酚醛树脂、顺丁橡胶与硫化顺丁橡胶的结构与性质，说明线型结构与网状结构对材料性能和用途的影响。通过这些具体实例，进一步阐释材料结构、性质和用途之间的关系。【第二节 高分子材料】 功能高分子材料的种类繁多，新材料不断涌现。教材首先列举一些常见的功能高分子材料，指出人们基于物质结构与性能之间的关系，可以根据实际需要设计具有特定功能的结构，并进行人工合成。然后，教材以高吸水性树脂和高分子分离膜为例，介绍功能高分子的结构、性能与用途。教材在全书最后设置这部分内容，其主要目的是以实际问题的解决为导向，引导学生综合运用有机化合物结构和有机反应的知识，初步了解材料开发的通用方法:根据用途确定材料的性质，设计具有特定结构的有机分子，然后确定合成路线。教材设置功能材料开发的实际问题-一如何得到性能更好的高吸水性树脂?然后从碳骨架(不溶于水的母体主链)和官能团(有强吸水基团的取代支链)两个角度来分析问题，分别给出对应的解决思路，体现分子结构设计和结构修饰的学科思想。教学目标、教学重难点教学目标教学重难点教学策略、素材处理教学策略 1.教材P140页【实验5-1】本实验的目的是通过甲醛与苯酚形成酚醛树脂的过程，加深学生对缩聚反应的认识。在酸性催化剂作用下，苯酚与甲醛一般缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂。甲醛过量，在碱性催化剂作用下，二者一般缩聚成体型结构的热固性酚醛树脂。 实验(1)中用盐酸作催化剂，反应后试管内物质的下层就是缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂，它能溶于丙酮和乙醇等溶剂中(溶解程度会受反应时间等因素影响)。实验(2)中用浓氮水作催化剂，受反应时间等因素影响，课堂上不易得到固态的体型酚醛树脂。如将课堂实验所得的黏稠产物倒入蒸发皿，在50℃烘干1h，再继续在70~80℃烘干8h，可得到缩合成体型的酚醛树脂固体(不易溶于溶剂)。素材处理 注意事项:清洗试管时，可倒出试管中的液体，加人约1mL福尔马林，再用玻璃棒刮擦，将酚醛树脂成团地拉出来;如试管壁尚有少量高聚物，可用软质纸卷成与管口粗细相仿的纸棒。伸人试管底部，沿试管壁刮擦;本实验需在通风良好的实验室中进行，最好在通风橱中进行，树脂及残液应统一回收处理。 2.教材P147页“探究”，教材设置此探究活动的目的，在于通过对比体验功能高分子材料的优异性能，加深对结构、性质和应用之间关系的理解，扩展认识有机化合物的视角;同时，体验功能导向的高分子材料设计过程。在比较高吸水性树脂与一般吸水材料的性能差异时，应注意控制变量，保证其他条件基本一致。高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状，具有较好的保水能力;一般吸水材料吸水后变形程度小，但保水能力差。 3.教材P141页“思考与讨论”，建议先采用直观的分子卡片模拟不同结构的高分子，让学生亲自体验不同结构对性质的影响，推测该结构对溶解度、热塑性和强度等方面的影响，并进行归纳总结线型结构、支链型结构和网状结构的结构特点和性质特点。根据教材提供的尿素和甲醛两种单体，联系缩聚反应的模型写出有关反应的化学方程式。 4.教材P147页“思考与讨论”，天然橡胶分子内存在碳碳双键，容易发生老化。橡胶硫化后，碳碳双键被打开，形成子新的共价键，线型结构转变为网状结构。具有很好的弹性、较高的硬度和耐磨性，不易变黏，在有机溶剂中不溶解，只发生溶胀。高吸水性树脂交联前一般是水溶性的，不具备吸水性。形成网状结构后，它可利用分子中大量的羧基、羟基等基团与水分子之间产生氢键，吸收水分子，并将水分子束缚在网格中，形成溶胀的凝胶体，保水能力强，在一定压力下也不易失水。课时建议课程结束