第一节 合成高分子的基本方法教学设计高中化学人教版2019选择性必修3 有机化学基础-人教版2019

第一节合成高分子的基本方法教学设计高中化学人教版2019选择性必修3有机化学基础-人教版2019课题Xx课型XxXx修改日期2025年教具XxXx设计意图一、设计意图基于学生已有有机反应基础，通过生活实例引入合成高分子，激发探究欲；对比加聚与缩聚反应原理，分析单体与高分子结构关系，突破重难点；结合模拟实验与实际应用，培养科学探究与社会责任意识，构建合成高分子的知识体系，提升解决实际问题的能力。核心素养目标二、核心素养目标通过分析加聚与缩聚反应的微观过程，培养宏观辨识与微观探析能力；构建单体与高分子结构的转化模型，发展证据推理与模型认知素养；设计模拟聚合实验，提升科学探究与创新意识；结合高分子材料在生活、科技中的应用，体会化学对社会发展的价值，增强科学态度与社会责任。教学难点与重点1.教学重点

①加聚反应与缩聚反应的原理、条件及特点，理解单体与高分子结构的关系；

②常见合成高分子材料（如聚乙烯、酚醛树脂）的合成方法及应用实例。

2.教学难点

①区分加聚反应与缩聚反应的条件、产物结构及副产物生成；

②判断单体结构特点（如双键、官能团类型）对聚合反应类型的影响；

③高分子链节与单体的相互推断，尤其缩聚反应中链节与单体的差异（如酚醛树脂）。教学资源软硬件资源：烧杯、温度计、铁架台、酒精灯、高分子结构模型、球棍模型套装；课程平台：学校教学平台、化学资源库；信息化资源：PPT课件（反应机理图示）、聚合反应模拟动画、高分子材料应用视频；教学手段：实验演示、小组讨论、类比法（有机反应与聚合反应关联）。教学过程：1.导入（约5分钟）：

激发兴趣：展示塑料袋、尼龙绳等高分子材料实物，提问“这些材料如何由小分子合成？”引发思考。

回顾旧知：复习烯烃加成反应、醇酚的羟基、羧酸的羧基等官能团性质，铺垫聚合反应基础。

2.新课呈现（约25分钟）：

讲解新知：

①加聚反应：以聚乙烯为例，分析乙烯单体通过加成聚合形成高分子链，强调“无小分子生成”“链节与单体相同”。

②缩聚反应：以酚醛树脂为例，讲解苯酚与甲醛缩合反应，对比生成水分子、链节与单体结构差异。

举例说明：

①加聚实例：聚氯乙烯（CH₂=CHCl→[CH₂-CHCl]ₙ）、聚丙烯腈；

②缩聚实例：对苯二甲酸与乙二醇合成涤纶（PET）。

互动探究：

①分组讨论：对比加聚与缩聚反应的条件（催化剂、温度）、产物（是否含副产物）、单体结构（含双键/官能团）；

②模型操作：使用球棍模型模拟乙烯聚合过程，观察键形成与断裂；

③问题引导：“聚乳酸（PLA）属于哪种聚合类型？其单体是什么？”深化理解。

3.巩固练习（约15分钟）：

学生活动：

①书写反应方程式：乙烯→聚乙烯、己二酸与己二胺→尼龙-66；

②判断反应类型：给出氯乙烯、苯酚-甲醛、丙烯酸等物质，小组合作分类；

③实际应用分析：解释“为什么聚乙烯保鲜膜加热后易变形？”（链结构特点）。

教师指导：

①巡视纠错：规范缩聚反应方程式中的“n”和“n-1”小分子标注；

②点拨难点：强调缩聚中官能团位置对链节结构的影响（如酚醛树脂的线型/体型）；

③拓展延伸：提问“如何设计合成可降解塑料？”培养创新思维。教学资源拓展：1.拓展资源：

（1）聚合反应类型深化：除课本介绍的加聚、缩聚外，拓展开环聚合（如环氧乙烷开环聚合成聚乙二醇，与课本聚乙烯醇对比）、共聚反应（如丁苯橡胶的苯乙烯-丁二烯共聚，体现单体比例对性能的影响），帮助学生建立完整聚合反应体系。

（2）常见高分子材料拓展：聚酯（PET）的合成（对苯二甲酸与乙二醇缩聚，与课本涤纶实例关联）、聚酰胺（尼龙-6与尼龙-66的单体差异对比）、有机硅高分子（如硅橡胶的链节结构，突出Si-O键稳定性），结合课本酚醛树脂，理解不同官能团对材料性能的影响。

（3）聚合反应工业应用：聚乙烯的高压法（自由基聚合，课本聚乙烯合成）、低压法（Ziegler-Natta催化剂，体现催化剂对聚合类型的影响）、酚醛树脂的模压成型工艺（课本实验应用的延伸），了解实验室与工业生产的差异。

（4）高分子结构与性能：线型结构（聚乙烯热塑性）与体型结构（酚醛树脂热固性）的对比，结合课本“高分子材料的应用”，解释塑料、橡胶、纤维的性能差异；支化结构（低密度聚乙烯）与线性结构（高密度聚乙烯）的密度差异，深化结构决定性质的认识。

（5）绿色高分子材料：生物降解塑料（聚乳酸PLA的玉米发酵单体合成，与课本“可降解塑料”关联）、二氧化碳共聚物（CO₂与环氧化物开环聚合，体现碳资源化利用），结合课本“环境保护”，理解合成高分子的可持续发展方向。

2.拓展建议：

（1）实践调查：收集家庭中的高分子材料包装（如塑料瓶、保鲜膜），观察回收标志（如PET“1”、PE“4”），查阅资料分析其单体、聚合类型及性能，结合课本“合成高分子材料”章节，撰写“生活中的高分子材料”小报告。

（2）模型搭建：使用球棍模型模拟乙烯加聚形成聚乙烯的过程（课本“加聚反应”），对比苯酚与甲醛缩聚形成酚醛树脂的链节结构（课本“缩聚反应”），直观理解单体与链节的化学键变化，绘制聚合过程示意图。

（3）资料查阅：通过学校图书馆或化学期刊，查阅“尼龙的发明历史”（课本“合成高分子的发展”），了解Carothers如何通过缩聚反应实现第一个合成纤维的工业化，分析其科学思维方法；或查阅“医用高分子材料”（如聚乳酸手术缝合线），结合课本“高分子材料的应用”，探讨生物相容性与降解性的设计原理。

（4）问题探究：设计对比实验，探究不同引发剂（如过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈）对苯乙烯聚合速率的影响（课本“加聚反应的条件”），或对比不同催化剂（如对甲苯磺酸与氯化亚锡）对酚醛树脂合成速率的影响，记录实验现象，分析反应条件对聚合反应的影响规律。

（5）阅读科普：阅读《高分子化学导论》中“功能高分子”章节（如离子交换树脂、导电高分子），结合课本“合成高分子的基本方法”，思考如何通过聚合反应引入特定官能团赋予材料特殊功能；或关注“可降解塑料研究进展”新闻报道，分析当前聚乳酸、聚己内酯等材料的产业化瓶颈，提出改进建议。

（6）前沿追踪：查阅“超分子聚合物”相关文献（如主链含氢键的超分子凝胶），结合课本“高分子链的结构”，理解非共价键作用在自组装中的应用；或关注“3D打印高分子材料”（如光固化树脂），思考如何通过分子设计调控树脂的固化速率与力学性能，拓展对高分子材料应用场景的认识。Xx典型例题讲解：七、典型例题讲解

例题1:写出乙烯发生加聚反应生成聚乙烯的化学方程式。

答案：nCH₂=CH₂→[CH₂-CH₂]ₙ

例题2:苯酚与甲醛在酸催化下缩聚生成酚醛树脂，写出该反应的化学方程式。

答案：nC₆H₅OH+nHCHO→[C₆H₄-CH₂-O]ₙ+nH₂O

例题3:给定高分子链节为[-NH-CH₂(CH₂)₄-CO-]ₙ，推断其单体。

答案：单体为H₂N-CH₂(CH₂)₄-COOH（己二胺与己二酸缩聚）

例题4:判断反应：nCH₂=CHCl→[CH₂-CHCl]ₙ属于加聚还是缩聚反应。

答案：加聚反应，因无小分子生成，单体含双键。

例题5:解释聚乙烯保鲜膜加热易变形的原因。

答案：聚乙烯为线型结构，链间作用力弱，受热易熔化变形。Xx内容逻辑关系：①聚合反应类型：重点知识点“加聚反应”与“缩聚反应”的定义及区别；关键词“加成聚合”“缩合聚合”“无小分子生成”“有小分子生成”；词句“加聚反应是通过单体加成生成高分子”“缩聚反应是单体缩合生成高分子并脱去小分子（如H₂O）”。

②单体与高分子结构关系：重点知识点“链节”“重复单元”“单体推断”；关键词“链节与单体相同”“链节比