1、第五章 合成高分子 教材分析 教学建议大分子、高分子和聚合物“高分子”一词所指称的这一类分子, 一方 面强调了其相对分子质量的“高”, 另一方面, 从结构上 看还应包含多重重复之意。 IUPAC在 1994 年对“高分子”的推 荐定义中, 是包含了这一层意思的。其定义是:“高相 对分子质量的分子, 其结构主要是由低相对分子质量 的分子按实际上或概念上衍生的单元多重重复组成“大分子”是指由大量原子组成 的、尺寸很大的分子 。可见, “大分子”一词, 对分子结 构没有什么特指, 仅仅强调分子尺寸的“ 大”而已。国际纯粹与应用化学 联合会（IUPAC ）将“ 大分子”和“高分子” 二者作为同 义词来
2、对待， “高分子” 的“高”着眼的是其相对分子质量的“高” ;而“大分子” 的“大”, 着眼的是其分子尺寸的“大” 。这两个不同角 度, 描述的却是同一个事实。“聚合物” 可以定义为 :“众多的 人工合成的 、具有高的相对分子质量的分子的聚集 体” 。它是一个宏观层面上的概念, 指的是由许多高分 子所组成的一类物质 。而“高分子”则是一个微观层面 上的概念, 它是指一个或一种分子 。总结：“高分子” “大分子”和“聚合物”, 各 有不同的本初内涵, 是分别用来表述不同概念的。 “高分子”与“大分子”二者可以作为同义词对 待。 “聚合物”一词所表述的概念与前两者不在同 一层面上,。 “高分子”这
3、一术语, 不再是一个简单的 、普通 的词汇, 它已经成为高分子学科中文学术语言系统中 一个具有“中心”地位的词, 一个“明星词” 。结构决定性质是学科的核心观念也是有机化合物主题要持续发展和培养学生的核心素养模块3有机化学基础 本课程模块设置了有机化合物的组成与结构、烃及其衍生物的性质与应用、生物大分子及合成高分子3个主题。通过本课程模块的学习，引导学生建立“组成、结构决定性质”的基本观念，形成基于官能团、化学键与反应类型认识有机化合物的一般思路，了解测定有机化合物结构、探究性质、设计合成路线的相关知识，发展化学学科核心素养。一、课标要求一、课标要求本章主要的学科核心素养以及学业要求重点发展核
4、心素养重点发展核心素养学业要求学业要求变化观念与平衡思想能根据问题解决的需要，设计功能高分子合成的方案；能基于结构决定性质 性质决定应用的认识思路，对方案进行评价和优化。1.能对单体和高分子进行相互推断，写出典型的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。能综合应用有关知识分析和设计高分子的合成路线。2.能举例说明塑料、合成纤维、合成橡胶的组成和结构特点。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评价和决策。科学探究与创新意识通过探究活动体验功能导向的高分子材料设计过程，形成分析高分子结构与性能关系的认识视角，并能自
5、主得出制备功能高分子材料的基本思路（高分子材料的功能化修饰和功能性小分子的高分子化)科学态度与社会责任能运用化学原理和方法对解决生产和生活中的热点问题提出创造性的建议，能对化学技术推广和使用进行分析和风险评估；能依据社会责任分析某些化学产品在生产和应用中存在的化学问题，提出处理或解决化学问题的方案。按按类别类别学习有学习有机物机物学习研学习研究有机究有机物物方法方法全面全面认认识有机识有机反应反应系统研究有机化合物的组成与结构，学习各类有机物的性质系统研究有机化合物的组成与结构，学习各类有机物的性质和应用，认识有机物在人类生活和经济发展中的重要意义。和应用，认识有机物在人类生活和经济发展中的重
6、要意义。必修必修课程课程选择性必选择性必修课程修课程学习个别重要的有机化合物，初步体会有机化学对于人类学习个别重要的有机化合物，初步体会有机化学对于人类文明、社会发展和个人生活质量提高的重要作用。文明、社会发展和个人生活质量提高的重要作用。深入、系统学习有机物深入、系统学习有机物二、有机化学知识在高中化学中的地位二、有机化学知识在高中化学中的地位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从结构的角度初步理解材料的性质初步认识高分子材料三、本章内容地位三、本章内容地位初中和必修阶段必修教材在介绍乙烯聚合，引入了高分子的结构结合前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，教材在
7、上一章介绍天然存在的生物大分子之后，在本章进一步引人人工合成的高分子，是对有是对有机化学知识的复习总结与综合运机化学知识的复习总结与综合运用，是有机模块的收官之作用，是有机模块的收官之作四、本章的内容结构四、本章的内容结构新老教材对比新老教材对比并列关系并列关系更合理更合理不是并不是并列关系列关系通用高分子材料增加聚酰胺纤维 功能高分子材料增加高分子分离膜 增加研究与实践 海水淡化1.1. 与有机合成进行整合。与有机合成进行整合。五、教学建议五、教学建议鲁科版鲁科版教材进教材进行整合行整合 2013北京北京可降解聚合物可降解聚合物P的合成路线如下：的合成路线如下：NNOOCH2CH2OOHCC
8、lOn可降解聚合物可降解聚合物P的结构考查作为本的结构考查作为本题区分度高的一问，在题区分度高的一问，在09、10、11、14均在有机合成中考查高分子均在有机合成中考查高分子C7H8C6H10O220162016北京北京合成思路：先合成主链，再修饰侧链考查了加聚反应 P的结构是合成路线分析中的重要信息2.2. 突出高分子结构的认识以及落实。突出高分子结构的认识以及落实。五、教学建议五、教学建议聚丁二烯橡胶、人造橡胶丁苯橡胶（1）基于化学键的变化认识加聚反应中单体和高分子的关系（聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃的主要成分）聚乙烯醇缩甲醛维尼纶酚醛树脂电木糠醛树脂似电木(2)基于官能团的变化认识缩聚反应中
9、高分子与单体的关系A、羟醇羧酸缩合型酯化型B、羧氨缩合型酰胺键、肽键C、羟醇、酚醛缩合型D、氨醛缩合 脲醛塑料电玉E、二元胺与二元羧酸、二元酯和二元酰氯、 二元醇（酚）和二元酰氯等之间的缩合(聚酰胺化反应)课例课例1 1环节一环节二环节三认识加聚反应认识缩聚反应和缩合物应用：聚合物推导单体通过探究二元酸和二元醇合成聚酯类高分子原理，认识缩聚反应及微观本质；围绕乳酸自身缩聚、合成酰胺类高分子开展讨论，归纳缩聚反应类型；正确书写方程式，形成思路和方法。在原有认知的基础上，以合成聚氯乙烯为例，学习单体、链节、聚合度和平均相对分子量等概念；讨论合成几种典型加聚物，进一步认识反应本质，形成分析方法和思路
10、。在对比加聚反应和缩聚反应基础上，由聚合物推导单体，突出结构分析，形成分析思路和方法。 考查了缩聚反应以及高分子的结构特点、单体与高分子的结构关系2015北京：合成导电高分子材料PPV的反应：下列说法正确的是（ ）A合成PPV的反应为加聚反应BPPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元和苯乙烯互为同系物D通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量，可得其聚合度C考查了加聚反应，高分子的组成以及结构特点2017北京：五、教学建议五、教学建议3.3.巩固和完善巩固和完善结构决定性质结构决定性质 性质决定应用性质决定应用的认识思路的认识思路。商品 结构性能优点缺点 涤 纶锦纶 66 棉 花强度大耐磨耐磨性差
11、吸湿性好吸湿性差吸湿性差强度大耐磨混纺使性能互补 nC6H7O2(OH)3应用应用性能性能结构结构工艺工艺 塑料 合成纤维碳骨架、官能团、空间结构原料、酸碱性、压强、温度、催化剂等热塑性、热固性、弹性 小 结选择决定选择决定选择决定课例课例2:结构决定性质结构决定性质 性质决定应用的认识思路性质决定应用的认识思路交联的实例和方法（线性变网状）：二硫键体验线型和网状结构高分子材料的合成，基于结构的变化认识高体验线型和网状结构高分子材料的合成，基于结构的变化认识高分子性能分子性能部分网状结构部分线型结构热固性结构不同结构不同 性能不同性能不同考察了缩聚反应 交联聚合物P的结构特点以及性能交联聚合物
12、P的结构片段如图所示。下列说法不正确的是（图中 表示链延长）A聚合物P中有酯基，能水解B聚合物P的合成反应为缩聚反应C聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得D邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构下列关于该高分子的说法正确的是A完全水解产物的单个分子中，苯环上的氢原子具有不同的化学环境B完全水解产物的单个分子中，含有官能团COOH或NH2C氢键对该高分子的性能没有影响D结构简式为：2018北京一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图考察了缩聚反应以及高分子芳纶纤维的结构特点五、教学建议五、教学建议4.4. 体验功能导向的高分子合成的实际应用价
13、值，培养学科核心素养体验功能导向的高分子合成的实际应用价值，培养学科核心素养五、教学建议五、教学建议4.4. 体验功能导向的高分子合成的实际应用价值，培养学科核心素养体验功能导向的高分子合成的实际应用价值，培养学科核心素养以淀粉、纤维素为主要原料，设计合成高吸水性树脂。淀粉（纤维素）丙烯酸钠接枝共聚物网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂方法一：线型网状请写出合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂反应方程式：CH2CHCOONan一定条件方法二：丙烯酸钠交联剂网状聚丙烯酸钠高吸水性树脂CH2COONaCHn天然材料结构确定结构仿制合成材料仪器、化学分析小分子原料、催化剂等结构优化课例3：高分子合成的实际应用价值性能应用结构改进“设计”合成结构
