基于大概念發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)-《合成高分子單元復(fù)習(xí)》教學(xué)案例

一、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)：

（1）鞏固加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的認(rèn)識(shí)思路:單體

聚合物（2）結(jié)合信息對(duì)高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途與合成進(jìn)行推測(cè)，提升宏觀辨識(shí)與微觀探析相結(jié)合的學(xué)科素養(yǎng)。1.教學(xué)目標(biāo)2.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：鞏固對(duì)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的認(rèn)識(shí)。難點(diǎn)：結(jié)合信息對(duì)高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途與合成進(jìn)行推測(cè)。官能團(tuán)化學(xué)鍵教學(xué)流程明線認(rèn)識(shí)抗疫防護(hù)套裝二、教學(xué)案例暗線主線加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)1.學(xué)科大概念：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途。2.深化功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)認(rèn)知方式。3.從“宏觀、微觀、符號(hào)”三重表征的角度認(rèn)識(shí)合成高分子，利用“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”來(lái)逐步提升學(xué)生的思維能力。貫穿始終。情境問(wèn)題設(shè)計(jì)意圖抗疫防護(hù)套裝各個(gè)組件的功能是什么？體驗(yàn)化學(xué)家從實(shí)際需求出發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程，感受化學(xué)的實(shí)用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。滿足以上需求的材料應(yīng)具備哪些性能？具有以上性能的材料，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？建立用途、性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，凸顯高分子的結(jié)構(gòu)特征。抗疫防護(hù)套裝不同組件使用的材料是什么？進(jìn)一步滲透以功能為導(dǎo)向的材料設(shè)計(jì)思路。如何合成這些材料？鞏固高分子合成的基本方法—加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)；在書寫化學(xué)方程式的過(guò)程中，評(píng)價(jià)教學(xué)效果，強(qiáng)化落實(shí)核心知識(shí)?；谖㈨?xiàng)目的教學(xué)框架二、教學(xué)案例功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)

俗稱“塑料王”，耐熱、寒性優(yōu)良，可在-180～260oC長(zhǎng)期使用。有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，幾乎不溶于所有溶劑。微孔聚四氟乙烯薄膜制成的一次性防護(hù)服，隔濕透氣防護(hù)效果俱佳?！痉雷o(hù)服】聚四氟乙烯（PTFE）教材131頁(yè)【資料卡片】聚四氟乙烯是一種對(duì)稱的線性高分子，高度對(duì)稱的無(wú)支鏈全氟碳分子結(jié)構(gòu)，氟原子作為保護(hù)層將碳鏈緊緊的包圍起來(lái)，而且碳氟鍵的鍵能在單鍵中極高，使聚四氟乙烯具有耐化學(xué)腐蝕性能、極佳的電絕緣性能和介電性能，具有很好的穩(wěn)定性。挖掘課后習(xí)題，選取情景素材?！舅伎?】什么是聚四氟乙烯？它是怎么制備的？CF2=CF2一定條件n[

]CF2CF2n四氟乙烯聚四氟乙烯單體：加聚反應(yīng)鏈節(jié)：（又稱重復(fù)結(jié)構(gòu)單元）聚合度：n含有的鏈節(jié)數(shù)目聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)質(zhì)量×nCF2CF2加聚物：重溫加聚反應(yīng)關(guān)鍵概念，單體及產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為后續(xù)課程做好鋪墊。環(huán)節(jié)一

加聚反應(yīng)聚丙烯（PP）【口罩】利用聚丙烯熔噴布制成的口罩，機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌，具有較高的耐沖擊性，有優(yōu)良的抗吸濕性、抗多種有機(jī)溶劑溶解、抗酸堿腐蝕。嘗試書寫合成聚丙烯的化學(xué)方程式：[CH2

CH2

CH

CH2]nCH3烯烴共聚：兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應(yīng)nCH2=CH2+nCH2=CHCH3

一定條件[CH2

CH2

CH2

CH]nCH3“分別斷鍵，再相連”【回憶】由CH2=CH2和CH2=CHCH3的混合物為單體，發(fā)生加聚反應(yīng)，可能得到的聚合物是什么？環(huán)節(jié)一

加聚反應(yīng)區(qū)別自聚和共聚，提出共聚反應(yīng)的規(guī)律。耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，耐水性良好、氣密性良好，抗靜電性能優(yōu)良，粘接力強(qiáng)。無(wú)過(guò)敏，可降解?！踞t(yī)用橡膠手套】丁腈橡膠（NBR）教材145頁(yè)可以給出單體，練習(xí)共聚方程式的書寫。丁腈橡膠（NBR），單體為丙烯腈（CH2=CHCN)和1，3—丁二烯。寫出聚合過(guò)程的化學(xué)方程式。加聚物單體的判斷：加聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子，按“凡雙鍵，四個(gè)碳；無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳”的規(guī)律畫線斷鍵，然后半鍵閉合、單雙鍵互換。如：CH2=CH2和CH2=CHCNCH2=CHCH3和CH2=CH—CH=CH2的單體為的單體為環(huán)節(jié)一

加聚反應(yīng)的單體為CH2=CH21.2.3.學(xué)以致用，加聚物找單體。材料名稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式性質(zhì)用途單體合成橡膠丁苯橡膠

耐磨、耐熱、耐老化，硫化速度更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用。廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域。遷移運(yùn)用：寫出下列聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH=CH2CH2=CH—CH=CH2聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)有良好的力學(xué)性能，耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。耐油、耐酸堿，耐大多數(shù)溶劑；耐高低溫，氣體和水蒸氣滲透率低，有優(yōu)良的阻氣、水、油及異味性能；透明度高；衛(wèi)生安全性好?！靖綦x面罩】轉(zhuǎn)換思路，區(qū)分加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)?！舅伎?】什么是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)，它是怎么制備的？聚對(duì)苯二甲酸乙二酯COOHCOHOCOOCH2CH2OCO[]nHOHCH2CH2OHHOnn+催化劑+(2n-1)H2O縮聚反應(yīng)引入縮聚反應(yīng)，重溫關(guān)鍵概念，分析單體及產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?？梢岳秒p酚A和光氣（COCl2）合成某種聚碳酸酯。無(wú)色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃，折射率高，加工性能好。以聚碳酸酯為材料制作的鏡片，透明度高，基本上摔不碎。一定條件+HCl【護(hù)目鏡】(2n-1)教材145頁(yè)認(rèn)識(shí)不同的縮聚反應(yīng)，拓寬視野?！净貞洝勘椒优c甲醛在酸催化下，發(fā)生的縮聚反應(yīng)環(huán)節(jié)二

縮聚反應(yīng)對(duì)比不同的縮聚反應(yīng)，確定產(chǎn)物中小分子的數(shù)目。教材147頁(yè)第6題仿瓷餐具質(zhì)輕美觀，不易破碎，其主要成分蜜胺樹脂是由三聚氰胺與甲醛在一定條件下縮聚得到的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。已知:請(qǐng)據(jù)此寫出三聚氰胺與甲醛反應(yīng)得到線型聚合物的化學(xué)方程式，并說(shuō)明線型聚合物如何進(jìn)一步反應(yīng)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的蜜胺樹脂。真實(shí)體會(huì)“功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)”【課堂練習(xí)】縮聚產(chǎn)物的鏈節(jié)中不全為碳，一般有“

、

”等結(jié)構(gòu)，在

或

畫線處斷鍵，碳原子上連—OH，氧原子和氮原子上連—H，即得單體?？s聚物單體的判斷：環(huán)節(jié)二

縮聚反應(yīng)縮聚物單體判斷方法。材料名稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式性質(zhì)用途單體纖維聚酰胺纖維

耐磨性和強(qiáng)度好。降落傘、漁網(wǎng)、輪胎簾子線等。HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2遷移運(yùn)用：寫出下列聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式學(xué)以致用，縮聚物找單體。ABS樹脂是丙烯腈(CH2=CHCN)、1，3—丁二烯和苯乙烯三種單體的共聚物，具有耐熱、耐腐蝕、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可用于呼吸機(jī)。請(qǐng)寫出生成ABS樹脂的聚合反應(yīng)方程式___________。教材147頁(yè)環(huán)節(jié)三

鞏固提升ABS樹脂是丙烯腈(CH2=CHCN)、1，3—丁二烯和苯乙烯三種單體的共聚物，這種由兩種或兩種以上不同單體通過(guò)共聚所生成的共聚物，往往在性能上有取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果。ABS樹脂具有:聚丙烯腈:可增加耐熱、耐油、耐腐蝕性和表面硬度；聚-1，3-丁二烯:提高彈性和沖擊強(qiáng)度；聚苯乙烯:優(yōu)良的電性能和易加工成型性；綜合上述聚合物的性能，ABS樹脂成為綜合性能優(yōu)良的工程材料?！举Y料】真實(shí)體會(huì)“功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)”聚乳酸可以制成免拆傷口縫合線，請(qǐng)書寫在一定條件下由乳酸(CH3CH(OH)COOH)合成聚乳酸的化學(xué)方程式。一定條件教材145頁(yè)緊密聯(lián)系實(shí)際，拓展視野。發(fā)展“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。環(huán)節(jié)三

鞏固提升【對(duì)比】合成高分子的兩種基本方法縮聚反應(yīng)比較項(xiàng)目加聚反應(yīng)單體的官能團(tuán)產(chǎn)物每個(gè)單體至少含有兩個(gè)官能團(tuán)含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等縮聚物、小分子加聚物分類一種單體、多種單體一種單體、多種單體模型認(rèn)知：能對(duì)復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題情境中的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析以建構(gòu)相應(yīng)的模型，能選擇不同模型綜合解釋或解決復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題。秘密武器—高吸水性樹脂（SAP）教材147頁(yè)第5題學(xué)以致用，嘗試合成。對(duì)比不同類別高聚物的合成方法。夯實(shí)基礎(chǔ)，抓落實(shí)。【建議補(bǔ)充練習(xí)】單體聚合物加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)正、逆推導(dǎo)小結(jié)：高分子材料功能高分子材料通用高分子材料性質(zhì)應(yīng)用結(jié)構(gòu)決定預(yù)測(cè)、解釋決定以真實(shí)情境切入，以結(jié)構(gòu)性質(zhì)功能為導(dǎo)向，在實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的解決過(guò)程中不斷遷移學(xué)科知識(shí)、使用模型，有助于實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。三、主要參考文獻(xiàn)[1]普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂).人民教育出版社.[2]普通高中教科書：化學(xué)選擇性必修3—有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ).人民教育出版社.[3]普通高中教科書教師教學(xué)用書：化學(xué)選擇性必修3—有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ).人民教育出版社.[4]普通高中教科書(人教版)教師培訓(xùn)手冊(cè).人民教育出版社.[5]汪曉鵬,徐洪育,李興強(qiáng).塑料王特種工程塑料—氟塑料[J].西部皮革,2021,43(15):18-19.[6]馬喜峰.聚乳酸的改性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].化學(xué)與粘合,2021,43(06):473-476+484.[7]史春亮,陸書來(lái),謝洪濤,胡慧林,王立偉,趙世成.耐熱ABS樹脂的結(jié)構(gòu)與性能分析[J].工程