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2017人教版高中化学选修5第5章第3节《功能高分子材料》word教学设计第三节功能高分子材料教材分析当今国际社会普遍认为，能源、信息和材料是国民经济进展的三大支柱产业。
材料是指人类利用化合物的某些功能来制作物件时所用到的化学物质。
材料对人类社会的进展奉献庞大，它是人类赖以生存和进展的重要物质基础。
没有耐高温、高强度的专门结构材料，就不可能有今天的宇航技术；没有半导体材料，就不可能有目前的运算机技术；没有光导纤维，就可不能显现信息的长距离传输，实现高速、高容量的光通讯；没有有机高分子材料，人类的生活就可不能像今天如此丰富多彩。
材料的发明和开发使用，极大地促进了人类社会的进步，是人类社会文明的重要标志之一。
人类社会的进展历史，也能够讲是一部材料科学和技术的进展史，材料代表着生产力的进展水平，历史上的石器时代、陶器时代、青铜器、铁器时代等，确实是以材料作为标志来命名的。
能够相信，材料科学和材料技术的进展和突破，必将为人类社会进展做出更大的奉献，把人类文明推向更高的层次。
教学策略中可利用上网查询，从历史的角度使学生体会化学材料的进展是化学科学进展的一个缩影，通过对不同时期化学材料进展过程的了解，使学生对化学科学进展的进程有所认识。
教学目标⒈知识目标⑴举出日常生活中接触到的新型高分子材料⑵认识到功能材料对人类社会生产的重要性。
⒉能力目标.⑴培养学生阅读、自学和讨论、归纳总结的能力⑵培养学生动手实验的能力⒊情感、态度和价值观目标培养学生用科学的方法发觉咨询题、认识咨询题的意识。
教学重点难点重点：举出日常生活中接触到的新型有机高分子材料，认识到功能材料对人类社会生活生产的重要性。
难点：扩大学生的知识面，激发学生对高分子材料学习的爱好和投身科学事业的决心。
学情分析教材介绍的新型功能高分子材料的重点是较常见的高吸水性树脂和一些复合材料，教学中可作适当的补充，教师能够收集多方面的素材，介绍用于印刷的感光树脂、液晶高分子、磁性高分子、高分子导体、高分子药物、高吸水性树脂、高分子智能材料等。
利用化学合成方法制备功能性高分子材料高分子材料在现代工业和科学研究中扮演着重要角色。
通过合成方法可以获得各种功能性高分子材料，以满足不同领域的需求。
本文将介绍几种常见的化学合成方法，并探讨它们在制备功能性高分子材料中的应用。
一、聚合反应法聚合反应法是制备高分子材料最常见的方法之一。
其中，自由基聚合反应是应用最广泛的一种。
通过合适的引发剂引发，将单体转化为高分子链，从而制备具有特定结构和性能的高分子材料。
这种方法广泛用于制备塑料、橡胶、涂料等材料。
以聚丙烯制备为例，聚合反应的步骤如下：1. 准备单体：将丙烯单体准备好，确保其纯度和质量。
2. 引发聚合：在适当的温度和压力下，添加引发剂开始聚合反应。
引发剂会生成自由基，引发单体的聚合。
3. 控制聚合过程：通过调控温度、压力和反应时间，控制聚合过程的进程和分子量。
4. 纯化和加工：将得到的高分子材料经过纯化和加工处理，获得所需的功能性高分子材料。
二、交联反应法交联反应法是制备功能性高分子材料中的另一种重要方法。
通过在高分子链上引入交联结构，使材料具有优异的力学性能和热稳定性。
交联反应方法有很多种，包括热交联、辐射交联和化学交联等。
以热交联为例，步骤如下：1. 准备聚合物：首先制备出具有交联基团的聚合物，例如含有双键或反应活性基团的聚合物。
2. 交联反应：将聚合物置于适当的温度下，使之发生交联反应。
通过热能的作用，交联结构得以形成。
3. 控制交联度：通过调控温度和时间，控制交联反应的程度和交联密度，从而控制高分子材料的性能。
三、引发共聚反应法引发共聚反应法可以制备具有复杂结构和多种功能的高分子材料。
这种方法通过在单一反应体系中引入多种单体，实现多种单体的共聚反应。
常见的引发共聚反应有自由基引发的聚合、阴离子引发的聚合和阳离子引发的聚合等。
以自由基引发的聚合为例，步骤如下：1. 选择单体：根据所需的功能和结构，选择合适的单体组合。
2. 引发聚合：在适当的条件下，添加引发剂开始聚合反应。
《功能高分子材料》教学设计新部编版教学设计概述：本教学设计针对高中化学课程中的《功能高分子材料》进行，选择了新部编版教材作为教学内容。
通过本教学设计，旨在帮助学生了解功能高分子材料的基本特点、应用领域和制备方法，并培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
一、教学目标：1.知识目标：了解高分子材料的基本特点、应用领域和制备方法。
2.能力目标：培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
3.情感目标：培养学生对功能高分子材料的兴趣和探究精神。
二、教学内容：1.功能高分子材料的基本特点：高分子的定义、构造单元、分子量和分子量分布的测定。
2.功能高分子材料的应用领域：高分子材料在生活中和工业中的应用。
3.功能高分子材料的制备方法：化学合成法和物理合成法。
三、教学过程：1.导入环节：通过展示一些实例让学生了解功能高分子材料在日常生活中的应用，引发学生对功能高分子材料的兴趣和好奇心。
2.知识传授：（1）功能高分子材料的基本特点：a.通过讲解高分子的定义，引导学生理解高分子的构造单元是由相同或者不同的单体化合物构成。
b.讲解分子量的概念和分子量分布的测定方法，引导学生了解高分子材料的分子量对其性能的影响。
（2）功能高分子材料的应用领域：a.通过展示一些高分子材料在生活和工业中的应用案例，培养学生对高分子材料应用的兴趣。
b.进一步讲解高分子材料在汽车制造、医学领域、环境保护等方面的应用，拓宽学生对高分子材料应用领域的认识。
（3）功能高分子材料的制备方法：a.介绍化学合成法和物理合成法的基本原理和步骤。
b.通过实验演示和讲解，让学生了解高分子材料的制备方法。
3.实验操作：为了培养学生的实验操作能力和科学思维能力，设计以下实验：实验名称：高分子材料的合成实验材料：对苯二甲酸酐、对苯二酚实验步骤：a.将对苯二甲酸酐加入三角烧瓶中，并加入少量酚酞指示剂。
b.将对苯二酚逐滴加入反应瓶中，同时边搅拌边加热。
c.反应结束后，酚酞的颜色由黄色变为红色。
课堂教学过程即在沙漠中喷洒一定量的学案【教学目标】知识与技能1．使学生认识功能高分子材料并能够对常见的功能高分子材料进行归类。
2．通过尿不湿的研制，激发学生学习化学的兴趣，充分调动学生学习化学的积极性，并且把化学与技术结合起来。
3．了解新材料的发展方向。
过程与方法通过典型的问题，让学生讨论引入课题，采用以问题为中心的情景教学策略。
情感态度与价值观在学习过程中，通过分组讨论、交流与合作，分享对问题的看法和解决方案，感受到合作学习的乐趣；在设计合成生产、生活中常见的功能高分子材料（尿不湿）的活动中，激发学生学习化学的热情和兴趣，体验到学以致用的意义。
【重点】功能高分子材料的特点、用途和功能高分子材料研制。
【难点】功能高分子材料研制原理。
【教学方法】讨论、交流、合作、分享、讲解。
【教学用具】多媒体教学设备（电脑投影设备和实物投影设备）、婴儿用的尿不湿、两个小烧杯。
【知识点】一、认识功能高分子材料功能高分子材料：是一类具有特定功能的高分子材料,分为结构型功能高分子材料和复合型功能高分子材料.1、结构型功能高分子材料的涵义:在天然或合成高分子的主链或支链上引入某种功能的官能团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。
例如:婴儿用的尿不湿既有吸水功能,又有保水功能.2、复合型功能高分子材料的涵义:是以普通高分子材料为基体或载体,与特定功能(如导电、导磁)的材料进行复合而制得的一类特殊功能的高分子材料.如宇航员所穿的衣服中用了一百三十多种新型材料.三、尿不湿的研制方法一:对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力.例如:将淀粉与CH2＝CH—COONa在引发剂作用共聚，生成以淀粉为主链的接枝共聚物，同时与交联剂反应，生成具有网状结构的淀粉—聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。
方法二:以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸CH2＝CH—COOH、 CH2＝CH—COONa、 CH2＝CH—OH为单体，同种单体均聚，两种或者以上的单体共聚得到亲水性高聚物。
第2课时功能高分子材料[核心素养发展目标]了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。
1．定义具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
例如，高分子催化剂；各种滤膜；磁性高分子；形状记忆高分子；高吸水性材料；医用高分子材料；高分子药物等。
2．高吸水性树脂(1)结构特点①含有强亲水性原子团(—OH)的支链；②具有网状结构。
(2)合成方法①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力。
例如，淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应，生成以淀粉为主链的接枝共聚物。
为防止此共聚物溶于水，还需在交联剂作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。
例如，在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量交联剂，让线型结构变为网状结构。
(3)应用可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤；可用于婴幼儿使用的纸尿裤。
3．高分子分离膜(1)分离原理只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分类根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
(3)制作材料主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)应用海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
(1)丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分()(2)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性()(3)功能高分子材料具有传统高分子材料的机械性能和某些特殊功能()(4)高分子分离膜用于污水、工业废水处理和海水淡化等()答案(1)×(2)×(3)√(4)√1．高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是()A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料B．用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅C．能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂D．能导电的碘掺杂聚乙炔答案 B解析B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料；A项中光敏高分子材料、C 项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
课题5-3-1 功能高分子材料教学目标知识与技能举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域的应用，了解功能高分子及有机高分子材料的发展趋势。
过程与方法通过学习功能高分子材料，了解其性能和用途，加深对生活中常用的高分子材料的认识。
情感、态度与价值观展望新型高分子材料研制、应用的未来，认识有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献，认识化学的魅力。
教学重点1．了解新型高分子材料的结构和主要功能。
2．认识新型的功能有机高分子材料在日常生活、工农业生产和科学研究等方面的重要作用。
教学难点新型高分子材料在高新技术领域中的应用教学设计环节教师活动学生活动设计意图回顾与思考1．下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是（B）A．聚氯乙烯凉鞋B．电木插座C．自行车内胎D．聚乙烯塑料膜2．CCTV《科技博览》报道，2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳．下列相关说法不合理的是（D）A．二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的B．用工业废弃物二氧化碳生产塑料，有助于缓解温室效应C．二氧化碳塑料不能在空气中燃烧D．聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染回顾、思考、讨论、代表回答通过对已学知识的回顾，培养学生温故旧知的习惯和学习新知的兴趣，激发学生求知欲。
导入新课聆听通过介绍，引入主题，使学生了解本节的合性能超过单一材料，能充分发挥每一种材料的长处，避免其弱点。
3．常见的复合材料（1）复合材料的增强材料主要是增强纤维：______________________________________________________；基体材料主要是____________(酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂)、___________(聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、热塑性聚酯树脂)、________________等。
（2）玻璃钢——以___________为增强材料，以___________(酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂)为基体材料而制成的一种复合材料。
功能高分子材料的研制(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列物质不属于功能高分子材料的是( )A．高分子分离膜B．液晶高分子材料C．生物高分子材料D．有机玻璃【解析】有机玻璃是传统有机高分子材料。
【答案】 D2．为了防止飞船与大气摩擦产生高温而起火燃烧，在飞船表面覆盖着某种特殊材料，该材料应具有的性质是( )A．良好的导电性B．密度较大，以增大飞船对地面的惯性C．轻质防热，可以承受上千度的高温D．质地柔软，以利于飞船变形【解析】飞船外表的材料应该符合强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能。
【答案】 C3．下列阐述中，属于光敏高分子材料的用途的是( )A．芯片上的超大规模集成印刷电路是靠光刻的方法制备的，光刻中使用的光刻胶属于光敏高分子材料B．硅太阳能电池也有光敏高分子膜C．所有油墨、涂料、黏合剂均属于光敏高分子材料D．照相底片上的感光物质均属于光敏高分子材料【答案】 A4．下列说法错误的是( )A．玻璃钢是以玻璃纤维作为增强体、合成树脂作为基体的复合材料B．飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料C．制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维作为增强体D．航天飞机机身使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的【解析】飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体，金属为基体的复合材料，故B 项错误。
【答案】 B5．下列说法中错误的是( )A．高分子分离膜具有能够有选择地让某些物质通过而把另外一些物质分离掉的特点B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能C．合成人工器官大都使用硅聚合物和聚氨酯等高分子材料D．塑料、合成纤维、合成橡胶并称为新科技革命的三大支柱【解析】能源、信息、材料并称为新科技革命的三大支柱。
【答案】 D6．随着社会的发展，复合材料是一类新型的有发展前途的材料。
目前，复合材料最主要的应用领域是( )A．高分子分离膜B．人类的人工器官C．宇宙航空工业D．新型药物【答案】 C7．婴儿用的一次性尿片中有一层能吸水保水的物质。
下列高分子中有可能被采用的是( )【解析】中含的—OH为亲水基团，故高分子材料有吸水性；这种材料没有毒副作用，故可用于制作婴儿用的尿片。
【答案】 B8．下列物质不能用来合成导电塑料的是( )A．乙炔B．甲醛C．丙炔D．苯乙炔【解析】导电塑料中一定存在单、双键交替结构。
【答案】 B9．下列有关功能高分子材料的说法中，不正确的是( ) 【导学号：28920059】A．炼钢工业用气体分离膜中的氧富集膜制取富集氧空气来提高钢的产量和质量B．芯片是靠光刻的方法制备的，而光刻中最重要的材料——光刻胶就是一种光敏高分子材料C．导电塑料是应用于电子工业的一种功能高分子材料D．合成高分子材料制成的人工器官都能受到人体的排斥作用【解析】并不是所有人工合成的高分子材料植入人体都出现排斥反应，有不少的功能高分子材料具有优异的生物相容性，在人体中排斥很小，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。
【答案】 D[能力提升]10．PMAA是一种“智能型”大分子，可用于生物制药中大分子与小分子的分离，而有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可作飞机、汽车等的窗玻璃、防弹玻璃。
下列是以物质A为起始反应物合成PMAA和有机玻璃的路线：(1)写出结构简式：A____________，B________________________，PMAA____________。
(2)写出反应类型：反应①________；反应③___________________________；反应⑥________。
(3)写出反应条件：反应②__________________________________________，反应⑤__________________。
(4)反应③和⑤的目的是___________________________________________。
(5)写出反应⑦的化学方程式_______________________________________________________________________________________________________。
【解析】逆推A应为。
在A分子中引入一个羟基所采取的方法是先和卤素发生取代，再水解。
与酸性KMnO4如果不对碳碳双键进行保护，酸性KMnO4就会将其氧化而使其断裂。
【答案】(2)取代反应加成反应酯化反应(或取代反应)(3)NaOH的水溶液、加热NaOH的醇溶液、加热(4)保护碳碳双键11．光刻胶是大规模集成电路、印刷电路板和激光制版技术中的关键材料。
某一肉桂酸型光刻胶的主要成分A经光照固化转变为B。
(1)请指出A中含有的官能团______________________________(填两种)。
(2)A经光照固化转变为B，发生了__________________________________(填反应类型)反应。
(3)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式_____________________________________________________________________________________________。
(4)写出B在酸性条件下水解得到的芳香族化合物的分子式____________________。
【解析】(1)由A的结构简式可以看出，它的分子中含有酯基、碳碳双键；(2)由A到B的转化关系不难看出是由A分子中的双键通过加成而生成B；(3)因含有酯基() 因此A与NaOH反应实际是酯在碱性条件下的水解反应；(4)B在酸性条件下也是发生了酯的水解反应将【答案】(1)酯基、碳碳双键(2)加成(4)C18H16O412．液晶是一类新型材料，MBBA是一种研究得较多的液晶化合物，它可以看作是由醛A 和胺B去水缩合的产物。
________________________________________________________________、_______________________________________________________________。
(2)醛A的同分异构体很多，其中属于酯类化合物而且结构式中有苯环结构的同分异构体就有6种，它们是_____________________、_____________________。
【解析】(1)本题主要考查丁基的同分异构体，丁基的结构有四种，题目已写出两种，另两种为仲丁基[CH3CH2CH(CH3)—]和叔丁基[(CH3)3C—]。
(2)根据题意，符合条件的异构体只有苯甲酸甲酯(已给)、乙酸苯酚酯(已给)、甲酸甲基苯酚酯。
题目已给出了对位甲基和间位甲基的两种甲酸苯酚酯，可见只须移动甲基的位置，就可以写出符合要求的答案，因此有①将甲基移花接木到邻位；②将甲基变为亚甲基插在甲酸根和苯环之间，即是本题的考点。
13．聚四氟乙烯( CF2CF2 )塑料又称为“塑料王”，这是因为它具有特殊的化学稳定性，能够耐强酸、强碱甚至王水的腐蚀，既耐高温又耐低温，绝缘性好而且在水中也不会被浸湿或膨胀，表面极其光滑，摩擦系数小，因此被广泛应用于化学化工、机械、电气、建筑、医疗、家庭生活等很多领域。
阅读上述材料，回答下列问题。
(1)写出用四氟乙烯为原料制备聚四氟乙烯的化学方程式和反应类型：____________________________________________________________________________________________，__________________________________。
(2)四氟乙烯属于小分子，相对分子质量为100，聚四氟乙烯是聚合度(n)很大的高分子。
取相同质量的四氟乙烯和聚四氟乙烯，通过一定的实验方法检测它们的含氟质量分数，从理论上来说，测得两者的含氟质量分数相同还是不同？________。
理由是____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)聚四氟乙烯塑料还可用于制造人工骨骼、软骨等，这主要体现了新材料研发方向的________(用序号填写)。
①复合化②仿生化③智能化(4)用聚四氟乙烯塑料作滑雪板的贴面，很受运动员的喜爱。
这主要利用到聚四氟乙烯塑料的性质有____________________________。
(5)我国南方曾经出现过大面积的冻雨气象，造成了很严重的自然灾害。
灾害发生后，我国各方面的大量人员参与抗雪救灾，取得了胜利。
请你给聚四氟乙烯塑料在抗雪救灾工作中派上一种或几种用途：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
引发剂【答案】(1)n CF2CF2――→CF2CF2 加聚反应(2)相同四氟乙烯和聚四氟乙烯的最简式相同，即CF2(3)②③(4)耐低温；表面极其光滑，摩擦系数小；在水中也不会被浸湿或膨胀(5)作电工的防护服；作电工的安全帽。
