有機(jī)合成材料教學(xué)設(shè)計(jì)

1、有機(jī)合成材料教學(xué)設(shè)計(jì)課題 3 有機(jī)合成材料一、教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能(1) 了解有機(jī)化合物和有機(jī)高分子化合物的特點(diǎn)。(2) 知道塑料、合成纖維和合成橡膠的性能和用途。2. 過程與方法(1) 認(rèn)識(shí)有機(jī)合成材料的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步所起的重要作用。(2) 能用變化與聯(lián)系的觀點(diǎn)分析化學(xué)現(xiàn)象和問題。(3) 能主動(dòng)地與他人進(jìn)行交流和討論，并能清楚地表達(dá)自己的觀點(diǎn)。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)了解學(xué)習(xí)化學(xué)的重要價(jià)值。(2)培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)和人類生存環(huán)境的情感。(3) 增進(jìn)學(xué)生對(duì) “事物是一分為二的 ”辯證唯物主義觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。二、教學(xué)重點(diǎn)有機(jī)化合物和有機(jī)合成材料的用途三、教學(xué)難點(diǎn)有機(jī)化合物和有機(jī)合成材料的

2、用途四、教學(xué)方法探究、啟發(fā)、實(shí)驗(yàn)、閱讀、講解、討論等。五、教具準(zhǔn)備投影儀和相關(guān)資料 ;酒精燈、試管、試管夾、火柴 ;聚乙烯塑料碎片六、課時(shí)安排1 課時(shí)七、教學(xué)過程創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 引言從人們的衣食住行，到探索太空世界，都離不開材料。材料 的應(yīng)用和發(fā)展與人類社會(huì)文明的進(jìn)步緊密相連。在日常生活中，我們用得最多的是有機(jī)合成材料。如塑料、合成橡 膠、合成纖維等。 有機(jī)合成材料的誕生，結(jié)束了人類只能依靠天然材 料的歷史。板書 課題 3 有機(jī)合成材料過渡 到底什么是有機(jī)合成材料呢 ?要找到答案，首先必須知道什么 是有機(jī)化合物。板書一、有機(jī)化合物師下面，我們就通過活動(dòng)與探究來了解什么是有機(jī)化合物。 活動(dòng)與

3、探究 請同學(xué)們完成試卷上的練習(xí)一 即下表，請學(xué)生完成 化合物化學(xué)式組成元素相對(duì)分子質(zhì)量甲烷CH4C、H16乙醇C2H5OHC、H、O46葡萄糖C6H12O6C、H、O180淀粉(C6H10O5)nC、H、O 萬到幾十萬 蛋白質(zhì)C、O、N幾萬到幾十萬 硫酸H2SO4H、S、O98氫氧化鈉NaOHNa、O、H40氯化鈉NaClNa、Cl585 觀察上表討論回答 1.甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白質(zhì)的組成元素有什么共同點(diǎn) ?2.甲烷、乙醇和葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量與淀粉和蛋白質(zhì)的相對(duì)分子 質(zhì)量相比有什么不同 ? 學(xué)生討論，并交流討論結(jié)果 1.甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白質(zhì)中都有碳元素和氫元素。2.甲烷

4、、乙醇和葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量有確定數(shù)值，而淀粉和蛋白 質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量無固定數(shù)值， 且其數(shù)值從幾萬到幾十萬不等， 比甲 烷、乙醇和葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量要大得多。設(shè)問已知甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白質(zhì)都屬有機(jī)物，那么， 你覺得應(yīng)該怎樣來命名有機(jī)物 ?生含有碳元素和氫元素的化合物就叫有機(jī)物。承接 已知 CCl4、CS2 也是有機(jī)物。那么，大家剛才的回答是否正 確?你覺得應(yīng)該怎樣改進(jìn) ?生不正確。應(yīng)該說含碳的化合物叫有機(jī)物。評(píng)價(jià) 大家回答得很好 !講解化合物主要有兩大類：無機(jī)化合物和有機(jī)化合物。人們把像 葡萄糖這類含碳的化合物叫做有機(jī)化合物，簡稱有機(jī)物。板書1.含碳的化合物叫有機(jī)化合物。解釋組成中

5、不含碳元素的化合物一般叫做無機(jī)化合物，如水、氫 氧化鈉、食鹽等。需要注意的是，我們熟悉的一氧化碳、二氧化碳、 碳酸鈣等少數(shù)含碳化合物， 由于它們的組成和性質(zhì)跟無機(jī)化合物很相 似，故人們將它歸到無機(jī)化合物中來研究。板書C0、C02、H2CO3、CaC03屬于無機(jī)化合物。講解 有機(jī)物的數(shù)目異常龐大。為什么會(huì)是這樣呢 ?請大家看課本回 答。學(xué)生看書后回答 有機(jī)物除含有碳元素外，還可能含有氫、氧、氯、 氮和磷等元素。在有機(jī)物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直 接結(jié)合，而且碳原子之間還可以互相連接起來，形成碳鏈或碳環(huán)。由 于原子的排列方式不同，所表現(xiàn)出來的性質(zhì)也就不同。因此，有機(jī)物 的數(shù)目異常龐大。

6、注：教師此時(shí)可用一有機(jī)分子模型進(jìn)行演示：如可用一碳原子數(shù)為 六的可拆裝的烴的球棍模型分別安裝成直鏈、 支鏈、環(huán)狀等結(jié)構(gòu)讓學(xué) 生觀看，并指出若用氯原子換掉一個(gè)不同位置的 H 原子，便又是一 種新的物質(zhì)。這樣，可使學(xué)生印象深刻 講解有些有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量比較小，如乙醇、葡萄糖等。通 常稱它們?yōu)樾》肿印?有些有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量比較大。 從幾萬到幾 十萬，甚至高達(dá)幾百萬或更高，如淀粉、蛋白質(zhì)等。通常稱它們?yōu)橛?機(jī)高分子化合物，簡稱有機(jī)高分子。板書 2.有機(jī)高分子化合物是相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)物。過渡用有機(jī)高分子化合物制成的材料就是有機(jī)高分子材料。如棉 花、羊毛和天然橡膠等就屬于天然有機(jī)高分子材料。

7、 但由于天然有機(jī) 高分子材料數(shù)量有限， 遠(yuǎn)不能滿足人口增長和社會(huì)發(fā)展對(duì)有機(jī)高分子 材料的需求。隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，合成有機(jī)高分子材料應(yīng)運(yùn)而生， 簡稱合成材料。板書二、有機(jī)合成材料 講解有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是材料發(fā)展史上的一次重大突破。從此， 人類擺脫了只能依靠天然材料的歷史， 在改造大自然的進(jìn)程中大大前 進(jìn)了一步。合成材料品種很多，塑料、合成纖維、合成橡膠就是我們通常所說 的三大合成材料。板書 三大合成材料：塑料、合成纖維和合成橡膠。講解由于合成材料的原料豐富易得、制造加工簡單、性能干變?nèi)f 化，（如用石油產(chǎn)品、煤、石灰石、水、空氣等為原料，通過一系列 的化學(xué)反應(yīng)就可制得多種多樣、性能各異的合成材

8、料。）所以，合成材料一經(jīng)出現(xiàn)，便得到了廣泛的應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生看P98圖1213（塑料制品的應(yīng)用范圍）講解由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常 被稱為聚合物。如聚乙烯分子就是由成千上萬個(gè)乙烯分子 “手拉手 ”聚合而成的高分子化合物 引導(dǎo)學(xué)生看圖 1214（聚乙烯分子模型 ） 轉(zhuǎn)折我們剛才看到的聚乙烯高分子，是很長的鏈狀結(jié)構(gòu)，但并不 是所有的合成材料高分子都是長鏈狀的，有的還可以結(jié)合成網(wǎng)狀。 引導(dǎo)學(xué)生看圖 1215（高分子結(jié)構(gòu)示意圖 ） 講解高分子的結(jié)構(gòu)不一樣，其形成物質(zhì)的性質(zhì)就不一樣。如鏈狀 結(jié)構(gòu)的聚乙烯塑料與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛塑料 （俗稱電木 ）的性質(zhì)就不相 同。 演示實(shí)驗(yàn) 121加

9、熱聚乙烯塑料碎片。 現(xiàn)象：加熱熔化、冷卻后變成固體，再加熱時(shí)又熔化。 講解我們剛才觀察到的塑料的這種性質(zhì)叫熱塑性。具有熱塑性的 塑料可反復(fù)加工，多次使用，能制成薄膜、拉成絲或壓制成所需的各 種形狀，用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等。若我們給酚醛塑料加熱，其只能燒焦而不能熔化，我們把這種性質(zhì) 叫熱固性。板書1.熱塑性塑料和熱固性塑料討論 裝食品用的聚乙烯塑料應(yīng)如何封口 ? 電木插座破裂后能否熱 修補(bǔ)? 討論結(jié)果 因聚乙烯塑料有熱塑性，故可用加熱的方法進(jìn)行封口 ;因 電木插座具有熱固性，故不能進(jìn)行熱修補(bǔ)。介紹塑料的品種很多，用途也各不相同。 投影或發(fā)放資料 幾種常見塑料的性能和用途名稱性能用途制品聚乙烯

10、機(jī)械強(qiáng)度好，電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，質(zhì)輕，無毒 耐油性差，低溫發(fā)脆，容易老化 可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等 聚苯乙烯 電絕緣性好，透光性好，耐水、耐化學(xué)腐蝕，無毒 室溫下硬、脆，溫度較高時(shí)變軟，耐溶劑性差 可制高頻絕緣材料，電視、雷達(dá)部件，醫(yī)療衛(wèi)生用具，還可制成泡 沫塑料用于防震、防濕、隔音、包裝墊材等聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃） 透光性好，質(zhì)輕，耐水，耐酸、堿，抗霉，易加工 耐磨性較差，能溶于有機(jī)溶劑 可制飛機(jī)、汽車用玻璃，光學(xué)儀器，醫(yī)療器械等 酚醛塑料（俗稱電木） 絕緣性好，耐熱，抗水可制電工器材、汽車部件、涂料、日常用品等，用玻璃纖維增強(qiáng)的酚醛塑料可用于宇航領(lǐng)域聚四氟乙烯耐低溫、

11、高溫、耐化學(xué)腐蝕，耐溶劑性好，電絕緣性好，加工困難 可制電氣、航空、化學(xué)、醫(yī)藥、冷凍等工業(yè)的耐腐蝕、耐高溫，耐 低溫的制品講解聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料是我們使用最多的塑料。過渡高分子材料中的纖維有天然纖維和合成纖維之分。展示棉花、羊毛、木片、干草。講述 以上這些物質(zhì)都是天然纖維，它們可以制成棉布、純毛線、 紙張等。它們透氣性好，吸水性也好，但它們易縮水，易被蟲蛀。講解 的確良、尼龍、腈綸等合成纖維制品屬合成纖維制品，它們 最明顯的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕、不發(fā)霉、不 怕蟲蛀、不縮水。缺點(diǎn)是：吸水性、透氣性差。設(shè)問我們穿的衣服通常是由纖維織成的。我們怎樣才能穿上既舒適又挺脫的衣服

12、呢 ?生可用天然纖維和合成纖維進(jìn)行混合紡織。師很正確。這也是商店里的時(shí)髦衣物多為混紡織品的緣故。板書2.天然纖維和合成纖維混合紡織的紡織品。 請學(xué)生閱讀 P100 資料：認(rèn)識(shí)服裝的標(biāo)簽 補(bǔ)充合成纖維除了供人類穿著外，在生產(chǎn)和國防上也有很多用途。例如，尼龍可以制降落傘繩、輪胎簾子線、纜繩和漁網(wǎng)等。 隨著新興科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來還出現(xiàn)了許多具有某些特殊性能 的特種合成纖維，如芳綸纖維、碳纖維、耐輻射纖維、光導(dǎo)纖維和防 火纖維等。過渡橡膠也是人們生活和工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的材料。最初人們 從橡膠樹、 橡膠草等植物中獲得天然橡膠。 隨著工業(yè)的發(fā)展對(duì)橡膠需 求的不斷增長， 人們在了解了天然橡膠分子的組成

13、和結(jié)構(gòu)后。 進(jìn)行仿 照，并用化學(xué)方法人工合成了橡膠，即合成橡膠。板書 3.合成橡膠設(shè)問合成橡膠的出現(xiàn)是人類向自然學(xué)習(xí)取得的成果。與天然橡膠 相比，合成橡膠有哪些優(yōu)點(diǎn)呢 ? 學(xué)生看書后問答 具有高彈性、絕緣性、耐油和耐高溫等性能。承接正因?yàn)槿绱耍铣上鹉z廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日 常生活中。 引導(dǎo)學(xué)生看課本圖 1221（合成橡膠的用途 ）轉(zhuǎn)折合成材料的應(yīng)用與發(fā)展，大大方便了人類的生活。但是，合 成材料廢棄物的急劇增加也帶來了環(huán)境問題，廢棄塑料帶來的 “白色 污染”尤為嚴(yán)重。這是因?yàn)榇蟛糠炙芰显谧匀画h(huán)境中很難降解，長期 堆積會(huì)破壞土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存 ;而且如果焚燒 含氯塑料

14、會(huì)產(chǎn)生有毒的氯化氫氣體，從而對(duì)空氣造成污染。 引導(dǎo)學(xué)生看課本圖 1222（塑料垃圾對(duì)大自然的污染 ） 板書三、白色污染圖片資料 1.白色污染 大量的廢舊農(nóng)用薄膜、包裝用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具 （以 下統(tǒng)稱為塑料包裝物 ）在使用后被拋棄在環(huán)境中，給景觀和生態(tài)環(huán)境 帶來很大破壞。 由于廢舊塑料包裝物大多呈白色， 因此造成的環(huán)境污 染被稱為 “白色污染 ”。2. “白色污染 ”的現(xiàn)狀及其危害 塑料的使用僅有近百年歷史。我國是世界上十大塑料制品生產(chǎn)和消 費(fèi)國之一。 2019 年，我國塑料消費(fèi)總量約 1100萬噸，其中包裝用塑 料達(dá) 211萬噸。 “白色污染 ”問題在我國已相當(dāng)嚴(yán)重。塑料是高分子

15、聚合物，不易降解，一般需數(shù)百年才能有效分解，因 此造成污染公害。 “白色污染”的主要危害在于 “視覺污染 ”和“潛在危 害”視覺污染”一 棄的塑料制品，隨處可見，是造成環(huán)境臟、亂、 差的一個(gè)重要原因，由此造成 視覺污染” 潛在危害”一危害人體 健康、影響農(nóng)作物生長、危及動(dòng)物安全。散落在江河湖及田野的廢塑 料碎片被動(dòng)物及水生物誤食，會(huì)導(dǎo)致生病、死亡?；烊肷罾械膹U舊塑料物品很難處理：填埋處理將會(huì)長期占用 土地，混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理，分揀出來的廢塑料也因無法保證質(zhì)量而很 難回收利用。過渡由此可見，“白色污染”問題是人類亟待解決的一個(gè)問題。 那么， 我們應(yīng)該從哪些方面著手來解決 “

16、白色污染 ”呢 ?板書四、防止白色污染的措施 請學(xué)生看書回答 方法有： 1.減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等 ;2. 重復(fù)使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等3. 使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光降解塑 料等：4. 回收各種廢棄塑料。 講解減少使用、加強(qiáng)回收、使用可降解塑料是目前治理 “白色污染 ” 的主要措施?；厥諒U棄塑料是非常重復(fù)的，因?yàn)樗芰匣厥詹粌H可以減少廢棄塑料 的數(shù)量，而且節(jié)約資源。但塑料分類是回收和再利用的一大障礙，因 為不同種類的塑料，其再利用的途徑是不同的。設(shè)問 我們應(yīng)該怎樣解決這個(gè)困難呢 ?引導(dǎo)學(xué)生看課本有關(guān)內(nèi)容及圖 1224和表 124 講解從

17、改進(jìn)塑料的配方和生產(chǎn)工藝入手，研制新型的可降解塑料， 是治理“白色污染 ”的最有前景的措施。 引導(dǎo)學(xué)生看課本圖 1223（可降解塑料的降解過程 ）投影資料 可降解塑料 可降解塑料是指在較短的時(shí)間內(nèi)、在自然界的條件下能夠自行降解 的塑料?？山到馑芰弦话惴譃樗拇箢悾海?）光降解塑料一 塑料中摻入光敏 劑，在日照下使塑料逐漸分解掉。它屬于較早的一代降解塑料，其缺 點(diǎn)是降解時(shí)間因日照和氣候變化難以預(yù)測， 因而無法控制降解時(shí)間 ;（2） 生物降解塑料一書在自然界微生物（如細(xì)菌、霉菌和藻類）的作用下，可完全分解為低分子化合物的塑料。 其特點(diǎn)是貯存運(yùn)輸方便， 只要保 持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，不但可以用

18、于農(nóng)用地膜、包裝袋， 而且廣泛用于醫(yī)藥領(lǐng)域；(3)光一生物降解塑料一 降解和微生物降 解相結(jié)合的一類塑料，它同時(shí)具有光和微生物降解塑料的特點(diǎn);(4)水降解塑料一 塑料中添加吸水性物質(zhì)，用完后棄于水中即能溶解掉， 主要用于醫(yī)藥衛(wèi)生用具方面 (如醫(yī)用手套等 )，便于銷毀和消毒處理。 在四種降解塑料中， 生物降解塑料隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展越來越受 到重視，成為研究開發(fā)的新一代熱點(diǎn)。過渡近年來，為了解決使用合成材料帶來的環(huán)境問題，新型有機(jī) 合成材料逐漸向?qū)Νh(huán)境友好的方向發(fā)展。此外，為滿足計(jì)算機(jī)，生物 工程、海洋工程和航空航天工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要， 人們還研制 出了許多新型有機(jī)合成材料。板書 五、新

19、型有機(jī)合成材料資料1. 高分子分離膜 高分子分離膜是用具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜。它 的特點(diǎn)是能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。 這類分離膜廣泛應(yīng)用于生活污水、 工業(yè)廢水等廢液處理以及回收廢液 中的有用成分，特別是在海水和苦咸水的淡化方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè) 化。在食品工業(yè)中，分離膜可用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒 等，分離時(shí)不需要加熱，并可保持食品原有的風(fēng)味。未來的高分子膜 不僅可以用在物質(zhì)的分離上， 而且還能用在各種能量的轉(zhuǎn)換上， 如傳 感膜能夠把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能， 熱電膜能夠把熱能轉(zhuǎn)換成電能等。 這 種新的高分子膜為緩解能源和資源的不足， 解決環(huán)境污染問題帶來

20、希 望。2. 醫(yī)用高分子概況 生物醫(yī)學(xué)高分子簡稱醫(yī)用高分子，是一類令人矚目的功能高分于材 料。它已滲入到醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的各個(gè)部門并應(yīng)用于臨床的診斷與治 療。特別是直接與體液接觸的或可植入體內(nèi)的所謂 “生物材料 ”，它們 必須無毒，有良好的生物相容性和穩(wěn)定性，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，而且 易于加工、消毒。醫(yī)用高分子材料制品種類繁多。 從天靈蓋到腳趾骨， 從內(nèi)臟到皮膚， 從血液到五官都已有人工的高分子代用品。 與此同時(shí)， 高分子藥物及 固定化酶、人工細(xì)胞、標(biāo)記細(xì)胞、免疫吸附劑等也在迅速發(fā)展。目前 全世界每年生產(chǎn)的醫(yī)用高分子材料包括醫(yī)療用品在內(nèi)多達(dá) 800 萬噸， 價(jià)值 30 億美元。3. 導(dǎo)電塑料20

21、世紀(jì) 70 年代的一天，日本的一位科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里，用常規(guī)方 法獲得一種具有金屬光澤的銀灰色薄膜。 按經(jīng)驗(yàn)，用同樣方法得到的 應(yīng)當(dāng)是聚乙炔黑色粉末。 他覺得奇怪， 于是就回過頭來檢查他的實(shí)驗(yàn) 過程有沒有差錯(cuò)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加的催化劑比規(guī)定數(shù)量多出了 1000 多 倍。測試結(jié)果顯示這種產(chǎn)物確實(shí)是聚乙炔塑料，但它能夠?qū)щ姟＞瓦@ 樣，導(dǎo)電塑料在這次意外的操作中誕生了。隨后，科學(xué)家們對(duì)導(dǎo)電塑料進(jìn)行了深入研究，制造出可以應(yīng)用的導(dǎo) 電塑料。2019年，Alan J.Hecger艾倫J黑格，莢國物理學(xué)家）、Alan GMacdiamid（艾倫G馬克迪亞米德，美國化學(xué)家）和白川因樹（日本化 學(xué)家）因發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)電塑料

22、而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。目前，美國已經(jīng)用導(dǎo)電塑料代替半導(dǎo)體材料制造出太陽能電池，還 試驗(yàn)用導(dǎo)電塑料作蓄電池的電極材料。 如果把導(dǎo)電塑料作為電極材料 應(yīng)用到汽車蓄電瓶里，可以把蓄電瓶的重量由15kg降至2kg，并且能夠反復(fù)充電 1 0 0 0次以上，大大延長蓄電瓶的使用壽命。瑞士還用 導(dǎo)電塑料制成印刷電路板， 并已經(jīng)應(yīng)用到中小型計(jì)算機(jī)中， 使用效果 良好，成本只有鋼印刷電路板的 40%。英國和加拿大則把導(dǎo)電塑料用 到電子玩具、電子游戲機(jī)、 電視機(jī)和其他普通電器上，都明顯地降低 了產(chǎn)品成本。最近，日本一家公司用導(dǎo)電塑料制成了晶體管，取得了 突破性進(jìn)展。導(dǎo)電塑料兼具塑料和金屬的優(yōu)點(diǎn)， 密度比金屬小得多， 不需要冶煉， 也不需要在高溫條件下加工， 而制取導(dǎo)電塑料的資源也十分豐富， 造 價(jià)低廉。因此，導(dǎo)電塑抖的出現(xiàn)將會(huì)給