第五章++合成高分子++第二節(jié)++功能高分子材料++教學(xué)案例課件 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

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——高分子材料第二課時教學(xué)案例匯報內(nèi)容一、課標分析三、學(xué)情分析四、教學(xué)目標及重難點二、內(nèi)容分析五、案例分析一、課標分析內(nèi)容要求學(xué)業(yè)要求了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。能列舉重要的合成高分子化合物，說明它們在材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。教學(xué)策略：注重聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際。從實際情境中引入合成高分子，提出與真實情境相關(guān)的問題，使學(xué)生通過自然現(xiàn)象、生活生產(chǎn)事實的解釋或?qū)嶋H問題的解決等活動，認識合成高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用。突出結(jié)構(gòu)特征的分析，體會有機化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。二、內(nèi)容分析指出人們基于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，可以根據(jù)實際需要設(shè)計具有特定功能的結(jié)構(gòu)，并進行人工合成。介紹功能高分子的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用。列舉常見的功能高分子材料高吸水性樹脂高分子分離膜

教材以實際問題的解決為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用有機化合物結(jié)構(gòu)和有機反應(yīng)的知識，初步了解材料開發(fā)的通用方法：根據(jù)用途確定材料的性質(zhì)，設(shè)計具有特定結(jié)構(gòu)的有機分子，然后確定合成路線。知識儲備學(xué)習(xí)障礙1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了高中有機化學(xué)的所有知識2.知道淀粉、纖維素等一些天然的高分子材料。3.初步了解功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)的關(guān)系。根據(jù)用途確定材料的性質(zhì)，設(shè)計具有特定結(jié)構(gòu)的有機分子，確定合成路線。三、學(xué)情分析四、教學(xué)目標及重難點1、通過高分子材料吸水性能的探究，體會通過分析微觀結(jié)構(gòu)解釋化學(xué)性質(zhì)的思路，以及結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用之間的關(guān)系。2、體會功能導(dǎo)向的高分子材料合成的價值，了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)目標重難點重點：形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定應(yīng)用的基本科學(xué)思想，初步形成從需求出發(fā)合成所需特定功能高分子材料的一般途徑。難點：功能高分子的結(jié)構(gòu)對性能的影響。教學(xué)思路方法線思維線功能高分子材料的概述，探究高吸水性樹脂、高分子分離膜功能-性質(zhì)-結(jié)構(gòu)以實際問題的解決為導(dǎo)向五、教學(xué)案例引導(dǎo)學(xué)生綜合運用有機化合物結(jié)構(gòu)和有機反應(yīng)的知識，了解材料開發(fā)的通用方法。知識線教學(xué)流程五、教學(xué)案例教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)素材設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一：功能高分子材料概述

生活中常見的功能高分子材料基于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，可以根據(jù)實際需要設(shè)計具有特定功能的結(jié)構(gòu)，并進行人工合成。環(huán)節(jié)二：探究高吸水性樹脂視頻引入：尿不濕高吸水性我們的需求：制備吸水性好，且耐擠壓、保水性好的高吸水性材料。從需求出發(fā)，以實際問題的解決為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用有機化合物結(jié)構(gòu)和有機反應(yīng)的知識，初步了解材料開發(fā)的通用方法：根據(jù)用途確定材料的性質(zhì)，設(shè)計具有特定結(jié)構(gòu)的有機分子，然后確定合成路線。環(huán)節(jié)三：高分子分離膜生活中常見的高分子分離膜陽離子交換膜及陰離子交換膜進一步體會結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用之間的關(guān)系。功能高分子材料

高分子分離膜醫(yī)用高分子材料高吸水性樹脂環(huán)節(jié)一

功能高分子材料概述......功能高分子材料：在天然或合成高分子的主鏈或支鏈上，引入帶

有某種功能的官能團，使高分子具有特殊的功

能，滿足光、電、磁、聲、化學(xué)、生物和醫(yī)學(xué)

等方面的功能要求。定義/原理分類拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任——化學(xué)對滿足人民日益增長的美好生活需要有重大貢獻！生活中應(yīng)用視頻：尿不濕的高吸水性環(huán)節(jié)二

高吸水性樹脂視頻：尿不濕的高吸水性任務(wù)：制備吸水性好，且耐擠壓、保水性好的高吸水性材料。高吸水性的材料需要環(huán)節(jié)二

高吸水性樹脂[問題1]保鮮膜和餐巾紙二者同樣為高分子材料，為什么一種不可吸水一種可吸水？餐巾紙保鮮膜材料主要成分結(jié)構(gòu)簡式官能團保鮮膜餐巾紙纖維素聚乙烯無—OH（C6H7O2）OHOHOHn親水基團氫鍵因此，餐巾紙可吸水性，保鮮膜不可吸水。幫助學(xué)生認識官能團對材料性質(zhì)和用途的影響，以及親水基團對高分子材料吸水性的影響，為后續(xù)高吸水性材料的設(shè)計進行鋪墊。常見的親水基團羥基羧基醛基氨基常見的疏水基團烴基鹵原子酯基資料卡片：親水基吸水性強弱順序：—COO->—COOH>—OH[問題2]淀粉作為多糖，也具有吸水性，但并不能直接用作吸水材料。根據(jù)你對淀粉性質(zhì)的了解，分析其中的原因。

纖維素的分子結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)纖維素顯微結(jié)構(gòu)示意圖：官能團碳骨架親水基團故吸水性和保水性不好。[問題3]高吸水性樹脂應(yīng)具有哪些性質(zhì)？

能否從碳骨架和官能團兩個角度預(yù)測其可能結(jié)構(gòu)？性質(zhì)：吸水、保水且不溶于水

碳骨架（不溶于水的母體主鏈）官能團

（有強親水基團的取代基）不溶于水：吸水：性質(zhì)結(jié)構(gòu)決定保水：反映交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)吸水網(wǎng)狀保水能力強

高吸水性樹脂交聯(lián)前一般是水溶性的，不具備吸水性，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，它可利用分子中大量的親水基團與水分子之間產(chǎn)生氫鍵等作用，吸收水分子，并且通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將水分子束縛在高分子網(wǎng)格中，形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強，在一定壓力下也不易失水。天然吸水性材料高吸水性材料官能團碳骨架（—OH）（線型）吸水性強保水能力強（交聯(lián)成網(wǎng)狀）（—COONa）主要成分：纖維素結(jié)構(gòu)改進[問題4]：如何能夠得到高吸水性的材料呢？引導(dǎo)學(xué)生認識根據(jù)需求修飾高分子材料分子結(jié)構(gòu)的思路。聚丙烯酸鈉類物質(zhì)吸水性、保水性強的原理(1)羧酸鈉極性大（羧酸根與Na+之間是離子鍵）。(2)聚合物本身的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(3)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部Na+的存在，使得內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓，加上聚合物本身的水合能力強，促進水在短時間內(nèi)大量進入網(wǎng)絡(luò)。聚丙烯酸鈉深入理解高吸水性樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響，強化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)觀念方法一：改造纖維素或淀粉分子方法二：制取聚丙烯酸鈉并將線型高分子交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)修飾官能基團搭建分子骨架合成高吸水性材料完善制備功能高分子材料的基本思路（高分子材料的功能化修飾和功能性小分子的高分子化）創(chuàng)設(shè)情境問題探究構(gòu)建模型原理：分離膜只允許水及一些小分子物質(zhì)通過，其余物質(zhì)則被截留在膜的另一側(cè)，成為濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。環(huán)節(jié)三

高分子分離膜分類：分離膜根據(jù)膜孔大小可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等，以分離不同的雜質(zhì)。定義→分類→生活中應(yīng)用→具體例子探究

列舉常見功能高分子材料，拓寬視野，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任?！瘜W(xué)對滿足人民日益增長的美好生活需要有重大貢獻！環(huán)節(jié)三

高分子分離膜生活中應(yīng)用環(huán)節(jié)三

高分子分離膜進一步體會結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用之間的關(guān)系。732陽離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)式研究與實踐

海水淡化視頻+推送文獻資料課后交流兩個問題（1）從設(shè)計、效率和成本等角度對其中采用