7.2 乙烯与有机高分子材料 第3课时（表格型教学设计）化学人教版必修第二册

第二节 乙烯与有机高分子材料 课时3 有机高分子材料 教学设计 课题 有机高分子材料 课型 新授课 教材 必修第二册第七章 第二节 第3课时（人教版） 一、教学目标 知识目标 1.认识高分子化合物，了解其相对分子质量特点与长链结构特征，掌握有机高分子材料的分类，能够区分天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。 2.掌握塑料、橡胶、纤维三类常见有机高分子材料的组成、性能与用途，理解加聚反应的原理，能够正确书写常见单体的加聚反应方程式，能识别生活中常见高分子材料的应用场景。 3.结合生活实例认识有机高分子材料在生产、生活、国防科技领域的重要价值，了解不合理使用高分子材料带来的环境问题，树立合理使用材料的意识。 素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从微观结构角度认识高分子化合物的结构特点，理解线型结构与网状结构对高分子性能的影响，强化“结构决定性质，性质决定用途”的核心观念。 2.证据推理与模型认知：构建烯烃加聚反应的认知模型，能够基于单体推导加聚产物结构，也能从加聚产物反推单体，提升推理认知能力。 3.科学探究与创新意识：感受有机高分子材料对人类社会发展的推动作用，认识合成材料带来的环境问题，树立绿色化学理念和社会责任意识，体会化学学科的应用价值。 二、教学重难点 教学重点 1.有机高分子材料的分类，常见塑料、橡胶、纤维的组成、性能与用途，加聚反应的原理。 教学难点 1.高分子化合物结构特点的理解，加聚反应方程式的书写，高分子结构与性能的对应关系。 三、教学分析 本节课是在学生学习乙烯结构、性质与加聚反应基础知识后，对有机高分子知识的应用延伸，是有机基础理论联系生产生活实际的核心内容，既落实了聚合反应等前置核心知识，又凸显了化学学科在材料领域推动社会发展的重要价值，对发展学生“结构决定性质，性质决定用途”的观念以及“科学态度与社会责任”核心素养有重要作用。依据课标要求，本课时安排了有机高分子材料的分类、常见塑料橡胶纤维的结构性能与用途两部分核心内容，教材从学生熟悉的生活材料切入，设计分组探究活动，结合日常用品、航空航天等真实应用场景，帮助学生从化学视角认识身边材料，既合理衔接了前置有机知识，又为后续选修阶段深入学习高分子材料奠定了认知基础。 四、学情分析 本课时教学对象为高一下学期学生，学生已经掌握乙烯的结构性质、加聚反应基本原理，对高分子化合物的结构特点有初步认知，且日常生活中频繁接触塑料、橡胶、纤维制品，积累了丰富的感性经验，探究身边材料化学本质的积极性较高。但学生对有机高分子材料的分类逻辑模糊，容易混淆天然高分子、合成高分子、再生纤维等概念，也无法从结构角度理解硫化改性、不同塑料性能差异的本质原因，仅停留在浅层生活认知，未能建立“结构-性能-用途”的有机化学认识思路。教学需要结合学生已有经验，通过问题驱动、分组讨论完成知识建构，同时渗透合理使用材料的责任意识，契合学生的认知发展水平。 五、教学过程 教学环节 教学内容 设计意图 教学任务一 新课导入 【互动小活动】同学们，在开启今天的新课学习前，我们先来做一个贴近生活的小互动：请大家观察自己身上、桌面上的物品，想一想你身边都用到了哪些材料？比如你衣服的面料、装水的水杯、写字的笔杆、书包的材质，同桌之间可以互相交流，1分钟后请同学来分享。（预留时间给学生交流讨论，鼓励学生主动发言分享，学生大概率会说出纯棉、塑料、尼龙、橡胶等生活中常见的物品材质）。 【播放视频】有机高分子材料 【引出课题】刚刚大家分享的纯棉、塑料、尼龙、橡胶这些材料，其实都属于一大类特殊的材料。我们之前已经学习过，材料可以分为金属材料、无机非金属材料，除此之外，就是我们今天要学习的有机高分子材料。 就像我们本节课资料里提到的，神舟飞船航天员穿的航天服，一件就用到了十几种不同的合成有机高分子材料，它要能耐受太空上百摄氏度的极端温差，还要阻挡宇宙辐射和微陨石撞击，才能保障航天员的安全，有机高分子材料可以说是尖端航天工程不可或缺的基础材料。而除了航天科技领域，从我们早上起床穿的衣服、买餐用的塑料袋，到出行用的汽车轮胎、墙上插座的外壳，我们生活的每一处都离不开有机高分子材料。那到底什么是有机高分子材料？它可以分成哪些类别？我们常见的塑料、橡胶、纤维都有什么特性和用途呢？带着这些问题，我们一起进入今天的学习。 1.调动课堂参与，激发学习兴趣：以观察身边物品的小互动开场，从学生熟悉的生活场景切入，让学生直观感受到有机高分子材料就在我们身边，打破了“高分子材料”抽象遥远的印象，充分调动学生的课堂参与度，引发学生的学习兴趣。 2.逻联系生活与科技，落实教学目标：既结合日常生活用品，又结合我国航天工程的真实实例，呼应了本节课“感受有机高分子材料在社会生活和科技发展的巨大作用”的教学目标，同时能激发学生的民族自豪感，让学生体会化学学科对生产生活、科技发展的重要价值，帮助学生树立责任意识。 3.贴合教学模型，自然过渡新课：通过互动引出核心问题后自然导入本节课主题，符合本节课“问题驱动→概念建构→应用迁移”的教学模型，让学生带着明确的问题进入后续的分组探究活动，提升后续学习的主动性。 教学环节二 有机高分子材料 任务1：请同学们分组讨论材料可以分为几大类？ 【情景引入】展示生活素材图片：快递塑料袋、汽车轮胎、纯棉T恤、神舟飞船航天服，提出问题：我们已经学习过金属材料、无机非金属材料，图中的这些材料都属于有机高分子材料，是现代社会应用非常广泛的一类材料。你能结合生活经验，尝试对所有材料进行整体分类吗？ 【师生活动】 【教师布置任务】：请同学们以4人为一小组，结合教材内容讨论5分钟，完成材料的分类梳理，小组派代表展示成果。 【学生活动】：分组讨论，梳理分类框架，小组代表发言展示： 材料─ 金属材料（如铝锅、钢材等） ─ 无机非金属材料：传统（玻璃、水泥、陶瓷）、新型（光导纤维、芯片、金刚砂） ─ 有机高分子材料 ─ 天然有机高分子材料 ─ 合成有机高分子材料 【教师追问】：你能分别举例说出天然和合成有机高分子材料的实例吗？ 【学生活动】学生补充举例：天然有机高分子有棉花、淀粉、羊毛（蛋白质）、天然橡胶；合成有机高分子有塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料等。 【教师讲解】：有机高分子化合物是相对分子质量高达几万至几百万的有机化合物，这类分子由许多相同的结构单元通过共价键重复连接，形成长链结构，因此制成的材料就是有机高分子材料。教师评价学生的分类成果，梳理并板书完整分类框架。 【总结讲解】 一、有机高分子材料 1.有机高分子材料 高分子化合物是相对分子质量高达几万至几百万的有机化合物。 高分子由许多相同的结构单元通过共价键重复连接而成的具有长链结构的分子。 2.有机高分子材料的分类 ①天然有机高分子材料：棉花、淀粉、蚕丝羊毛（蛋白质）、天然橡胶等 。 ②合成有机高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料等 从生活常见实例切入，通过分组讨论自主建构材料分类体系，培养学生归纳整理的思维能力，让学生感受有机高分子材料与日常生活、科技发展的紧密联系，落实情感态度教学目标。 教学环节三 塑料、橡胶、纤维 任务1：请同学们分组讨论塑料袋的成分如何？发生反应的原理怎样？ 【情景引入】我们日常用的塑料袋大多是聚乙烯塑料，聚乙烯是由乙烯小分子合成得到的，你能结合乙烯的加成反应原理，推导聚乙烯的合成反应吗？ 【教师提问】请学生尝试书写乙烯合成聚乙烯的反应方程式。 【学生活动】学生上台板书： 【总结讲解】 二、塑料、橡胶、纤维 1.塑料 ⑴塑料的主要成分是合成树脂，像聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等都是生产塑料的合成树脂。 ①人们还根据需要加入一些具有特定作用的添加剂，如能提高塑性的增塑剂，防止塑料老化的防老剂，以及增强材料、着色剂等，再经过压制等加工处理，才能得到各种塑料制品。 ②塑料具有强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等优良的 性能，在日常生活和工业生产中大量代替了钢铁、木材等 传统材料。 ⑵高分子的合成——加聚反应 聚乙烯(PE)： 聚氯乙烯(PVC)： 聚丙烯（PP）： 聚苯乙烯(PS) 任务2：请同学们分组探究塑料的品种很多，用途各不相同。 【情景引入】我们日常用的塑料的品种很多，用途各不相同 【教师提问】请学生尝试说说塑料的组成与性能。 【交互动画】塑料的组成与性能 【教师讲解】塑料的主要成分是合成树脂，为了满足不同性能需求，还会加入增塑剂（提高塑性）、防老剂（防止老化）等添加剂，塑料具有强度高、密度小、耐腐蚀、易加工的优良性能，大量替代钢铁、木材等传统材料。展示常见塑料的性能与用途表格，特别强调：聚乙烯无毒，可以用于食品包装；聚氯乙烯有毒，不能用于食品包装 【总结讲解】 二、塑料、橡胶、纤维 1.塑料 ⑶几种常见的塑料及其用 名称 性能 主要用途 聚乙烯 （英文缩写：PE） 绝缘性好，耐化学腐蚀，耐寒，无毒；耐热性差，容易老化 可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料等 聚氯乙烯 （英文缩写：PVC） 绝缘性好，耐化学 腐蚀，机械强度较高；热稳定性差 可制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料等 聚苯乙烯 （英文缩写：PS） 绝缘性好，耐化学 腐蚀，无毒；质脆，耐热性差 可制成日常用品、绝缘材料，还可制成泡沫塑料用于防震、保温、隔音 聚四氟乙烯 （英文缩写：PTFE） 耐化学腐蚀，耐溶剂性好，耐低温、高温，绝缘性好；加工困难 可制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品 聚丙烯 （英文缩写：PP 机械强度较高，绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒；低温发脆，容易老化 可制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等 聚甲基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃，英文缩写：PMMA 光性好，易加工；耐磨性较差，能溶于有机溶剂 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等 脲醛塑料（俗称电玉，英文缩写：UF） 绝缘性好，耐溶剂性好；不耐酸 可制成电器开关、插座及日常用品等 任务3：请同学们分组探究你所了解的橡胶。 【情景引入】橡胶最显著的特点是高弹性，是制造轮胎、密封材料必不可少的原料，为什么天然生橡胶不能直接做轮胎，要经过硫化处理呢？ 【教师提问】请同学们阅读教材相关内容，回答橡胶的分类、结构与性能的关系。 【学生活动】分类：天然橡胶主要成分是聚异戊二烯 合成橡胶包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等，此外还有特种橡胶。 结构与性能：生橡胶是线型结构，弹性好但强度、韧性差，容易老化；经过硫化处理后，线型结构转化为网状结构，得到硫化橡胶，强度、韧性、弹性和化学稳定性都大幅提升，可以用来制造轮胎。 【教师补充】：现在人们开发了耐酸碱腐蚀的氟橡胶、耐高低温的硅橡胶等特种橡胶，在航空航天、国防等尖端领域发挥着不可替代的作用。 【总结讲解】 二、塑料、橡胶、纤维 2.橡胶 橡胶是一类具有高弹性的高分子材料，是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。 ⑴橡胶的分类: ①天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。 ②合成橡胶 异戊橡胶（合成天然橡胶） 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 ⑵橡胶的结构 ①生胶线型：线型结构的橡胶弹性好,但强度和韧性差。 ②硫化胶网状：具有好的强度、韧性、弹性和化学稳定性。 ⑶人们还开发了耐热和耐酸、碱腐蚀的氟橡胶，耐高温和严寒的硅橡胶等特种橡胶。 特种橡胶,在航空、航天和国防等尖端领域中发挥着重要作用。 任务4：请同学们分组探究你所了解的纤维。 【情景引入】我们身上穿的衣物的面料都属于纤维 【教师提问】你知道我们常用的纤维都有哪些种类吗？ 【学生活动】分组讨论后总结纤维的分类： 天然纤维：棉花、麻、羊毛、蚕丝 再生纤维：用天然高分子加工得到，如黏胶纤维、大豆蛋白纤维 合成纤维：以石油、天然气、煤为原料，经聚合得到，如涤纶、锦纶 【教师补充】：再生纤维和合成纤维统称为化学纤维，神舟飞船航天员的航天服就使用了多种高强度的合成纤维，满足航天极端环境的特殊需求。 【总结讲解】 二、塑料、橡胶、纤维 3.纤维 ⑴纤维的分类 ①天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝、麻。 ②再生纤维：黏胶纤维、大豆蛋白纤维等。 用化学方法将农林产品中的纤维素、蛋白质等天然高分子加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维。 ③合成纤维：以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应生产的纤维。 ④再生纤维与合成纤维统称为化学纤维 “神舟”飞船航天员穿的航 天服使用了多种合成纤维。 任务5：请同学们分组讨论常见的合成纤维。 【交互动画】常见的合成纤维 【总结讲解】 二、塑料、橡胶、纤维 3.纤维 ⑵常见的合成纤维 ①丙纶（聚丙烯纤维） ②氯纶（聚氯乙烯纤维） ③腈纶（聚丙烯腈纤维） ④涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯纤维） ⑤锦纶、芳纶（聚酰胺纤维） 从已学的加成反应出发推导加聚反应概念，帮助学生完成概念建构，结合生活实例梳理性质与用途的对应关系，落实“结构决定性质，性质决定用途”的化学核心观念。 过结构差异理解硫化过程对橡胶性能的改进，深化结构决定性质的认识，让学生了解橡胶在尖端科技的应用，拓宽学生视野。 六、课堂小结 七、板书设计 一、有机高分子材料 1.定义：相对分子质量高达几万至几百万，由相同结构单元通过共价键重复连接而成的长链有机化合物 2.分类 天然有机高分子材料：棉花、淀粉、蚕丝（蛋白质）、天然橡胶等 合成有机高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料等 二、常见有机高分子材料 1. 塑料 组成：主要成分为合成树脂，添加增塑剂、防老剂等功能性添加剂 合成：大多通过加聚反应制得 性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工 常见塑料：PE、PVC、PTFE等，各有对应用途 2. 橡胶 分类：天然橡胶（主要成分聚异戊二烯）、合成橡胶、特种橡胶 结构与性能：线型生胶（弹性好，强度差）硫化网状硫化橡胶（强度、韧性、化学稳定性更好） 应用：轮胎、密封材料，特种橡胶用于尖端科技领域 3. 纤维 分类：天然纤维（棉花、羊毛等）→化学纤维（再生纤维+合成纤维） 合成纤维：以化石产品为原料聚合制得，常见有丙纶、涤纶、锦纶、芳纶等 八、随堂练习 1．人们在日常生活中大量使用各种高分子材料，下列说法正确的是 A．聚乙烯塑料是天然高分子材料 B．聚氯乙烯塑料可包装食品 C．羊毛是合成高分子材料 D．硫化橡胶具有更好的强度、韧性 【答案】D 【详解】A．聚乙烯塑料是人们由乙烯经加聚反应产生的高分子化合物，不属于天然高分子材料，A错误； B．聚氯乙烯对人体健康有害，因此不可用于包装食品，B错误； C．羊毛主要成分是蛋白质，是自然界原来就有的材料，属于天然高分子材料，C错误； D．硫化橡胶具有较高的强度和化学稳定性，因此硫化橡胶具有更好的强度、韧性，D正确； 故选D。 2.下列有关塑料的说法不正确的是 A．塑料的主要成分是合成树脂 B．热塑性塑料可以反复加工，多次使用 C．酚醛树脂可制热固性塑料 D．通用塑料可以在任何领域中通用 【答案】D 【详解】A．合成树脂是塑料的主要成分，故A正确； B．热塑性塑料可以在高温下反复加工，多次使用，故B正确； C．热固性塑料常见的品种有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂，故C正确； D．任何塑料都有自己的应用场景，如通用塑料中的聚乙烯，在高温下就不能使用，故D错误； 综上所述，答案为D。 3.化学与生活、生产、科技、环境等密切相，下列说法正确的是 A．烷烃的分子组成都满足，且都互为同系物 B．纤维素、合成纤维、光导纤维都是有机高分子 C．塑料、合成橡胶、黏合剂、涂料都属于有机高分子材料 D．乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使溴水褪色 【答案】C 【详解】A．烷烃的分子组成都满足CnH2n+2(n≥1)，但是彼此不都是同系物，如正戊烷、新戊烷，二者互为同分异构体，故A错误； B．光导纤维主要成分是SiO2，不是有机高分子，故B错误； C．相对分子质量在10000以上分子是高分子，塑料、合成橡胶、粘合剂、涂料都属于有机高分子材料，故C正确； D．乙烯、氯乙烯均可使溴水溶液褪色，聚乙烯中不含碳碳双键，不能使溴水褪色，故D错误； 答案选C。 4. 化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法错误的是 A．乙烯可用作植物生长调节剂 B．橡胶硫化的过程中发生了化学变化 C．高分子材料中的有机物分子均呈链状结构 D．天然橡胶的主要成分聚异戊二烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】C 【详解】A．乙烯能促进植物生长，可用作植物生长调节剂，A正确； B．橡胶硫化过程就是橡胶分子互相交联成为网状结构的过程，发生了化学变化，B正确； C．高分子材料中的有机物分子也可形成网状结构，C错误； D．聚异戊二烯中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确； 故选C。 九、教学反思 本节课采用问题驱动、分组探究的教学模式，结合生活实例展开教学，学生能够主动参与分类讨论、完成概念建构，基本达成教学目标，也能体会到有机高分子材料对生产生活与科技发展的重要价值。但教学中发现，部分学生对天然与合成高分子的区分、常见塑料的用途辨析仍存在混淆，知识应用能力不足。后续教学可增加课后实践任务，让学生收集身边的高分子材料进行分类辨识，结合白色污染问题拓展讨论，强化学生的知识应用能力与环保责任意识。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $