师：同学们，今天我们学习高二人教版化学选择性必修三第五章第一节合成高分子的基本方法。本节课有三个学习目标：认识加聚反应的微观本质，构建加聚反应的一般认知思路；能通过分析加聚物的结构，推测相应的单体；认识缩聚反应的微观本质，构建缩聚反应的一般认知思路，能通过分析缩聚物的结构推测相应的单体；了解高分子的单体、链节、聚合度、端基和平均相对分子质量等基本概念。
高分子通常是相对分子质量在1万以上的有机物。人类对高分子材料的利用历史漫长，最初利用天然高分子，后来学会对其局部结构改进，得到改性天然高分子。现在，我们能够利用小分子直接合成满足需要的高分子，即合成高分子。2020年抗击新冠疫情，建设火神山与雷神山医院时，用到很多高分子材料，比如地面所用的HDPE防渗膜是高密度聚乙烯，选用的PVC塑胶地板是聚氯乙烯。这两种材料都是通过加成聚合反应得到的。
加成聚合反应又称加聚反应。请同学们观察以下能发生加聚反应的物质，它们有什么共同官能团？
生：这三种物质都有碳碳双键。
师：对，发生加聚反应的物质一般具有碳碳双键。请同学们完成合成聚氯乙烯的化学方程式，并说明其单体、聚合物、链节和聚合度。
（同学们完成后对答案）
师：我们把氯乙烯加聚反应的产物称作聚氯乙烯，聚氯乙烯在生活中可做排水管。小分子氯乙烯是如何变成高分子聚氯乙烯的呢？氯乙烯碳双键中的π键断裂，每个双键碳原子都产生一个半键，然后一个氯乙烯分子中具有半键的碳原子，分别与相邻氯乙烯分子中具有半键的碳原子形成碳碳单键连接在一起。通过这种方式，大量小分子氯乙烯互相连接形成长链，即聚氯乙烯。
我们把整个长链的重复部分取出来，用中括号括上，右下方加下标n，就得到聚氯乙烯的结构简式，n表示这个重复结构单元在链条中重复了n次。根据元素守恒，反应物氯乙烯的系数也应该是n。我们把加聚反应的反应物称作单体，生成的高分子称作聚合物，聚合物中重复的结构单元称作链节，高分子结构简式中的n称作聚合度。
根据链节和聚合度的含义，聚合物的平均相对分子质量与链节的平均相对分子质量和聚合度有什么关系？
生：聚合物的平均相对分子质量等于链节的平均相对分子质量乘以聚合度。
师：对。一种聚氯乙烯的分子量约为10的6次方，其聚合度约为多少？
生：聚合度n等于高分子的平均相对分子质量除以链节的相对分子质量，约为16000。
师：现在小结一下如何由单体写加聚反应的高聚物。把单体的碳碳双键的π键断裂，每个双键碳原子都产生一个半键，这样就得到链节，然后把链节用中括号括上，右下方加下标n，就得到高分子的结构简式。再小结一下如何由加聚反应高聚物写单体。把高分子的结构简式去掉中括号和下标n，恢复链节，然后在具有半键的碳原子之间恢复碳双键，就得到了高聚物的单体。现在尝试用刚才小结的方法完成活动一。
（同学们完成相关练习）
师：我们把两种单体的碳双键的键均断裂，每种单体的每个双键碳原子都产生一个半键。写的时候注意把第二种单体的甲基位置做一下调整，然后把一种单体中具有半键的碳原子与相邻另一种单体具有半键的碳原子用碳碳单键连接起来，就得到了链节。最后给链节用中括号括上，右下方加下标n，这样就得到高分子的结构简式。该高分子的名字叫做乙丙橡胶，生活中常用来做防水卷材。请问高聚物的结构简式还有没有另外一种写法？
生：把第二种单体调转180度，可以得到高聚物结构简式的另外一种写法。
师：对，这两种写法表示的高分子结构其实是一样的，本节课我们就不深入讨论了，有兴趣探索的同学可以将两种写法的链节都重复两次，就能看出两种写法其实一样。接下来完成活动。
（同学们继续完成相关逆向思维练习）
师：我们观察一下单体，这种单体具有共轭二烯的结构，共轭二烯是通过一次加成实现聚合的，我们应该同时断开两个碳碳双键，然后在2、3号碳原子之间形成碳碳双键，这样1、4号碳原子均产生半键，就得到了高聚物的链节。我们可以简单描述反应物分子中化学键的变化，即双变单、单变双。最后将链节括上中括号，右下方加下标n，就得到高分子的结构简式。接下来完成活动。
（同学们完成相关练习）
师：接下来学习另外一种合成高分子的方法——缩合聚合反应，简称为缩聚反应。首先回顾一下酯化反应是如何断键的，口诀是“酸脱羟基醇脱氢”。在乙酸分子与乙醇分子发生酯化反应时，乙酸分子中的碳氧单键断裂，乙醇分子中的氢氧键断裂，然后乙酸分子具有半键的碳与乙醇分子具有半键的氧形成碳氧单键，生成乙酸乙酯，羟基和氢原子则生成水。请同学们观察己二酸与乙二醇的官能团特点，二者能否通过酯化反应生成链状的高分子？
生：二者可以通过酯化反应生成链状高分子。己二酸分子两个羧基中碳氧键均断裂，产生两个具有半键的碳原子；乙二醇分子两个氧氢键均断裂，产生两个具有半键的氧原子，然后具有半键的碳原子与相邻具有半键的氧原子形成碳氧单键，从而形成高分子。
师：对。我们找到高分子链条上的重复单元，即链节，用中括号括起来加下标n，但这还不是缩聚反应高聚物最终的结构简式。请问高分子链条最左端的羧基和最右端的羟基有没有脱水酯化？
生：没有。
师：所以我们要分别把两端的羧基和羟基补全，也就是中括号左边补羟基，右边补氢，这才是缩聚反应高分子的结构简式。缩聚反应的反应物称作单体，生成的高分子称作聚合物，高分子的重复单元，即中括号括住的部分，称作链节，两边的羟基和氢称作端基，下标n仍然称作聚合度。请问方程式中己二酸和乙二醇的系数分别为多少？
生：根据元素守恒，聚合度是n，两种反应物的系数也均应该是n。
师：请问方程式中水的系数为多少？
生：n个己二酸分子有2n个羧基，n个乙二醇分子有2n个羟基。如果全部脱水酯化，应该生成2n个水，但两端的羧基和羟基没有脱水，所以总共生成2n - 1个水，方程式中水的系数为2n - 1。