第一单元微项目甲醛的危害与去除利用电负性分析与预测物质性质（2019选修二物质结构与性质）

第1章原子结构与元素性质微项目甲醛的危害与去除——利用电负性分析与预测物质性质鲁科版2019选修二物质结构与性质解释甲醛危害产生的原因室内空气中甲醛的检测与去除项目活动一项目活动二(1)认识如何借助电负性分析化学键中电荷的分布。(2)体会借助电负性认识与预测有机化合物某些性质的思路和方法。(3)了解甲醛的性质、对人 体健康的危害以及去除方法。项目学习目标项目背景1.甲醛的危害(1)当室内空气中甲醛含量超过0.1mg·m-3时,人会有不适感,甚至会出现免疫功能异常。(2)食用含有甲醛的食品会损害人体健康。2.电负性的应用利用电负性可以简便而有效地预测化学键中电荷的分布进而预测物质的某些性质以及可能发生的某些化学反应。项目活动一、解释甲醛危害产生的原因甲醛进入人体后,分子中的羰基与蛋白质分子中的氨基发生反应,使蛋白质失去原有的活性。甲醛能够防腐也是基于此原理。

COHH

COHH发生加成反应先发生加成反应再脱水甲醛与蛋白质反应：反应前反应后1.发生加成反应的过程分析：当A和B两种元素的原子以共价键结合时,如果它们的电负性不同，电负性大的元素的原子带有较多的负电荷(用δ-表示),电负性小的元素的原子带有较多的正电荷(用δ+表示),如H-Cl。两种元素的电负性相差越大,原子所带电荷的偏移就越明显。方法引导δ+

δ-

COHH

NHRH(R’)

δ-δ+

δ+

δ-+

NCOHRH(R’)HH①甲醛的碳氧双键中电荷分布不均衡,双键上的不饱和碳原子带部分正电荷、氧原子带部分负电荷;蛋白质分子的N-H键中电荷分布也不均衡,氮原子带部分负电荷,氢原子带部分正电荷。②发生加成反应时,N—H键断裂,C=O键中的一个键断裂,碳原子与带部分负电荷的氮原子结合,氧原子与带部分正电荷的氢原子结合,形成C-N键和0-H键。2.先发生加成反应再脱水的过程分析：

NHR’’H(R’’’)

δ-δ+

δ+

δ-+

NCOHRH(R’)HH-H2O

NCN

RH(R’)HHR’’（H）R’’’甲醛发生加成反应后,生成的—CH2OH与

N—H继续发生取代反应,同样遵循“正找负”“负找正”的规律,该过程中断裂C—0键和N—H键,同时形成C—N键和H—O键。利用电负性认识和预测物质性质的流程

借助电负性认识与预测有机化合物某些性质的思路和方法找到可能发生反应的断键部位依据"正""负"结合的规律推测断键后的分子片段如何重组利用电负性分析断键部位电荷的分布双键部位发生加成反应单键部位发生取代反应项目活动二、室内空气中甲醛的检测与去除人们为什么谈甲醛色变?(1)在装修房子的过程中,甲醛可能存在于屋内的任何角落，如:床、沙发、衣柜、窗帘、书桌等。(2)甲醛属于一类致癌物,长期吸入过量甲醛,会造成上呼吸道等疾病。严重情况下还可能造成基因突变和染色体损伤。(3)甲醛完全释放需要3~15年的时间。装修后检测室内空气中甲醛的含量越来越引起公众的重视。若出现含量超标的情况,要想办法去除。 检测室内空气中的甲醛含量时常用的检测试剂是3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐水合物(MBTH)。当检测试剂与空气接触后,溶液的颜色越深,说明空气中的甲醛浓度越高;将溶液与标准比色卡进行比较,便可以知道空气中的甲醛浓度。1.环境中甲醛的检测及原理分析该方法的原理是甲醛与MBTH反应生成物质A,A再参与一系列反应,最终生成蓝绿色化合物,生成物质A的反应如下:

COHH（已省略HCl和H2O）思考：该反应属于什么反应类型？分析MBTH生成A的反应中化学键的变化情况。

COHH+加成反应消去反应思考：分析甲醛的性质，结合上述甲醛测定反应，讨论可以采用什么方法去除甲醛。①氨类、胺类衍生物、酚类物质等由于可以与甲醛发生加成反应，继而发生消去反应，生成水和一种稳定的有机化合物，从而达到去除甲醛的目的。例如一类甲醛清除剂是氨基化合物，与甲醛发生的反应如下:R-NH₂+HCHOR一N=CH₂+H2O；②利用氧化剂的氧化能力也可以与甲醛发生氧化还原反应，例如二氧化氧的装修除味剂就属于氧化还原类甲醛清除剂。③通过室内空气的流通，可以降低室内空气中有害物质的含量，从而减少此类物质对人体的危害。使用多孔材料通过物理吸附的方法也可以去除甲醛，例如活性炭价格便宜，吸附力强，是理想的吸附材料。2.环境中甲醛的去除2.环境中甲醛的去除实验验证氨水和高锰酸钾溶液吸收甲醛①实验用品:甲醛检测试剂盒、蒸馏水、甲醛溶液、乙醛溶液、氨水、酸性KMnO4,溶液;试管、试管架、胶头滴管。②实验方案的设计与实施序号 实验方案

实验现象 实验结论与分析甲乙向氨水中加入几滴酚酞溶液,溶液变为红色,将所得溶液分成两等份,分别放入两支试管中,编号为1和2。向1中加入过量甲醛溶液,2中加入与甲醛溶液等体积的蒸馏水,分别观察溶液颜色变化。向两支试管中分别加入等体积等浓度的酸性高锰酸钾溶液,编号为3和4。向3中加人过量甲醛溶液,4中加人等体积蒸馏水,观察溶液颜色变化3中酸性高锰酸钾溶液褪色,4中溶液颜色变化没有3中明显1中溶液褪色,2中溶液无明显变化。加入甲醛溶液后滴有酚酞的氨水褪色可能是因为甲醛和酚酞或氨水发生了反应。酸性高锰酸钾溶液可以与甲醛反应,对甲醛有较好的吸收效果请设计实验证明实验甲中是氨水与甲醛发生反应。向实验甲试管1中再加入氨水,观察溶液颜色变化，若再加氨水后溶液变红,则证明褪色的原因是氨和甲醛发生了反应,氨水可以用来吸收甲醛。迁移应用

AB3.对A、B两种主族元素(除IA族)来说,下列叙述正确的是

(

)A.若A的电负性大于B,则A的第一电离能一定大于BB.若A的电负性大于B,则A失电子的能力大于BC.若A的电负性大于B,则A得电子的能力大于BD.若A的电负性大于B,则A的原子半径一定小于B4.已知下列元素的电负性数据,下列判断不正确的是

(

)

A.Be元素电负性介于1.0~2.0

B.Ge既具有金属性,又具有非金属性C.C和CI可形成极性键

D.O和F形成的化合物中O显正价元素LiBCOFNaMgClGe电负性1.02.02.53.54.00.91.23.01.8CA5.请回答下列问题:(1)写出基态As原子的核外电子排布式:

,根据元素周期律,原子半径:Ga_____As(填“大于”或“小于”,下同),第一电离能:Ga______As。 (2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为

;H、O、S的电负性由大到小的顺序是

。B和N相比，电负性较大的是

_;BN中B元素的化合价为

;从电负性角度分析,C、Si、O的非金属性由强至弱的顺序为

。(3)0、Na、P、CI四种元素中电负性最大的是

(填元素符号),其中基态P原子的核外电子排布式为

。(4)①N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下,则该元素是_____(填写元素符号)。 ②Ge的最高价氯化物的分子式是

。③Ge元素可能的性质或应用有

(填序号)。A.是一种活泼的金属元素

B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料

D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点大于CD电离能I1I2I3I4.....I/(kJ·mol-1

)578181727451