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高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2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学案
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2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学案
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必备知识·自主学习一、解释甲醛的危害产生的原因1．原因观察上图，甲醛之所以有毒，是因为甲醛分子中的羰基与蛋白质分子中的氨基发生反应，使蛋白质失去活性。发生的反应类型有加成反应和取代反应。2．机理反应类型：加成反应反应类型：取代反应3．反应规律遵循“正找负”“负找正”规律。二、室内空气中甲醛的检测与去除1．甲醛的检测(1)检测试剂：MBTH，常被用来制成甲醛检测试剂盒。(2)检测原理：当空气含有甲醛时，会生成蓝绿色化合物，颜色越深，说明空气中甲醛浓度越高。2．甲醛的去除(1)化学方法①甲醛性质的推测②实验方案设计的实施探究实验用品：甲醛检测试剂盒，甲醛溶液，乙醛溶液，氨水，酸性高锰酸钾溶液，试管，试管架，胶头滴管。③结论：氨、胺类、酚类物质等可以与甲醛发生加成反应；氧化剂如酸性高锰酸钾等可以与甲醛发生氧化还原反应。(2)物理方法室内空气流通、使用多孔材料物理吸附，如活性炭等。(1)甲醛还可以与醇类、氢氰酸(HCN)发生加成反应，那么与醇类、氢氰酸(HCN)发生加成反应的产物是什么？以乙醛与CH3OH、HCN反应为例，写出反应方程式。提示：乙醇与乙醛发生加成反应，断氧氢键，因为氧的电负性大于氢，所以氧带部分负电荷，氢带部分正电荷，发生如下反应：氢氰酸与乙醛发生加成反应，断碳氢键，因为碳的电负性大于氢，所以碳带部分负电荷，氢带部分正电荷，发生如下反应：(2)根据所学知识，除了用氨及其衍生物、酸性高锰酸钾，活性炭等吸收甲醛外，还可以用哪些物质吸收？提示：银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液。关键能力·合作学习知识点一 取代反应的原理(1)原理：从化学键类型分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。两种试剂中符合“正找负，负找正”的原则。(2)通式：—＋— →A—B1＋A1—B知识点二 加成反应的原理(1)原理：发生加成反应时，不饱和键两端带部分正电荷δ＋(或部分负电荷δ－)的原子与试剂中带部分负电荷δ－(或部分正电荷δ＋)的原子或原子团结合，生成反应产物。(2)通式：(3)羰基的加成反应：氢氰酸(HCN)、氨(NH3)及氨的衍生物、醇等可以与醛酮发生加成反应，其原理可以表示为以乙醛为例，写出下列反应方程式：(1)甲醛与氨基发生加成反应时，碳氧双键中带正电的部分与氨基中的哪一部分相连？提示：甲醛与氨基发生加成反应时，碳氧双键中带正电的部分与氨基中的带负电的部分相连。(2)利用氨水除去甲醛和利用酸性高锰酸钾除去甲醛这两个反应中甲醛表现出来的性质是否相同？提示：氨水与甲醛反应利用的是甲醛中的碳氧双键能够加成，甲醛能与酸性高锰酸钾发生反应利用的是甲醛的还原性。(3)广义的水解观认为：无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果是反应中各物质和水分别解离成两部分，然后两两重新组合成新的物质。根据上述观点利用电负性分析和预测ICl水解产物是什么？提示：ICl中因为Cl的电负性大于I，Cl显负电，结合氢离子生成HCl，I显正电结合氢氧根离子生成HIO。【典例】(2021·济宁高二检测)某中学同学在一本英文杂志上发现2张描述结构变化的简图如图(图中“－～－”是长链的省略符号)：未读原文，他已经理解：图1是蛋白质的模型化的结构简图，图2是由于蛋白质与某种物质发生反应后的模型化的结构简图，该物质是( )A．甲醛 B．乙醛 C．甲醇 D．乙醇【解析】选A。根据题图不难看出，是甲醛与蛋白质中的氨基(蛋白质相当于氨的衍生物)发生了加成反应，使蛋白质失去了生理活性。甲醛有毒，能够防腐，都是基于这个原因。利用电负性认识和预测物质性质的思路与方法：有人认为CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br＋和Br－，然后Br＋首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br－与另一端碳原子结合，根据该观点如果让CH2=CH2与Br2在盛有NaCl和NaI的水溶液中反应，则得到的有机物不可能是( )A．BrCH2CH2Br B．ClCH2CH2ClC．BrCH2CH2I D．BrCH2CH2Cl【解析】选B。本题是一道信息给定题，可以根据题意的相关信息来回答，根据题目信息：CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br＋和Br－，然后Br＋首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br－与另一端碳原子结合来判断产物。按照题意，第一步肯定要上Br＋，即一定会出现BrCH2CH2—的结构，第二步才能上阴离子，NaCl和NaI的水溶液中含有氯离子和碘离子还有溴水中的溴离子，可以分别加在碳原子上，ACD均可以，故B错误。课堂检测·素养达标1．现代家庭室内装修日益受到人们的推崇，由此引起的室内空气污染也成为人们关注的焦点，其中由装修材料和家具的黏合剂等挥发出的甲醛是造成室内空气污染的主要物质，根据甲醛的性质，下列做法正确的是( )A．装修完接着就入住B．装修尽可能选择在温度较低的冬季进行，以减少甲醛的挥发C．尽可能选择绿色环保的装饰材料进行装修D．通风后甲醛可以释放完全【解析】选C。甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的有毒气体，装修完接着就入住，甲醛没有挥发掉，会危害人体健康，故A错误；在温度较低的冬季进行装修，甲醛挥发慢，会危害人体健康，故B错误；绿色环保的装饰材料，甲醛含量低或者没有，这样可以防止甲醛危害人体健康，故C正确；通风后甲醛不会完全排出，还会危害人体健康，故D错误。2．一种测定室内甲醛含量的方法如下：已知：溶液中有色物质浓度越大，吸光度越大。下列说法正确的是( )A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2B．反应①生成44.8 L CO2时转移8 mol电子C．检验反应②后溶液中是否生成Fe2＋，只能选用酸性高锰酸钾溶液D．要保证每步反应都完全转化才能准确测定甲醛的含量【解析】选D。反应①的化学方程式为2Ag2O＋HCHO===4Ag＋CO2＋H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，故A错误；气体状态条件不确定，无法计算转移电子的物质的量，故B错误；检验Fe2＋可用铁氰化钾试剂，故C错误；若反应物不能完全转化，则无法准确测定产物的量，故D正确。3．已知六种元素H、S、N、Al、Cl、Si的电负性分别为2.1、2.5、3.0、1.5、3.0、1.8。一般认为，如果两种成键元素间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果成键元素间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。某有机化合物A的结构简式为，下列有关说法正确的是( )A．A中S和N的共用电子对偏向SB．A中S和N的共用电子对偏向NC．AlCl3、AlN和Al2S3都是离子化合物D．在化合物SiH4中，Si的化合价是－4【解析】选B。S元素的电负性比N元素的小，所以二者之间的共用电子对偏向N，A错误、B正确；三者均为共价化合物，C错误；H与Si相比，H的电负性大，故H应该显负价，Si显正价，D错误。4．元素的电负性(用γ表示)和元素的化合价一样，也是元素的一种性质。表中给出了14种元素的电负性：已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，一般形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，一般形成共价键。(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律_________。(2)估计钙元素的电负性的取值范围：______<γ<________。(3)请指出下列化合物中显正价的元素：NaH：________，NH3：________，CH4：______，ICl：________。(4)表中符合“对角线规则”的元素有Be和________、B和________，它们的性质分别有一定的相似性，原因是_____________________；写出表示Be(OH)2显两性的离子方程式：_________________________。【解析】(1)由题给信息可知，同周期从左到右，元素原子的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素原子的电负性逐渐减小。(2)结合电负性变化规律和元素周期表知，电负性大小：K
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必备知识·自主学习一、解释甲醛的危害产生的原因1．原因观察上图，甲醛之所以有毒，是因为甲醛分子中的羰基与蛋白质分子中的氨基发生反应，使蛋白质失去活性。发生的反应类型有加成反应和取代反应。2．机理反应类型：加成反应反应类型：取代反应3．反应规律遵循“正找负”“负找正”规律。二、室内空气中甲醛的检测与去除1．甲醛的检测(1)检测试剂：MBTH，常被用来制成甲醛检测试剂盒。(2)检测原理：当空气含有甲醛时，会生成蓝绿色化合物，颜色越深，说明空气中甲醛浓度越高。2．甲醛的去除(1)化学方法①甲醛性质的推测②实验方案设计的实施探究实验用品：甲醛检测试剂盒，甲醛溶液，乙醛溶液，氨水，酸性高锰酸钾溶液，试管，试管架，胶头滴管。③结论：氨、胺类、酚类物质等可以与甲醛发生加成反应；氧化剂如酸性高锰酸钾等可以与甲醛发生氧化还原反应。(2)物理方法室内空气流通、使用多孔材料物理吸附，如活性炭等。(1)甲醛还可以与醇类、氢氰酸(HCN)发生加成反应，那么与醇类、氢氰酸(HCN)发生加成反应的产物是什么？以乙醛与CH3OH、HCN反应为例，写出反应方程式。提示：乙醇与乙醛发生加成反应，断氧氢键，因为氧的电负性大于氢，所以氧带部分负电荷，氢带部分正电荷，发生如下反应：氢氰酸与乙醛发生加成反应，断碳氢键，因为碳的电负性大于氢，所以碳带部分负电荷，氢带部分正电荷，发生如下反应：(2)根据所学知识，除了用氨及其衍生物、酸性高锰酸钾，活性炭等吸收甲醛外，还可以用哪些物质吸收？提示：银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液。关键能力·合作学习知识点一 取代反应的原理(1)原理：从化学键类型分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。两种试剂中符合“正找负，负找正”的原则。(2)通式：—＋— →A—B1＋A1—B知识点二 加成反应的原理(1)原理：发生加成反应时，不饱和键两端带部分正电荷δ＋(或部分负电荷δ－)的原子与试剂中带部分负电荷δ－(或部分正电荷δ＋)的原子或原子团结合，生成反应产物。(2)通式：(3)羰基的加成反应：氢氰酸(HCN)、氨(NH3)及氨的衍生物、醇等可以与醛酮发生加成反应，其原理可以表示为以乙醛为例，写出下列反应方程式：(1)甲醛与氨基发生加成反应时，碳氧双键中带正电的部分与氨基中的哪一部分相连？提示：甲醛与氨基发生加成反应时，碳氧双键中带正电的部分与氨基中的带负电的部分相连。(2)利用氨水除去甲醛和利用酸性高锰酸钾除去甲醛这两个反应中甲醛表现出来的性质是否相同？提示：氨水与甲醛反应利用的是甲醛中的碳氧双键能够加成，甲醛能与酸性高锰酸钾发生反应利用的是甲醛的还原性。(3)广义的水解观认为：无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果是反应中各物质和水分别解离成两部分，然后两两重新组合成新的物质。根据上述观点利用电负性分析和预测ICl水解产物是什么？提示：ICl中因为Cl的电负性大于I，Cl显负电，结合氢离子生成HCl，I显正电结合氢氧根离子生成HIO。【典例】(2021·济宁高二检测)某中学同学在一本英文杂志上发现2张描述结构变化的简图如图(图中“－～－”是长链的省略符号)：未读原文，他已经理解：图1是蛋白质的模型化的结构简图，图2是由于蛋白质与某种物质发生反应后的模型化的结构简图，该物质是( )A．甲醛 B．乙醛 C．甲醇 D．乙醇【解析】选A。根据题图不难看出，是甲醛与蛋白质中的氨基(蛋白质相当于氨的衍生物)发生了加成反应，使蛋白质失去了生理活性。甲醛有毒，能够防腐，都是基于这个原因。利用电负性认识和预测物质性质的思路与方法：有人认为CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br＋和Br－，然后Br＋首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br－与另一端碳原子结合，根据该观点如果让CH2=CH2与Br2在盛有NaCl和NaI的水溶液中反应，则得到的有机物不可能是( )A．BrCH2CH2Br B．ClCH2CH2ClC．BrCH2CH2I D．BrCH2CH2Cl【解析】选B。本题是一道信息给定题，可以根据题意的相关信息来回答，根据题目信息：CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br＋和Br－，然后Br＋首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br－与另一端碳原子结合来判断产物。按照题意，第一步肯定要上Br＋，即一定会出现BrCH2CH2—的结构，第二步才能上阴离子，NaCl和NaI的水溶液中含有氯离子和碘离子还有溴水中的溴离子，可以分别加在碳原子上，ACD均可以，故B错误。课堂检测·素养达标1．现代家庭室内装修日益受到人们的推崇，由此引起的室内空气污染也成为人们关注的焦点，其中由装修材料和家具的黏合剂等挥发出的甲醛是造成室内空气污染的主要物质，根据甲醛的性质，下列做法正确的是( )A．装修完接着就入住B．装修尽可能选择在温度较低的冬季进行，以减少甲醛的挥发C．尽可能选择绿色环保的装饰材料进行装修D．通风后甲醛可以释放完全【解析】选C。甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的有毒气体，装修完接着就入住，甲醛没有挥发掉，会危害人体健康，故A错误；在温度较低的冬季进行装修，甲醛挥发慢，会危害人体健康，故B错误；绿色环保的装饰材料，甲醛含量低或者没有，这样可以防止甲醛危害人体健康，故C正确；通风后甲醛不会完全排出，还会危害人体健康，故D错误。2．一种测定室内甲醛含量的方法如下：已知：溶液中有色物质浓度越大，吸光度越大。下列说法正确的是( )A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2B．反应①生成44.8 L CO2时转移8 mol电子C．检验反应②后溶液中是否生成Fe2＋，只能选用酸性高锰酸钾溶液D．要保证每步反应都完全转化才能准确测定甲醛的含量【解析】选D。反应①的化学方程式为2Ag2O＋HCHO===4Ag＋CO2＋H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，故A错误；气体状态条件不确定，无法计算转移电子的物质的量，故B错误；检验Fe2＋可用铁氰化钾试剂，故C错误；若反应物不能完全转化，则无法准确测定产物的量，故D正确。3．已知六种元素H、S、N、Al、Cl、Si的电负性分别为2.1、2.5、3.0、1.5、3.0、1.8。一般认为，如果两种成键元素间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果成键元素间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。某有机化合物A的结构简式为，下列有关说法正确的是( )A．A中S和N的共用电子对偏向SB．A中S和N的共用电子对偏向NC．AlCl3、AlN和Al2S3都是离子化合物D．在化合物SiH4中，Si的化合价是－4【解析】选B。S元素的电负性比N元素的小，所以二者之间的共用电子对偏向N，A错误、B正确；三者均为共价化合物，C错误；H与Si相比，H的电负性大，故H应该显负价，Si显正价，D错误。4．元素的电负性(用γ表示)和元素的化合价一样，也是元素的一种性质。表中给出了14种元素的电负性：已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，一般形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，一般形成共价键。(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律_________。(2)估计钙元素的电负性的取值范围：______<γ<________。(3)请指出下列化合物中显正价的元素：NaH：________，NH3：________，CH4：______，ICl：________。(4)表中符合“对角线规则”的元素有Be和________、B和________，它们的性质分别有一定的相似性，原因是_____________________；写出表示Be(OH)2显两性的离子方程式：_________________________。【解析】(1)由题给信息可知，同周期从左到右，元素原子的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素原子的电负性逐渐减小。(2)结合电负性变化规律和元素周期表知，电负性大小：K
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