第1章 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(课件 学案)高中化学 鲁科版(2019)选择性必修2

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名称 第1章 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(课件 学案)高中化学 鲁科版(2019)选择性必修2
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文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-10-20 16:34:52

文档简介

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
课程 标准 1.利用电负性规律分析甲醛与蛋白质反应的原理;会根据电负性判断加成反应的规律。 2.了解甲醛的检验原理及去除方法。 3.知道利用电负性认识物质性质的思路与方法
项目活动(一) 解释甲醛危害产生的原因
1.甲醛的危害
(1)当室内空气中甲醛含量超过0.1 mg·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.甲醛产生危害的原因
甲醛之所以有毒,是因为甲醛进入人体后,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。
3.分子中的电荷分布
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。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。
甲醛与蛋白质反应如图所示
【交流讨论】
1.标出甲醛分子中CO键及蛋白质分子中N—H键的电荷分布。并分析原因。
2.分析发生反应时①处的化学键变化。
3.②处先与一个—NH2发生加成反应,其产物又与另一个—NH2发生取代反应脱去一个H2O分子。试分析发生反应时②处的化学键变化。
4.通过上述加成反应和取代反应分析,断键后的分子片段是如何重组的?
利用电负性认识和预测物质性质的流程
1.醛基中的碳氧双键能与NH3发生加成反应,CH3CHO与NH3发生加成反应的产物是(  )
A. B.CH3CH2ONH2
C.CH3CH2NHOH D.HOCH2CH2NH2
2.调查发现,经过装修的居室中装修材料会缓慢释放出某些化学物质,这些物质浓度过高,会危害人的身体。这些污染物中最常见的是(  )
A.甲醛 B.一氧化碳
C.二氧化硫 D.臭氧
3.有人认为CH2CH2与Br2的加成反应,实质是Br2先断裂为Br+和Br-,然后Br+首先与CH2CH2一端碳原子结合,第二步才是Br-与另一端碳原子结合,根据该观点如果让CH2CH2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.ClCH2CH2Cl
C.BrCH2CH2I D.BrCH2CH2Cl
4.乌洛托品在工业生产中有广泛用途,其结构式如图所示。下列说法正确的是(  )
A.化学式为C6H12N4,属于饱和烃
B.不能发生加成反应,一氯取代产物有3种
C.分子中既含极性共价键又含非极性共价键
D.可由甲醛(HCHO)与氨气按物质的量之比3∶2完全反应制得
5.下列有关物质的性质与应用的说法正确的是(  )
A.甲醛可以使蛋白质变性,常用于食品保鲜
B.氧化铝熔点高,常用于制造耐火材料
C.氧化钠可用作呼吸面具中的供氧剂
D.常温下,可用铁槽车或铝槽车运输稀硝酸
项目活动(二) 室内空气中甲醛的检测与去除
1.室内甲醛的检测方法
MBTH法: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。
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。
2.室内空气中甲醛的去除
(1)氨、胺类、酚类物质等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,一类甲醛清除剂的有效成分是氨基化合物,其与甲醛发生的反应如下:
R—NH2+HCHOR—NCH2+H2O
(2)利用氧化剂与甲醛发生氧化还原反应也可以去除甲醛。例如,含二氧化氯的装修除味剂就属于氧化还原类甲醛清除剂。
(3)室内空气的流通可以降低室内空气中有害物质如甲醛的含量,从而减少此类物质对人体健康的危害。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。但是需要注意的是,吸附具有一定的吸附容量和度,一定时间后要定期更换活性炭。
1.在入住装修过的新房之前,下列做法中错误的是(  )
①紧闭门窗,防止装修面干裂、变质
②适度开窗通气,充分地进行内外空气对流
③用高浓度的甲醛溶液对室内环境消毒
④在各个房间内均匀地放置适量的吊兰、芦荟等植物
A.①②  B.①③  C.①④  D.②④
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∶2
B.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
3.甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛,反应的方程式为CH3OHHCHO+H2。
①发生反应时的过程如图所示,从热效应角度判断,该反应为    反应。
②下列方法中能加快反应速率的是   (填字母)。
a.使用催化剂
b.升高温度
c.降低反应物浓度
(2)甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛含量检测及处理。
①某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理,其结构如图所示。电极a为    (填“正”或“负”)极,在电极b上发生的反应类型为    (填“氧化”或“还原”)反应。
②探测仪工作时,电子从    (填“a”或“b”)极流出,总反应的方程式为       。
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
【基础知识·准落实】
项目活动(一)
探究活动
交流讨论
1.提示:、。因为O的电负性大于C的电负性,N的电负性大于H的电负性。
2.提示:根据图中反应前后对比看出N—H键断裂,CO键中的一个键断裂,同时形成C—N键和O—H键。
3.提示:发生加成反应时,断裂N—H键和CO键中的一条键,形成C—N键和O—H键;加成产物继续反应时断裂C—O键和N—H键,同时形成C—N键和H—O键(生成了H2O)。
4.提示:带部分正电荷的原子或基团,与带部分负电荷的原子或基团相连、重组。遵循“正找负”“负找正”的规律。如
自主练习
1.A 醛基中O原子带部分负电荷,NH3中H原子带部分正电荷,则NH3中的一个H原子与醛基中的O原子结合,形成羟基;醛基中的不饱和碳原子带部分正电荷,NH3中的N原子带部分负电荷,则NH3中的N原子与醛基中的C原子结合成键,A项正确。
2.A 甲醛、苯、醚等常用于装饰材料的溶剂和防腐剂,皆对人体有害,为致癌物质,为装饰材料的主要污染物质,而一氧化碳、二氧化硫和臭氧不能由装饰材料释放出来。
3.B 按照题意,第一步肯定要结合Br+,即一定会出现BrCH2CH2—,第二步才能结合阴离子,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,A、C、D均可以,B符合题意。
4.D 其分子中含有氮元素,不是烃,A错误;一氯取代产物只有1种,B错误;分子中不存在非极性键,C错误;根据原子守恒可知该有机物可由甲醛(HCHO)与氨气按物质的量之比3∶2完全反应制得,D正确。
5.B 甲醛有毒,不能用于食品保鲜,故A错误;氧化铝(Al2O3)具有很高的熔点,可用于制造耐火材料,故B正确;过氧化钠与水、二氧化碳反应可生成氧气,而氧化钠与水、二氧化碳反应不能生成氧气,所以过氧化钠用作供氧剂,故C错误;常温下,可用铁槽车或铝槽车运输浓硝酸,故D错误。
项目活动(二)
自主练习
1.B 装修过的新房,其建筑材料和装修材料都会释放出多种大量的有害物质,①错误,②正确;一般的房屋装修材料和黏合剂都能释放出甲醛,甲醛对人体有严重的危害,③错误;许多种花草都有吸收有害物质的功能,如常春藤和铁树可以吸收苯,吊兰、芦荟、虎尾兰可以吸收甲醛等,④正确。
2.D 反应①为2Ag2O+HCHO4Ag+CO2+H2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1,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,B错误;若溶液中含有氯离子,则不可选用酸性高锰酸钾溶液检验,C错误;若不能完全转化,则无法准确测定产物的量,进而无法准确测定甲醛的含量,D正确。
3.(1)①吸热 ②ab (2)①正 氧化 ②b HCHO+O2H2O+CO2
解析:(1)①由图可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,说明该反应是吸热反应;②使用催化剂,能加快反应速率,故a选;升高温度,能使反应速率加快,故b选;降低反应物浓度,反应速率降低,故c不选。(2)①电极a参与反应的物质是O2,生成H2O,发生还原反应,则电极a为正极,电极b为负极,负极发生氧化反应;②由①可知,电极a为正极,电极b为负极,原电池中电子由负极流向正极,即电子从b极流出;根据图示,该电池的工作原理是甲醛与氧气反应生成二氧化碳和水,总反应的方程式为HCHO+O2CO2+H2O。
4 / 4(共31张PPT)
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
课程 标准 1.利用电负性规律分析甲醛与蛋白质反应的原理;会根据
电负性判断加成反应的规律。
2.了解甲醛的检验原理及去除方法。
3.知道利用电负性认识物质性质的思路与方法
基础知识·准落实
梳理归纳 高效学习
项目活动(一) 解释甲醛危害产生的原因
1. 甲醛的危害
(1)当室内空气中甲醛含量超过0.1 mg·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. 甲醛产生危害的原因
甲醛之所以有毒,是因为甲醛进入人体后,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。
3. 分子中的电荷分布
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 。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。
甲醛与蛋白质反应如图所示
【交流讨论】
1. 标出甲醛分子中C O键及蛋白质分子中N—H键的电荷分布。并
分析原因。
提示: 、 。因为O的电负性大于C的电负性,N的
电负性大于H的电负性。
2. 分析发生反应时①处的化学键变化。
提示:根据图中反应前后对比看出N—H键断裂,C O键中的一
个键断裂,同时形成C—N键和O—H键。
3. ②处 先与一个—NH2发生加成反应,其产物又与另一
个—NH2发生取代反应脱去一个H2O分子。试分析发生反应时②处
的化学键变化。
提示:发生加成反应时,断裂N—H键和C O键中的一条键,形
成C—N键和O—H键;加成产物继续反应时断裂C—O键和N—H
键,同时形成C—N键和H—O键(生成了H2O)。
4. 通过上述加成反应和取代反应分析,断键后的分子片段是如何
重组的?
提示:带部分正电荷的原子或基团,与带部分负电荷的原子或基团相连、重组。遵循“正找负”“负找正”的规律。如
利用电负性认识和预测物质性质的流程
1. 醛基中的碳氧双键能与NH3发生加成反应,CH3CHO与NH3发生加
成反应的产物是(  )
A. B. CH3CH2ONH2
C. CH3CH2NHOH D. HOCH2CH2NH2
解析:  醛基中O原子带部分负电荷,NH3中H原子带部分正电
荷,则NH3中的一个H原子与醛基中的O原子结合,形成羟基;醛
基中的不饱和碳原子带部分正电荷,NH3中的N原子带部分负电
荷,则NH3中的N原子与醛基中的C原子结合成键,A项正确。
2. 调查发现,经过装修的居室中装修材料会缓慢释放出某些化学物
质,这些物质浓度过高,会危害人的身体。这些污染物中最常见的
是(  )
A. 甲醛 B. 一氧化碳
C. 二氧化硫 D. 臭氧
解析:  甲醛、苯、醚等常用于装饰材料的溶剂和防腐剂,皆对
人体有害,为致癌物质,为装饰材料的主要污染物质,而一氧化
碳、二氧化硫和臭氧不能由装饰材料释放出来。
3. 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. ClCH2CH2Cl
C. BrCH2CH2I D. BrCH2CH2Cl
解析:  按照题意,第一步肯定要结合Br+,即一定会出现
BrCH2CH2—,第二步才能结合阴离子,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,
A、C、D均可以,B符合题意。
4. 乌洛托品在工业生产中有广泛用途,其结构式如图所示。下列说法
正确的是(  )
A. 化学式为C6H12N4,属于饱和烃
B. 不能发生加成反应,一氯取代产物有3种
C. 分子中既含极性共价键又含非极性共价键
D. 可由甲醛(HCHO)与氨气按物质的量之比3∶2完全反应制

解析:  其分子中含有氮元素,不是烃,A错误;一氯取代产物
只有1种,B错误;分子中不存在非极性键,C错误;根据原子守恒
可知该有机物可由甲醛(HCHO)与氨气按物质的量之比3∶2完全
反应制得,D正确。
5. 下列有关物质的性质与应用的说法正确的是(  )
A. 甲醛可以使蛋白质变性,常用于食品保鲜
B. 氧化铝熔点高,常用于制造耐火材料
C. 氧化钠可用作呼吸面具中的供氧剂
D. 常温下,可用铁槽车或铝槽车运输稀硝酸
解析:  甲醛有毒,不能用于食品保鲜,故A错误;氧化铝
(Al2O3)具有很高的熔点,可用于制造耐火材料,故B正确;过
氧化钠与水、二氧化碳反应可生成氧气,而氧化钠与水、二氧化碳
反应不能生成氧气,所以过氧化钠用作供氧剂,故C错误;常温
下,可用铁槽车或铝槽车运输浓硝酸,故D错误。
项目活动(二) 室内空气中甲醛的检测与去除
1. 室内甲醛的检测方法
MBTH法: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。
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。
2. 室内空气中甲醛的去除
(1)氨、胺类、酚类物质等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,一类甲醛清除剂的有效成分是氨基化合
物,其与甲醛发生的反应如下:
R—NH2+HCHO R—N CH2+H2O
(2)利用氧化剂与甲醛发生氧化还原反应也可以去除甲醛。例
如,含二氧化氯的装修除味剂就属于氧化还原类甲醛清除
剂。
(3)室内空气的流通可以降低室内空气中有害物质如甲醛的含
量,从而减少此类物质对人体健康的危害。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。但是需要注意的
是,吸附具有一定的吸附容量和度,一定时间后要定期更
换活性炭。
1. 在入住装修过的新房之前,下列做法中错误的是(  )
①紧闭门窗,防止装修面干裂、变质
②适度开窗通气,充分地进行内外空气对流
③用高浓度的甲醛溶液对室内环境消毒
④在各个房间内均匀地放置适量的吊兰、芦荟等植物
A. ①② B. ①③
C. ①④ D. ②④
解析:  装修过的新房,其建筑材料和装修材料都会释放出多种
大量的有害物质,①错误,②正确;一般的房屋装修材料和黏合剂
都能释放出甲醛,甲醛对人体有严重的危害,③错误;许多种花草
都有吸收有害物质的功能,如常春藤和铁树可以吸收苯,吊兰、芦
荟、虎尾兰可以吸收甲醛等,④正确。
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∶2
B. 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:  反应①为2Ag2O+HCHO 4Ag+CO2+H2O,氧化剂
与还原剂的物质的量之比为 2∶1,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,B错误;若溶液中含有氯离
子,则不可选用酸性高锰酸钾溶液检验,C错误;若不能完全转
化,则无法准确测定产物的量,进而无法准确测定甲醛的含量,D
正确。
3. 甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛,反应的方程式为CH3OH HCHO+
H2。
①发生反应时的过程如图所示,从热效应角度判断,该反应
为 反应。
吸热 
②下列方法中能加快反应速率的是 (填字母)。
a.使用催化剂
b.升高温度
c.降低反应物浓度
解析: ①由图可知,反应物的总能量小于生成物的总能
量,说明该反应是吸热反应;②使用催化剂,能加快反应速
率,故a选;升高温度,能使反应速率加快,故b选;降低反
应物浓度,反应速率降低,故c不选。
ab 
(2)甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛含量检测及处理。
①某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理,其结构如图所
示。电极a为 (填“正”或“负”)极,在电极b上发
生的反应类型为 (填“氧化”或“还原”)反应。
正 
氧化 

解析: ①电极a参与反应的物质是O2,生成H2O,发生
还原反应,则电极a为正极,电极b为负极,负极发生氧化反
应;②由①可知,电极a为正极,电极b为负极,原电池中电
子由负极流向正极,即电子从b极流出;根据图示,该电池的
工作原理是甲醛与氧气反应生成二氧化碳和水,总反应的方
程式为HCHO+O2 CO2+H2O。
b 
HCHO+O2 H2O+CO2
感谢欣赏
THE END