2020-2021学年微项目 甲醛的危害与去除——利用电负性分析与预测物质性质导学案
展开微项目 甲醛的危害与去除 ——利用电负性分析与预测物质性质 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。 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eq \o(H,\s\up12(δ+))—eq \o(Cl,\s\up12(δ-))。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。 项目活动1 解释甲醛危害产生的原因 [项目情境] 甲醛与蛋白质反应如图所示 [探究问题] 1.标出甲醛分子中C===O及蛋白质分子中N—H的电荷分布。并分析原因。 提示:eq \o(C,\s\up12(δ+))===eq \o(O,\s\up12(δ-))、eq \o(N,\s\up12(δ-))—eq \o(H,\s\up12(δ+))。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的化学键变化。 提示:根据图中反应前后对比看出N—H断裂,C===O中的一个键断裂,同时形成C—N和O—H。 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和C===O中的一条键,形成C—N和O—H;加成产物继续反应时断裂C—O和N—H,同时形成C—N和H—O(生成了H2O)。 4.通过上述加成反应和取代反应分析,断键后的分子片断是如何重组的? 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 [探究总结] 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 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.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 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—,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。] 3.写出甲醛与氢氰酸(HCN)发生加成反应的化学方程式:________________ ___________________________________________________________________。 [解析] 由“正找负,负找正”规律可知,HCHO和HCN反应生成。 [答案] 项目活动2 室内空气中甲醛的检测与去除 [项目情境] 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)。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。 [探究问题] 1.根据“项目活动1”的收获,分析MBTH生成A时发生反应的类型有哪些? 提示:加成反应,消去反应(消去了一分子水)。 2.分析由MBTH生成A的反应中化学键变化情况。 提示:变化流程如下: 3.已知甲醛能使高锰酸钾溶液褪色,结合上述甲醛测定反应,试从物质类别角度推测除甲醛的试剂有哪些? 提示:①某些强氧化剂,如KMnO4溶液,K2Cr2O7溶液等。 ②含结构的物质,如胺类等。 ③氨。 [探究总结] 除甲醛常用方法或试剂 ①氨、胺类、酚类物质均可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物,从而除去甲醛。 ②利用氧化剂将甲醛氧化除去,如KMnO4、K2Cr2O7等。 ③利用多孔材料通过物理吸附的方法除甲醛,如活性炭等。 ④某些植物可吸收甲醛,如吊兰、芦荟、虎尾兰等。 1.下列叙述不正确的是( ) A.甲醛的组成元素中,碳元素的电负性最小 B.甲醛分子中氧原子带部分负电荷 C.MBTH可用于检测甲醛 D.甲醛具有还原性,能被氧化 A [组成甲醛的元素是C、H、O,这三种元素的电负性:H
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