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（教学课件）化学鲁科版选择性必修2

该高中化学课件以“甲醛的危害与去除”为微项目载体，核心围绕利用电负性分析与预测物质性质，通过甲醛危害的生活情境导入，连接原子结构中的电负性概念，构建“电荷分布分析→反应机理解释→检测去除方案设计”的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过分析甲醛与蛋白质反应的电荷分布（科学思维：证据推理），设计甲醛去除实验（科学探究与实践：方案实施），落实“问题驱动→概念建构→应用迁移”模型。系统小结与习题巩固助力学生深化化学观念，教师可高效开展素养导向教学。

第一章 原子结构与元素性质 第三节　 元素性质及其变化规律 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 鲁科版选择性必修2 解释甲醛危害产生的原因 1 知识导航 室内空气中甲醛的检测与去除 2 知识导航 难点：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。 1.认识如何借助电负性分析化学键中电荷的分布。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。 明·教学目标 教学模型：问题驱动→概念建构→应用迁移 2.了解甲醛的性质、对人体健康的危害以及去除方法。 重点：利用电负性分析与预测物质性质。 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；另外，食用含有甲醛的食品也会损害人体健康。 那么，甲醛为何会危害人体健康？室内的甲醛如果含量超标又该如何去除呢？ 引·新课导入 甲醛的危害 问题驱动 情景导入 01 解释甲醛危害产生的原因 探·知识奥秘 一、解释甲醛危害产生的原因 交流 · 研讨 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。 探·知识奥秘 交流 · 研讨 2.甲醛产生危害的原因 一、解释甲醛危害产生的原因 ⑴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。 探·知识奥秘 交流 · 研讨 图 1-4-1 标示了蛋白质分子链上甲醛参与反应的两个部位，请你对比反应前后基团的变化，分析哪些键发生了断裂、生成了哪些键，以及相应的原子、基团如何重组。 一、解释甲醛危害产生的原因 CH2–CONH–CH2–CONH HNOC–CH2–N–OC–CH2 ￨ H C=O ￨ H–N–H CH2 ￨ H–N–H C=O H H ￨ ￨ C=O H H ￨ ￨ 反应前 ① ② 探·知识奥秘 交流 · 研讨 ⑵分析发生反应时①的化学键变化：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。 一、解释甲醛危害产生的原因 2.甲醛产生危害的原因 CH2–CONH–CH2–CONH HNOC–CH2–N–OC–CH2 ￨ CH2OH C=O ￨ NH CH2 ￨ NH CH2 │ │ 反应后 ① ② 探·知识奥秘 交流 · 研讨 一、解释甲醛危害产生的原因 ⑶试分析发生反应时②处的化学键变化：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)。 CH2–CONH–CH2–CONH HNOC–CH2–N–OC–CH2 ￨ H C=O ￨ H–N–H CH2 ￨ H–N–H C=O H H ￨ ￨ C=O H H ￨ ￨ 反应前 ① ② 2.甲醛产生危害的原因 CH2–CONH–CH2–CONH HNOC–CH2–N–OC–CH2 ￨ CH2OH C=O ￨ NH CH2 ￨ NH CH2 │ │ 反应后 ① ② 探·知识奥秘 交流 · 研讨 一、解释甲醛危害产生的原因 借助电负性，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。 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 δ+ δ- 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。 请你标出断键处两个原子所带的部分电荷，然后观察并思考原子在重新连接时 新成键的原子所带电荷之间有什么关系。 探·知识奥秘 一、解释甲醛危害产生的原因 交流 · 研讨 3.借助电负分析反应机理 ⑴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。 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。 ⑵加成反应 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；蛋白质分子中 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。发生加成反应时，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。 探·知识奥秘 ⑶取代反应 一、解释甲醛危害产生的原因 3.借助电负分析反应机理 交流 · 研讨 遵循“正找负”“负找正”的规律 甲醛发生加成反应后，生成的 -CH2OH 与 N—H 继续发生取代反应时，同样遵循“正找负”“负找正”的规律。 因此，可以用元素的电负性来判断要断裂的两种元素原子所形成的共价键中电荷的分布，进而预测在生成产物时原子可能会如何重组。 探·知识奥秘 4.利用电负性认识有机化合物性质的方法 一、解释甲醛危害产生的原因 交流 · 研讨 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 利用电负性分析断键 部位电荷的分布 依据“正”“负”结合 的规律推测断键后的 分子片段如何重组 单键部位发生 取代反应 双键部位发生 加成反应 析·典型范例 【例1】分析下图，下列有关说法不正确的是 A.甲醛通过发生化学反应使蛋白质变性 B.发生加成反应时，只有C=O键断裂 C.加成反应满足电性法则，即正找负、负找正 D.化合物分子中电负性大的元素带负电荷 B 一、解释甲醛危害产生的原因 02 室内空气中甲醛的检测与去除 探·知识奥秘 二、室内空气中甲醛的检测与去除 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。请你结合在活动 1 中得到的结论及分析问题的思路，探讨检测与去除甲醛的方法。 活动 · 探究 探·知识奥秘 1.甲醛的检测 ⑴检测室内空气中甲醛含量的方法有许多种。一种常见的检测试剂为3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐水合物（MBTH），因用其检测甲醛简便、快捷，常被用来制成甲醛检测试剂盒（图1-4-2）。 二、室内空气中甲醛的检测与去除 活动 · 探究 探·知识奥秘 二、室内空气中甲醛的检测与去除 活动 · 探究 1.甲醛的检测 探·知识奥秘 1.甲醛的检测 二、室内空气中甲醛的检测与去除 活动 · 探究 ⑵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 ⑶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。 探·知识奥秘 请你利用项目活动 1 中建立的分析思路分析MBTH 与甲醛发生的反应，并推测哪些物质的存在会对测定结果产生干扰。 二、室内空气中甲醛的检测与去除 联想 · 质疑 ①分析由MBTH生成A的反应中化学键变化情况。 2.甲醛检测的干扰 加成反应 消去反应 ②其他一些醛类(比如有些空气清新剂含有茉莉醛)可能会干扰甲醛检测。 探·知识奥秘 交流 · 研讨 二、室内空气中甲醛的检测与去除 如果室内空气中的甲醛含量超标，就需要采取一定的方法去除甲醛，以减少其对人体健康的危害。 请分析甲醛的性质，讨论可以采用什么方法去除甲醛。如果要用化学试剂与甲醛发生反应的方法去除甲醛，请推测这类化学试剂应具有怎样的结构特点或性质。 去除甲醛所需的化学试剂 推测依据 氨水 甲醛可与蛋白质中的氨基反应，氨水中也含有氨基 酸性高锰酸钾溶液 甲醛具有还原性 探·知识奥秘 请结合上述两个问题的讨论，利用以下试剂和用品，设计实施方案检验你的推测。 二、室内空气中甲醛的检测与去除 活动 · 探究 3.设计实施方案去除甲醛 实验用品 甲醛检测试剂盒，甲醛溶液，乙醛溶液，氨水，酸性 KMnO4 溶液； 试管、试管架、胶头滴管。 实验方案设计的实施 探·知识奥秘 二、室内空气中甲醛的检测与去除 活动 · 探究 实验方案 I.探究甲醛是否可以和氨水发生反应 II.探究甲醛是否可以和酸性KMnO4溶液反应 实验步骤 试管中滴加2滴氨水， 滴加酚酞，待溶液变红后， 滴加几滴甲醛溶液，振荡 试管中滴加2滴酸性KMnO4溶液， 滴加甲醛溶液，震荡 实验现象 实验结论 甲醛 和氨水反应 甲醛 和酸性KMnO4反应 红色消失 能 紫红色消失 能 3.设计实施方案去除甲醛 探·知识奥秘 3.设计实施方案去除甲醛 交流 · 研讨 二、室内空气中甲醛的检测与去除 讨论 1. 上述实验验证了你的哪些推测？对于你认识电负性在分析与预测物质性质中 的作用有哪些帮助？ 2. 除了用化学试剂去除甲醛外，你还能想到哪些其他的方法？ （1）氨、胺类、酚类物质等可以与甲醛先发生加成反应，再发生消去反应去除甲醛。 （2）强氧化剂如酸性高锰酸钾、二氧化氯等与甲醛发生氧化还原反应去除甲醛。 （3）室内空气的流通可以降低甲醛的含量。 （4）使用多孔材料物理吸附可去除甲醛。 析·典型范例 【例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 二、室内空气中甲醛的检测与去除 B 理·核心要点 甲醛的危害与去除 解释甲醛危害产生的原因 室内空气中甲醛的检测与去除 甲醛的危害 甲醛产生危害的原因 甲醛的检测 甲醛检测的干扰 设计实施方案去除甲醛 借助电负分析反应机理 利用电负性认识有机化合物性质的方法 练·技能实战 1.下列措施不能除去室内空气中甲醛的是 （　　） A.放置活性炭 B.放置酸性高锰酸钾溶液 C.放置稀盐酸 D.放置某些植物 C 2．关于甲醛下列叙述不正确的是 ( ) A.甲醛是非电解质 B.甲醛的溶液可以用于蔬菜保鲜或保存动物标本 C.甲醛中元素电负性由大到小的顺序为 D.甲醛在通常状况下为易挥发、具有刺激性气味的气体 B 练·技能实战 3.常用的除甲醛试剂有：①活性炭；②RNH2；③ClO2。其中试剂②去除甲醛的第一步反应原理为：RNH2+HCHO→RNHCH2OH。下列说法不正确的是 （ ） A．常温、常压下，甲醛是一种有刺激性气味的无色气体，可以用试剂①吸附 B．依据电负性，试剂②中带部分正电荷的N与甲醛中带部分负电荷的C相结合 C．试剂③与试剂②去除甲醛的反应原理类型不同 D．甲醛使蛋白质失活，可能是醛基与蛋白质分子中的氨基发生了反应 B 练·技能实战 4.检验居室中有甲醛气体，可连续多次抽取居室空气样品，注入少量（1~2 mL）低浓度（1×10-4 mol·L-1）的酸性高锰酸钾溶液中。据此，下列说法正确的是 （　　） A.说明甲醛是具有氧化性的气体 B.反应中甲醛被还原 C.最终酸性高锰酸钾溶液呈红色 D.最终酸性高锰酸钾溶液呈无色 D 练·技能实战 5.室内空气中甲醛的去除原理如图所示： 上述物质所涉及的元素中，电负性最大的是 （ ） A．碳 B．氧 C．氮 D．硫 B 感谢 您的聆听 THANKS https://www.zxxk.com/user/13354804 鲁科版选择性必修2 $