新教材2023年高中化学第1章原子结构与元素性质微项目甲醛的危害与去除导学案鲁科版选择性必修2

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。

项目活动1　解释甲醛危害产生的原因

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。甲醛能防腐也是基于此原理。

甲醛与蛋白质反应原理探究：

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。

甲醛发生加成反应后，生成的—CH2OH与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。

项目活动2　室内空气中甲醛的检测与去除

1．室内空气中甲醛含量的检测方法

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．甲醛的去除方法

(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。

(2)利用氧化剂与甲醛发生氧化还原反应除甲醛，如ClO2

(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甲醛，如活性炭。

项目成果展示

题组小练

1．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S

B．A中S和N的共用电子对偏向N

C．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

答案　B

解析　元素的电负性越大，元素原子对键合电子的吸引力越大；电负性越小，元素原子对键合电子的吸引力越小。由于S元素的电负性小于N元素的电负性，即N元素对键合电子的吸引力大，因此S和N的共同电子对偏向N，A错误、B正确；AlCl3中Al和Cl的电负性差值为1.5，小于1.7，因此Al和Cl之间的化学键是共价健，AlCl3是共价化合物，同理可知AlN和Al2S3都是共价化合物，C错误；Si元素的电负性小于H元素的电负性，因此，在SiH4中Si的化合价是＋4价，H为－1价，D错误。

2．请查阅下列化合物中元素的电负性的数值，判断它们哪些是共价化合物？________。(填序号)

①NaF　②AlCl3　③NO　④MgO　⑤BeCl2　⑥CO2

答案　②③⑤⑥

解析　NaF、MgO电负性差值分别为3.1、2.3，均大于1.7，为离子化合物；而AlCl3、NO、BeCl2、CO2的电负性差值分别为1.5、0.5、1.5、1.0，均小于1.7，为共价化合物。

课时作业

一、选择题(本题共7小题，每小题只有1个选项符合题意)

1．电负性是元素原子的重要性质，研究电负性的大小及其变化规律具有重要的价值。下列几种叙述中不属于电负性的应用的是(　　)

A．判断一种元素是金属元素还是非金属元素

B．判断化合物中元素化合价的正负

C．判断化学键的类型

D．判断化合物的溶解度

答案　D

解析　元素电负性数值的大小可判断一种元素是金属元素还是非金属元素，一般电负性大于2.0的元素为非金属，故A正确；化合物中电负性大的元素显负价，故B正确；元素电负性可判断化学键类型，电负性差大于1.7的键一般形成离子键，故C正确；化合物溶解度与电负性没有必然联系，故D错误。

2．下列说法不正确的是(　　)

A．第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大

B．电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度

C．元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强

D．NaH的存在能支持可将氢元素放在第ⅦA族的观点

答案　A

解析　同主族自上而下元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，电负性逐渐减小，A不正确；电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度，B正确；电负性越大，原子对键合电子的吸引力越大，C正确；NaH中H为－1价，与卤素相似，能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点，D正确。

3．下列说法中，正确的是(　　)

A．元素周期表中，氟的电负性最大，锂的电负性最小

B．所有元素中，氟的第一电离能最大

C．主族元素的最高正价一定等于族序数

D．金属元素的电负性一般小于2.0

答案　D

解析　元素周期表中，氟的非金属性最强，电负性最大，Cs的金属性最强，电负性最小(放射性元素除外)，A错误；He为稳定结构，且He的原子半径相对于其他稀有气体元素原子的半径是最小的，所以最难失去最外层电子，故He的第一电离能最大，B错误；O和F元素没有正价，所以也不等于主族序数，C错误；金属元素的电负性一般小于2.0，D正确。

4．不能说明X的电负性比Y大的是(　　)

A．与H2化合时X单质比Y单质容易

B．X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物酸性强

C．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多

D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来

答案　C

解析　X的电负性比Y大，表明X的非金属性比Y的非金属性强，A、B、D三项均能说明，而只凭原子的最外层电子数不能决定元素得电子能力的强弱。

5．对A、B两种主族元素(除第ⅠA族)来说，下列叙述中正确的是(　　)

A．A的电负性大于B，则A的第一电离能一定大于B

B．A的电负性大于B，则A的失电子能力大于B

C．A的电负性大于B，则A的得电子能力大于B

D．A的电负性大于B，则A的原子半径一定小于B

答案　C

解析　电负性是指元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度，C正确，B错误；元素的电负性大对应原子的第一电离能不一定大，如：Mg的第一电离能大于Al的第一电离能，而Mg的电负性小于Al的电负性，A错误；元素的电负性大，原子半径不一定就小，D错误。

6．从电负性角度看，下列各组元素原子间最易形成离子键的是(　　)

A．H、F   B．Ca、S

C．Na、Cl   D．K、O

答案　D

解析　H、F均是非金属元素，其原子间只能形成共价键；电负性相差越大的金属元素与非金属元素的原子之间越易形成离子键，题述元素中K的电负性最小而O的电负性比S、Cl的大。

7．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(　　)

A．X与Y形成的化合物，X显负价，Y显正价

B．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性

C．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX

D．第一电离能Y一定小于X

答案　D

解析　X、Y元素同周期，且电负性：X>Y，则非金属性：X>Y。电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确；非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性：X>Y，则X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性，B正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX，C正确；一般非金属性强的第一电离能大，但O的非金属性比N强，第一电离能：N>O，D错误。

二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)

8．已知：元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质；两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。下表给出了14种元素的电负性，则下列说法错误的是(　　)

A．随着原子序数递增，元素的电负性呈周期性变化

B．元素电负性越大，其非金属性越强

C．根据电负性数据可知Mg3N2中含有离子键

D．BeCl2因含金属元素铍，故属于离子化合物

答案　D

解析　根据已知条件及表中数值可知，BeCl2中两元素的电负性差值小于1.7，形成的是共价键，此化合物为共价化合物，D错误。

9．下列各组元素按电负性大小排列正确的是(　　)

A．F>N>O   B．O>Cl>F

C．As>P>N   D．Cl>S>As

答案　D

解析　电负性的变化规律一般是：同一周期，从左到右，递增；同一主族自上而下，递减。所以，F>O>N、F>O>Cl、N>P>As、Cl>S>As。

10．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是(　　)

A．Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大

B．O、F、N的电负性逐渐增大

C．S2－、Cl－、K＋的半径逐渐增大

D．热稳定性：HF>H2O>PH3

答案　D

解析　Mg的3s轨道为全满结构，难以失去电子，第一电离能最大，Na的最小，故A错误；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，电负性：F>O>N，故B错误；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，应为S2－>Cl－>K＋，故C错误；非金属性：F>O>P，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故D正确。

11．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是(　　)

A．C、D、E的氢化物的稳定性：E＞D＞C

B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子

C．元素B、C之间不可能形成化合物

D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应

答案　AD

解析　根据电负性和最低化合价，推知A为C元素，B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素。A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2,2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物；D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。

三、非选择题(本题共3小题)

12．下列给出14种元素的电负性：

请运用元素周期律知识完成下列各题：

(1)同一周期中，从左到右，元素的电负性________；同一主族中，从上到下，元素的电负性________。所以，元素的电负性随原子序数递增呈________变化。

(2)短周期元素中，电负性最大的元素是________，电负性最小的元素是________，由这两种元素形成的化合物属于________化合物。

(3)已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。则下列物质为离子化合物的是________，为共价化合物的是____________。

A．Mg3N2   B．BeCl2

C．AlCl3   D．SiC

答案　(1)逐渐增大　逐渐减小　周期性　(2)F　Na　离子　(3)A　BCD

解析　(1)、(2)可以根据电负性的周期性变化规律得出。

(3)分别将题述化合物中不同元素的电负性数值求差值。

所以Mg3N2为离子化合物，其余三者为共价化合物。

13．请完成下列问题：

(1)第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________(填元素符号，下同)。

(2)第3周期元素的基态原子与基态铜原子未成对电子数相同且电负性最大的元素是________。

(3)B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________价。

答案　(1)C　(2)Cl　(3)N　＋3

解析　(1)基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2，原子中含有2个未成对电子，第2周期中基态元素原子中含有2个未成对电子的价电子排布式为2s22p2和2s22p4，分别为C和O，O元素的电负性大于C。

(2)基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，未成对电子数是1，第3周期中含有一个未成对电子的元素有Na、Al、Cl三种元素，电负性最大的是氯元素。

(3)B和N都属于第2周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，B最外层有3个电子，所以化合价是＋3价。

14．下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。其中J为0族元素。

请回答下列问题：

(1)R原子的轨道表示式为______________________________。

(2)在化合物YZ2中Y的化合价为________价，Y2－与Na＋的半径大小为________(用离子符号表示)。

(3)在X、Y、Z三种元素中，电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)，X与Y的第一电离能：X________(填“<”“>”或“＝”)Y，其理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)

(2)＋2　O2－>Na＋

(3)F>O>N　>　N原子2p轨道上有3个电子，是2p轨道半充满稳定结构，O原子2p轨道上有4个电子，不是稳定结构

解析　根据表格和J为0族元素可知：X为N，Y为O，Z为F，R为S，W为Br，J为Xe。