4.2.1　醛的性质和应用 学案 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修3

第二单元　醛　羧酸 第一课时　醛的性质和应用 学习目标　1.认识醛的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。能够列举醛的典型代表物的主要物理性质。2.能描述和分析醛的典型代表物的重要反应,能书写相应的化学方程式。 一、醛的组成、结构及物理性质 1.醛的组成和结构 (1)醛是由烃基(或氢原子)与　　　　　　相连构成的化合物。醛类的官能团为　　　　　　。醛基的结构为　　　　　　,电子式为　　　　,结构简式为　　　　　　。饱和一元醛的通式为　　　　　　　　　　　　。  (2)醛基中的碳原子与氧原子之间通过　　　　　　　　　　　  相互连接,其中的碳原子再与一个氢原子相连则构成醛基。醛基以及与醛基直接相连的原子处于　　　　　　。例如,甲醛分子中的4个原子就处于　　　　　　上。  2.常见的醛的性质比较 类别 甲醛(蚁醛) 乙醛 分子式 CH2O C2H4O 结构简式 颜色 气味 状态 溶解性 　　溶于水,35%~40%的甲醛水溶液俗称“福尔马林”  能跟水、乙醇等互溶 3.醛的物理性质 (1)状态:常温下,除　　　　是气体外,其余醛类都是无色液体或固体。  (2)溶解度:低级醛可溶于水,随着醛中碳原子数的增多,其在水中的溶解度　　　　　　　　,这是因为极性的—CHO在分子中所占的比例减小。  (3)熔、沸点:通常情况下,随着醛中碳原子数的增多,醛的熔、沸点逐渐　　　　。  1.下列说法错误的是 (　　) A.饱和一元醛的通式可表示为CnH2nO(n≥1) B.属于芳香烃 C.所有醛类物质中,一定含有醛基(—CHO) D.醛类物质中不一定只含有一种官能团 2.下列有机物不属于醛类物质的是 (　　) A. B.OHC—CHO C.CH2==CHCHO D. 二、乙醛、甲醛和酮 (一)乙醛的化学性质 1.氧化反应 (1)银镜反应 [实验操作] [实验现象] 向AgNO3溶液中滴加氨水,现象为先产生　　　　　　后变澄清,加入乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层　　　　　　　　　　　　。  [有关反应的化学方程式]　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　,  AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O,　　　　　　　　　　　　。  (2)与新制的氢氧化铜悬浊液反应 [实验操作] [实验现象] 溶液出现　　　　　　,滴入乙醛,加热至沸腾后,有　　　　　　产生。  [有关反应的化学方程式] 　　　　　　　　　　　　, 　　　　　　　　　　　　。  (3)催化氧化 乙醛在一定温度和催化剂存在的条件下,能被空气中的氧气氧化为乙酸,反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　。  2.还原反应 在加热、加压和有催化剂(如Ni、Pt)存在的条件下,乙醛和H2发生加成反应,其化学方程式为 　　　　　　　　　　　　。  3.加成反应 如乙醛与HCN加成反应的化学方程式为 +H—CN—→。 (二)甲醛的性质和应用 1.物理性质 甲醛是有　　　　气味的　　　　体,俗称蚁醛,　　　　毒,在水中的溶解度　　　　,其35%~40%甲醛水溶液俗称　　　　,具有很好的防腐杀菌效果,可用作农作物种子的消毒及动物标本的保存。  2.化学性质 (1)甲醛是醛类中不含烃基的醛,其结构相当于含有　　　　个醛基(),故1 mol HCHO与足量银氨溶液反应可生成4 mol Ag。  (2)缩聚反应 ①概念:由有机化合物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应,称为缩聚反应。 ②合成酚醛树脂 甲醛可用于合成酚醛树脂,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料,甲醛与苯酚在条件不同时,可以得到　　　　酚醛树脂或　　　　酚醛树脂。  ③合成脲醛树脂 甲醛与尿素也可合成脲醛树脂,可以制成热固性高分子黏合剂。 (三)酮 1.酮的概念和结构特点 2.常见的酮 (1)丙酮 丙酮是最简单的酮,其结构简式为　　　　　　　　　　　　。  丙酮是常用的有机溶剂,主要用于制备重要的化工原料双酚A和有机玻璃,双酚A的结构简式为 　　　　　　　　　　　　。  (2)环己酮 环己酮常作为生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶和制药中间体的溶剂,其键线式为　　　　　　　　　　　　。  3.酮的化学性质 不能被　　　　　　　　　　　  等弱氧化剂氧化,但能催化加氢生成　　　　。反应的化学方程式为+H2。  +H2。 1.下列有关乙醛的银镜反应和乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的说法正确的是 (　　) A.实验前,试管应先用热的烧碱溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤 B.向2%的稀氨水中滴入2%的AgNO3溶液,配得银氨溶液 C.将乙醛滴入银氨溶液中,加热煮沸制银镜 D.2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,加热得红色沉淀 2.下列说法中正确的是 (　　) A.凡能发生银镜反应的物质一定是醛 B.乙醛能发生银镜反应,表明了醛具有氧化性 C.福尔马林是35%~40%的甲醛水溶液,可用于浸制生物标本 D.在加热和有催化剂的条件下,醇都能被空气中的O2所氧化,生成对应的醛 3.已知:,其中甲、乙、丁均能发生银镜反应,则甲为 (　　) A.甲醇 B.甲醛 C.甲酸 D.乙醛 4.下列有关银镜反应的说法中,正确的是 (　　) A.配制银氨溶液时氨水必须过量 B.1 mol甲醛发生银镜反应最多生成2 mol Ag C.银镜反应通常采用水浴加热 D.银镜反应后的试管一般采用稀盐酸洗涤 5.下列有关丙酮的说法正确的是 (　　) A.与乙醛互为同系物 B.可从水中萃取出单质碘 C.与CH3CH2CHO互为同分异构体 D.不易燃烧 【题后归纳】　常见有机物的衍变关系 三、醛基的检验 　　工业上用银镜反应来对玻璃涂银制镜和制保温瓶胆。本实验主要用于制镜工业,热水瓶内胆镀银有效防止热辐射从而保温。 【问题讨论】 1.能否用溴水和酸性KMnO4溶液检验醛基?应注意哪些问题? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2.乙醛能使溴水褪色吗?原理是什么? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 【探究归纳】 1.分子中含有碳碳双键和醛基的检验方法 (1) (2)先加入新制的氢氧化铜悬浊液或银氨溶液,加热,检验并氧化醛基,然后将溶液酸化,再滴入几滴溴水,若溴水褪色,说明存在碳碳双键。 2.醛基检验的实验要求和成功关键 (1)银镜反应实验成功的关键 ①须用新配制的银氨溶液,银氨溶液不能久置,以免发生危险; ②试管内壁必须洁净; ③必须水浴加热(60~70 ℃),不可用酒精灯直接加热; ④加热时不可振荡和摇动试管; ⑤乙醛用量不宜太多; ⑥实验后银镜可用稀硝酸浸泡,再用水洗而除去。 (2)新制氢氧化铜悬浊液与醛基反应实验成功的关键 ①Cu(OH)2必须为新制的; ②所配制的Cu(OH)2悬浊液呈碱性; ③加热至沸腾。 3.醛类反应中的定量关系 (1)一元醛发生银镜反应或与新制的氢氧化铜悬浊液反应时,量的关系如下: 1 mol ~2 mol Ag(NH3)2OH~2 mol Ag 1 mol ~2 mol Cu(OH)2~1 mol Cu2O (2)甲醛发生氧化反应时,可理解为 所以,甲醛分子中相当于有2个—CHO,当与足量的银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液作用时,可存在如下量的关系: 1 mol HCHO~4 mol Ag(NH3)2OH~4 mol Ag 1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O (3)二元醛 1 mol二元醛~4 mol Ag(NH3)2OH~4 mol Ag 1 mol二元醛~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O 1.一个学生做乙醛的还原性实验时,取1 mol·L-1 CuSO4溶液和0.5 mol·L-1NaOH各1 mL,在一支洁净的试管内混合后,向其中又加入0.5 mL 40%的乙醛,加热至沸腾,结果无砖红色沉淀出现,实验失败的原因可能是 (　　) A.未充分加热 B.加入乙醛太少 C.加入NaOH溶液的量不足 D.加入CuSO4溶液的量不足 2.绿色农药——信息素的推广使用,对环保有重要意义。有一种信息素的结构简式为CH3(CH2)5CH==CH(CH2)9CHO。下列关于检验该信息素中官能团的试剂和顺序正确的是 (　　) A.先加入酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热 B.先加入溴水,后加入酸性高锰酸钾溶液 C.先加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热,酸化后再加入溴水 D.先加入银氨溶液,水浴加热,再另取该物质加入溴水 3.3 g某醛和足量的银氨溶液反应,结果析出43.2 g Ag,则该醛为 (　　) A.甲醛 B.乙醛 C.丙醛 D.丁醛 4.醛类因易被氧化为羧酸,而易使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液,可观察到的现象是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。  现已知柠檬醛的结构简式为 若要检验其中的碳碳双键,能否直接加入酸性KMnO4溶液或溴水?为什么? 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。  经常使用的实验方法是什么?　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　。  【题后归纳】 使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物 官能团 试剂 碳碳 双键 碳碳 三键 苯的 同系物 醇 酚 醛 溴水 褪色 褪色 不褪色 不褪色 褪色 褪色 酸性KMnO4 溶液 褪色 褪色 褪色 褪色 褪色 褪色 1.下列关于乙醛的说法不正确的是 (　　) A.乙醛的官能团是—CHO B.乙醛与H2发生还原反应,生成乙醇 C.银镜反应说明乙醛有还原性 D.乙醛中加入Cu(OH)2粉末并加热可看到砖红色沉淀生成 2.对于有机反应2HCHO+NaOH→CH3OH+HCOONa,下列说法正确的是 (　　) A.氧化剂为HCHO,还原剂为NaOH B.氧化产物为CH3OH,还原产物为HCOONa C.消耗1 mol HCHO时,转移电子的物质的量为1 mol D.CH3OH在一定条件下可被还原成HCOOH 3.下列反应中属于有机物被还原的是 (　　) A.乙醛发生银镜反应 B.新制氢氧化铜悬浊液与乙醛反应 C.乙醛加氢制乙醇 D.乙醛制乙酸 4.有机物甲可被氧化成羧酸,也可被还原成醇。由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成化合物乙,其分子式为C2H4O2。下列说法正确的是 (　　) A.甲分子中H的质量分数为40% B.甲和由甲生成的羧酸与醇均可溶于水 C.甲在常温常压下为无色液体 D.分子式为C4H8O2的有机物一定与乙互为同系物 5.(1)做乙醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的实验时,下列各步操作中: ①加入0.5 mL乙醛溶液;②加入10%的氢氧化钠溶液2 mL;③加入2%的CuSO4溶液4~5滴;④加热试管。正确的顺序是　　　　　　　　　　　　。  (2)实验室配制少量银氨溶液的方法是先向试管中加入　　　　,然后　　　　　　　　　　　,  其反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　,  向银氨溶液中滴加少量的乙醛,　　　　　　　　　　　　,片刻即可在试管内壁形成银镜,化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  第一课时　醛的性质和应用 一、 1.(1)醛基(—CHO)　醛基　　·︰H　—CHO　CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO(n≥0)　(2)碳氧双键　同一平面上　同一平面　2.HCHO　CH3CHO　无色　无色　有刺激性气味　有刺激性气味　气体　液体　易　3.(1)甲醛　(2)减小 (3)升高 对点训练 1.B　[B项,从结构简式可以看出,该物质分子中含有官能团—CHO,并含有苯环,应属于芳香醛。] 2.D　[醛是由烃基或氢原子和醛基(—CHO)相连构成的化合物。D项中不含醛基,故不属于醛类物质。] 二、 (一)1.(1)白色沉淀　光亮的银镜　AgNO3+NH3·H2OAgOH↓ +NH4NO3　CH3CHO+2Ag(NH3)2OH 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O　(2)蓝色絮状沉淀　砖红色沉淀　2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4　CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O (3)2CH3CHO+O22CH3COOH 2.CH3CHO+H2CH3CH2OH (二)1.刺激性　气　剧　较大　福尔马林　2.(1)两 (2)②n+nHCHO+(n-1)H2O　线型　体型 (三)1.羰基　羰基　2.(1) 　(2) 3.银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液　醇 对点训练 1.A 2.C　[能发生银镜反应的物质含有醛基,但不一定为醛,如甲酸,故A错误;乙醛能发生银镜反应,表明了醛具有还原性,故B错误;福尔马林是35%~40%的甲醛水溶液,可以使蛋白质发生变性,可用于浸制生物标本,故C正确;在加热和有催化剂(如铜)的条件下,含—CH2OH结构的醇可能被空气中的O2所氧化,生成对应的醛,故D错误。] 3.B　[甲既能氧化成酸又能还原成醇可推知为醛类,甲、乙、丁均能发生银镜反应推知甲只能为甲醛。] 4.C　[配制银氨溶液时氨水不能过量,过量会生成易爆物质,故A错误;一个甲醛分子中相当于含2个—CHO,故1 mol甲醛能反应生成4 mol Ag,故B错误;水浴加热能保证试管受热均匀,且易于控制反应温度,直接加热受热不均匀,故C正确;银和盐酸不反应,银镜反应所得的银镜,应用稀硝酸洗涤,故D错误。] 5.C　[丙酮与乙醛所含的官能团不同,二者不互为同系物,A项错误;丙酮与水互溶,不能从水中萃取出单质碘,B项错误;丙酮与CH3CH2CHO的分子式均为C3H6O,而结构不同,互为同分异构体,C项正确;丙酮易燃烧,D项错误。] 三、 问题讨论 1.醛能被溴水或酸性KMnO4氧化而使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,但要注意其他官能团的干扰。如某有机物中既含有碳碳双键又含有醛基,应先通过银镜反应检验醛基的存在;酸化后,再加溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键的存在。 2.能。因为醛基具有较强的还原性,能被溴水氧化,溴水被还原而褪色。 对点训练 1.C　[醛与新制氢氧化铜悬浊液反应,必须在强碱性条件下进行。该学生配制Cu(OH)2时CuSO4有余,NaOH溶液的量不足,则不能发生反应生成砖红色沉淀。] 2.C　[A.先加入酸性高锰酸钾溶液,两种官能团均被氧化。B.先加入溴水,碳碳双键发生加成反应,醛基发生氧化反应。C.先加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热可检验醛基,酸化后加入溴水可检验碳碳双键。D.先加入银氨溶液,水浴加热可检验醛基;另取该物质加入溴水,碳碳双键发生加成反应,醛基发生氧化反应,不能检验碳碳双键。] 3.A　[对于醛与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液反应的计算,应分为CnH2n+1—CHO(n≥1)和HCHO两种情况。1 mol 一元醛通常可以还原得到2 mol Ag,由题给信息知生成0.4 mol Ag,故醛为0.2 mol,则该醛的摩尔质量为=15 g·mol-1,此题似乎无解,但1 mol 甲醛可以得到4 mol Ag,即3 g甲醛可得到43.2 g(0.4 mol)Ag,符合题意。] 4.酸性KMnO4溶液紫色褪去　不能直接加入酸性KMnO4溶液或溴水,因为醛基(—CHO)也易被氧化,使酸性KMnO4溶液或溴水褪色　应先用银氨溶液将醛基氧化成羧基,酸化后再滴加溴水或酸性KMnO4溶液,若溴水或酸性KMnO4溶液褪色,则说明柠檬醛分子中含有碳碳双键 解析　乙醛的结构简式为CH3CHO,官能团是醛基,向乙醛中滴加酸性高锰酸钾溶液,乙醛被氧化,所以可观察到酸性高锰酸钾溶液褪色;检验碳碳双键的存在,常用方法是取少量待测物于试管中,向其中加入溴水或酸性高锰酸钾溶液,若溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,则该物质的分子结构中含有碳碳双键。但柠檬醛的分子结构中不仅含有碳碳双键,还含有醛基,醛基具有还原性,也能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,因此要检验柠檬醛分子结构中的碳碳双键,必须把醛基转变为不具有还原性的基团,方法是取少量柠檬醛与足量新制银氨溶液混合,并置于热水浴中加热,充分反应后,取少量上层清液置于另一试管中,酸化后再滴加溴水或酸性高锰酸钾溶液,充分振荡,若溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,则可证明柠檬醛分子结构中含有碳碳双键。 课堂达标训练 1.D　[乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应,但需要的是碱性条件下的新制氢氧化铜悬浊液,也只有这样在加热条件下才会成功观察到砖红色Cu2O沉淀的生成。] 2.C　[该反应属于氧化还原反应中的歧化反应,氧化剂、还原剂均为HCHO,故A错误;加氢为还原,加氧为氧化,故还原产物为CH3OH,氧化产物为HCOONa,故B错误;该反应2HCHO+NaOH→CH3OH+HCOONa,2 mol HCHO反应转移2 mol 电子,消耗1 mol HCHO时,转移电子的物质的量为1 mol,故C正确;CH3OH在一定条件下可被氧化成HCOOH,故D错误。] 3.C　[有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应,加入氧原子或失去氢原子的反应叫做氧化反应。A、B、D中均由乙醛生成乙酸,是在有机物分子中加入了氧原子,属于氧化反应。C中由乙醛生成乙醇,是在有机物分子中加入氢原子,属于还原反应。] 4.B　[有机物甲可被氧化成羧酸,也可被还原成醇,则有机物甲中含有醛基,由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成酯,乙的分子式为C2H4O2,则乙为HCOOCH3,甲为HCHO,HCHO分子中H的质量分数为×100%≈6.7%,A项错误;由甲生成的羧酸和醇分别为甲酸、甲醇,甲醛、甲酸、甲醇均可溶于水,B项正确;甲醛在常温常压下为无色气体,C项错误;分子式为C4H8O2的有机物可能为羧酸或酯等,而乙为甲酸甲酯,所以二者不一定互为同系物,D项错误。] 5.(1)②③①④　(2)2% AgNO3溶液　加稀氨水至生成的沉淀恰好溶解为止　Ag++NH3·H2OAgOH↓+N　AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O　置于盛有热水的烧杯中　CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 解析　(1)实验时,应将少量CuSO4溶液滴入NaOH溶液中制得新制氢氧化铜悬浊液,然后加入乙醛,并用酒精灯加热至沸腾,即可产生砖红色Cu2O沉淀。 学科网（北京）股份有限公司 $$