内容正文:
第三节 醛 酮
学习目标
核心素养
1.以乙醛为例认识醛类的组成和结构特点及其在生产、生活中的重要应用。
2.掌握醛基的检验方法。
3.通过乙醛性质的实验探究,掌握醛类的主要化学性质。
4.了解酮的结构、物理性质和用途。
1.宏观辨识与微观探析:能基于官能团、化学键的特点分析和推断醛类的化学性质。能描述和分析醛类的重要反应,能书写相应的反应方程式。
2.科学探究与创新意识:能通过实验探究乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应,及其在醛基检验中的应用。
3.科学态度与社会责任:结合生产、生活实际了解醛类对环境和健康可能产生的影响,关注有机化合物的安全使用。
[对应学生用书第60页]
一、乙醛
1.乙醛的物理性质
颜色
状态
气味
密度
沸点
溶解性
挥发性
无色
液态
有刺激性气味
比水的小
20.8 ℃
与水、乙醇等互溶
易挥发
2.乙醛的组成与结构
分子式
结构式
结构简式
分子结构模型
C2H4O
或CH3CHO
官能团:醛基(),碳原子采取sp2杂化,与其他原子形成3个σ键和1个π键。
3.乙醛的化学性质
(1)加成反应
①与H2加成(还原反应):CH3CHO+H2CH3CH2OH。
②与HCN加成:在醛基的碳氧双键中,由于氧原子的电负性较大,碳氧双键中的电子偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,碳原子带部分正电荷,从而使醛基具有较强的极性。
。
(2)氧化反应
①与弱氧化剂发生氧化反应
a.银镜反应(检验醛基)
实验
步骤
实验
现象
往AgNO3溶液中滴加稀氨水,先生成沉淀,继续滴加至最初产生的沉淀恰好溶解,即制得银氨溶液。再滴入乙醛,水浴加热后,试管内壁出现一层光亮的银镜
实验
结论
银氨溶液被乙醛还原,有Ag生成
化学方程式
制备银氨溶液的反应:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O=== +2H2O
乙醛被氧化同时生成银镜的反应:CH3CHO+
2[Ag(NH3)2]OH——→2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
b.乙醛与新制的Cu(OH)2反应(检验醛基)
实验步骤
实验现象
a中出现蓝色絮状物,滴入乙醛,加热至沸腾后c中出现砖红色沉淀
实验结论
Cu(OH)2被乙醛还原生成Cu2O
化学方程式
2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH——→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
(
催化剂
)②催化氧化:乙醛在有催化剂并加热的条件下,能被氧气氧化为乙酸,反应的化学方程式为2CH3CHO+O2——→2CH3COOH。
1.下列关于乙醛的反应中,乙醛被还原的是( )
A.乙醛的银镜反应
B.乙醛制乙醇
C.乙醛与新制的Cu(OH)2反应
D.乙醛的燃烧
解析 乙醛的银镜反应、乙醛与新制的Cu(OH)2的反应是乙醛被弱氧化剂氧化的过程,A、C项错误;乙醛与氢气发生加成反应生成乙醇,属于加氢过程,乙醛被还原,B项正确;乙醛的燃烧是乙醛被O2氧化的过程,D项错误。
答案 B
二、醛类
1.概念:由烃基(或氢原子)与醛基构成的化合物。官能团是醛基(—CHO),饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO(n≥0)。
2.常见的醛
(1)甲醛和苯甲醛的结构和性质
甲醛
苯甲醛
结构简式
HCHO
俗称
蚁醛
苦杏仁油
颜色
无色
无色
气味
强烈刺激性气味
苦杏仁气味
状态
气体
液体
溶解性
易溶于水
——
化学性质
与乙醛相似,可以被还原为醇,氧化为酸,可以发生银镜反应,能与氰化氢加成
(2)甲醛的特殊性质
甲醛分子中碳原子采用sp2杂化,四个原子共平面,相当于含有两个结构:
甲醛与银氨溶液反应的化学方程式:
+4[Ag(NH3)2]OH——→(NH4)2CO3+6NH3+4Ag↓+2H2O,甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式:+4Cu(OH)2+2NaOH——→Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O。
(3)醛的命名
简单饱和一元醛的系统命名(选主链,—CHO为第1位进行编号)。如的名称为2-甲基丙醛。
2.(济南高二检测)关于甲醛下列叙述不正确的是 ( )
A.甲醛中C原子采取sp2杂化,所有原子共平面
B.甲醛的溶液可以用于蔬菜保鲜或保存动物标本
C.1 mol甲醛发生银镜反应最多生成4 mol Ag
D.甲醛可以用来制造酚醛树脂
答案 B
三、酮
1.酮的组成和结构:羰基与两个烃基相连的化合物叫做酮。其结构可表示为。
2.最简的酮——丙酮
(1)丙酮的结构简式。
(2)物理性质
丙酮是无色透明的液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。
(3)化学性质
丙酮不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。在催化剂存在的条件下,丙酮可以发生催化加氢反应,生成2-丙醇。
(
催化剂
)化学方程式为————→。
3.下列有关丙酮的说法正确的是 ( )
A.是乙醛的同系物
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
解析 丙酮与乙醛所含的官能团不同,二者不属于同系物,故A错误;丙酮易溶于水,不能从水中萃取出单质碘,故B错误;丙酮与CH3CH2CHO的分子式均为C3H6O,分子式相同,互为同分异构体,故C正确;酮等有机物均易燃烧,故D错误。
答案 C
[对应学生用书第62页]
要点 含醛基物质的性质及醛基的检验
据报道,一些看上去外表鲜亮的海鲜,其实是用“药水”浸泡出来的。一些不法商贩为了保鲜和追求好卖相,用化工产品对海鲜进行“驻颜”:焦亚硫酸钠泡出鲜亮虾仁,甲醛能让变质乌贼“起死回生”,苯甲酸钠可以让臭鱼烂虾“永葆青春”……更令人惊讶的是,水产品市场旁的店铺里,就能随意买到给海鲜“驻颜”的化工产品。
1.怎样利用实验方法检验海产品中是否使用了甲醛作保鲜剂?
提示:将少量CuSO4溶液滴入NaOH溶液中得到新制的Cu(OH)2,然后加入海产品的浸泡液,并用酒精灯加热。如果产生砖红色沉淀,则说明使用了甲醛作保鲜剂。
2.根据甲醛的结构分析,1 mol甲醛发生银镜反应最多可以得到多少摩尔银单质?
提示:1个甲醛分子中相当于有两个,当与足量的银氨溶液作用时,存在如下量的关系:1 mol ~4 mol Ag。
3.能用酸性高锰酸钾溶液区分乙醛与己烯吗?
提示:不能,己烯与乙醛都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色。
1.醛基的性质
(1)醛基可被氧化剂氧化为羧基,也可被H2还原为醇羟基,因此醛基既有还原性,也具有氧化性,可用图示表示如下:
—CH2OH —CHO —COOH
(2)一元醛(非甲醛)与新制Cu(OH)2反应或发生银镜反应的定量关系:
a.1 mol ~1 mol Cu2O~2 mol Cu(OH)2
1 mol ~2 mol Ag
b.甲醛发生氧化反应时,可理解为:
(即H2CO3)
所以,1个甲醛分子相当于有2个—CHO,当甲醛与足量新制Cu(OH)2或银氨溶液反应时,存在如下定量关系:
1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O
1 mol HCHO~4 mol Ag
2.醛基的检验
(1)银镜反应实验中的注意事项
①试管内壁要光滑洁净;
②银氨溶液要现配现用,不可久置;
③银氨溶液的制备、醛的用量及操作要符合实验说明中的规定;
④混合溶液的温度不能太高,受热要均匀,用水浴加热;
⑤在加热过程中,不能振荡试管。
(2)与新制的Cu(OH)2反应实验中的注意事项
①Cu(OH)2必须是新制备的,不可久置;
②制备Cu(OH)2是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液,应保持NaOH过量;
③对反应溶液直接加热。
[例] 下列有关醛的判断不正确的是( )
A.用溴水检验CH2===CH—CHO中是否含有碳碳双键
B.1 mol HCHO发生银镜反应最多生成4 mol Ag
C.乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生银镜反应的有机物不一定是醛类
[解析] A.碳碳双键、—CHO均能与溴水反应,则用溴水不能检验CH2===CH—CHO中的碳碳双键,应先排除—CHO的干扰,A错误;B.1 mol HCHO中含2 mol醛基,而1 mol—CHO能发生银镜反应生成2 mol银,故1 mol甲醛发生银镜反应生成4 mol Ag,B正确;C.醛基有很强的还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;D.只要含醛基就能发生银镜反应,而含有醛基的不一定是醛类,如甲酸、甲酸某酯、甲酸盐以及葡萄糖和麦芽糖等均含醛基,能发生银镜反应,D正确。
[答案] A
(1)含有哪种官能团,就具有哪种官能团所显示的特殊性质。如含有碳碳双键,就具有类似烯烃的性质。
(2)检验碳碳双键时,若该分子中同时含有醛基,应先将醛基氧化,再来检验碳碳双键。一般方法为先加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热,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。
(2022·石家庄高二检测)某一元醛发生银镜反应,可得21.6 g银,等物质的量的该醛完全燃烧时生成7.2 g水,则该醛可能是 ( )
A.乙醛 B.丙醛
C.甲醛 D.丁醛
解析 21.6 g银物质的量是0.2 mol,根据关系式—CHO~2Ag,故饱和一元醛为0.1 mol。醛完全燃烧时,生成的水为7.2 g,即0.4 mol,含H为0.8 mol。则该醛分子中有8个氢原子,根据通式为CnH2nO,可得n=4,即为丁醛。
答案 D
[对应学生用书第64页]
1.下列有关醛的说法正确的是 ( )
A.甲醛是由甲基跟醛基相连而构成的醛
B.醛的官能团是—COH
C.甲醛和丙醛互为同系物
D.饱和一元醛的通式为CnH2n+2O
解析 甲基跟醛基相连构成的醛是乙醛,乙醛结构简式为CH3CHO,甲醛结构简式为HCHO,故A错误;醛的官能团是—CHO,故B错误;甲醛和丙醛结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,因此两者互为同系物,故C正确;根据甲醛结构简式为HCHO,乙醛结构简式为CH3CHO,可知饱和一元醛的通式为CnH2nO,故D错误。
答案 C
2.(山东潍坊五地高二期中联考)茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图。下列叙述错误的是( )
A.茉莉醛属于烃的衍生物
B.1 mol茉莉醛能从足量银氨溶液中还原出2 mol银
C.一定条件下,1 mol茉莉醛最多能和5 mol H2发生反应
D.一定条件下,茉莉醛能发生氧化、还原、酯化等反应
解析 由题图可得,茉莉醛含有醛基,故茉莉醛属于烃的衍生物,A项正确;1 mol茉莉醛含有
1 mol醛基,1 mol醛基可以和足量银氨溶液反应生成2 mol银,B项正确;1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应,1 mol碳碳双键可以和1 mol H2发生加成反应,1 mol醛基可以和1 mol H2发生还原反应,1 mol茉莉醛含有1 mol苯环、1 mol碳碳双键、1 mol醛基,故一定条件下,1 mol茉莉醛最多能和5 mol H2发生反应,C项正确;茉莉醛含有醛基,可以发生还原反应和氧化反应,没有羧基或者羟基,不能发生酯化反应,D项错误。
答案 D
3.2-庚酮()是昆虫之间进行化学通信的高活性微量化学信息物质之一。下列关于该物质的说法正确的是 ( )
A.该物质的分子式为C7H16O
B.该物质与正庚醛互为同分异构体
C.该物质在水中的溶解度大于丙酮
D.该物质与HCN发生加成反应,得到的产物是
解析 该物质的分子式为C7H14O,A项错误;碳原子数相同的饱和一元脂肪醛与饱和一元脂肪酮互为同分异构体,B项正确;酮类有机物的碳原子数越多,在水中的溶解度越小,C项错误;该物质与HCN加成的反应原理为,D项错误。
答案 B
4.醛类易被酸性KMnO4溶液等氧化为羧酸。
(1)向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液,可观察到的现象是 。
(2)某醛的结构简式为(CH3)2CCHCH2CH2CHO,通过实验检验其中的官能团。
①实验操作中,一般先检验哪种官能团? ,原因是 。
②检验分子中醛基的方法是 ,
化学方程式为 。
③检验分子中碳碳双键的方法是 。
解析 (1)乙醛中的醛基可与酸性KMnO4溶液发生氧化反应而使酸性KMnO4溶液褪色。(2)由于碳碳双键、醛基都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,故应先用足量的银氨溶液将醛基氧化,检验完醛基,再加酸酸化,然后加入溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键。
答案 (1)酸性KMnO4溶液褪色
(2)①醛基 检验碳碳双键可用溴水、酸性KMnO4溶液,而醛基也能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
②在洁净试管中加入银氨溶液和少量试样后,水浴加热有银镜生成 (CH3)2CCHCH2CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+3NH3+H2O+(CH3)2CCHCH2CH2COONH4
③加入过量银氨溶液氧化醛基后,调节溶液至酸性,再加入溴水(或酸性KMnO4溶液),溶液褪色
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