3.3 醛和酮 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

` 第三章 烃的衍生物 高中化学选择性必修三 第3节 醛 酮 1 我们学习了乙醇和醇类的性质，醇类发生催化氧化的条件是什么？ 条件 反应条件: Δ / 催化剂Cu或Ag 结构条件：α－C上有H（α－H） 醛 【复习回顾】 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO+2H2O Cu或Ag △ 1、乙醛的结构 H H H H C C O 一、乙醛 空间填充模型 球棍模型 C2H4O CH3CHO —CHO（醛基） 分子式 结构式 结构简式 官能团 2、物理性质 常温下为无色有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点：20.8℃，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。 乙醛、苯、CCl4均为无色液体，如何用最简便的方法鉴别？ 用H2O 吸收强度 10 8 6 4 2 0 乙醛的核磁共振氢谱 乙醛分子结构中含有两类不同位置的氢原子，在核磁共振氢谱中有两组峰。 甲基氢原子 醛基氢原子 对比乙醇和乙醛的结构，从键的饱和程度和键的极性预测乙醛的化学性质。 CH3—CH2—O—H CH3—C—H O CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH 乙醇 乙醛 乙酸 被还原 被氧化 加氢 加氧 加H去O 的叫 还原反应。 加O去H 的叫 氧化反应； Ni CH3CHO＋H2 CH3CH2OH 这个反应属于氧化反应还是还原反应？ 还原反应 3、乙醛的化学性质 （1）加成反应 这类加成反应在有机合成中可用于增长碳链 与-CHO加成的物质有：H2、HCN CH3-C-H O + H—H CH3-C-H O-H H 催化剂 + d– d+ 催化剂 d– d+ 2-羟基丙腈jing 【例1】写出下列反应的化学方程式 H-C-C-H和 分别与H2加成 O ‖ O ‖ H-C-C-H＋2H2 O ‖ O ‖ CH2-CH2 OH OH 催化剂 △ C HO C HO +4H2 催化剂 △ C H2OH （2）氧化反应 ①燃烧 O 2CH3－C－H ＋O2 2CH3C-O-H 催化剂 △ O 2CH3CHO＋5O2 4CO2＋4H2O 点燃 ②催化氧化 乙醛能使KMnO4/H+褪色吗?能使溴水褪色吗? 乙醛可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 ③与强氧化剂反应：乙醛具有还原性 CH3CHO＋Br2＋H2O → CH3COOH＋2HBr 5CH3CHO＋2KMnO4＋3H2SO4→ 5CH3COOH＋2MnSO4＋K2SO4＋3H2O 乙醇 乙醛 乙酸 还原 氧化 氧化 ④被弱氧化剂氧化 i. 配制银氨溶液： Ⅰ、银镜反应 AgNO3＋NH3·H2O＝AgOH↓＋NH4NO3 AgOH＋2NH3·H2O＝[Ag(NH3)2]OH＋2H2O （氢氧化二氨合银） ii . 水浴加热生成银镜 银镜反应 与新制的氢氧化铜反应 CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 氧化剂 还原剂 银镜反应示意图： △ 实验现象：向A中滴加氨水，现象为先产生 白色沉淀 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 光亮的银镜 银镜反应实验注意事项： 1.试管内壁应洁净 2.必须用水浴加热，不能用酒精灯加热。 3.加热时不能振荡试管和摇动试管。 4.配制银氨溶液时，氨水不能过多或过少只能加到AgOH (Ag2O)沉淀刚好消失。 5.碱性环境下，乙醛被氧化成乙酸后又与NH3反应生成乙酸铵。 6.银氨溶液必须随配随用，不可久置，否则会产生易爆炸的物质叠氮化银(AgN3)。 银镜反应有什么用途？ 怎样清洗做过银镜反应的试管？ 银镜反应的应用： （1）检验醛基，并测定醛基的个数 实验后：银镜用HNO3浸泡，再用水洗。 （-CHO～2Ag） （2）制镜或水瓶胆（用含醛基的葡萄糖） 实验前：洁净的试管——热NaOH溶液洗，再水洗 Ⅱ、与新制的氢氧化铜反应 i. 配制新制的Cu(OH)2悬浊液： （碱必须过量） Cu2+＋2OH-＝Cu(OH)2↓ ii. 乙醛的氧化： 砖红色 注意： （1） 氢氧化铜溶液一定要新制 （2） 碱一定要过量 应用： （1）检验醛基的存在 （2）医学上检验病人是否患糖尿病 （检验葡萄糖中的醛基） 【例2】某醛的结构简式为(CH3)2C＝CHCH2CH2CHO，实验操作中，哪一个官能团应先检验？ (CH3)2C＝CHCH2CH2CHO＋2Ag(NH3)2OH → (CH3)2C＝CHCH2CH2COONH4＋Ag↓＋NH3＋H2O (CH3)2C＝CHCH2CH2COOH＋Br2→ (CH3)2CBrCHBrCH2CH2COOH 由于Br2也能氧化－CHO，所以必须先用银氨溶液氧化醛基，又因为氧化后溶液为碱性，所以应先酸化后在加溴水检验碳碳双键。 化学方程式为： △ 【例3】写出下列反应的化学方程式 H-C-C-H和 及葡萄糖分别发生银镜反应的方程式 O ‖ O ‖ H-C-C-H O ‖ O ‖ C HO C HO ＋4[Ag(NH3)2]OH 2H2O＋4Ag↓＋6NH3 ＋ 水浴 H4NO-C-C-ONH4 O ‖ O ‖ ＋2[Ag(NH3)2]OH H2O＋2Ag↓＋3NH3 ＋ 水浴 COONH4 CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OH H2O + CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag↓＋ 3NH3 水浴 二、醛 1、醛的定义： 从结构上看，由烃基（或氢原子）跟醛基(-CHO)相连而成的化合物。 2、官能团 名称：醛基 结构简式： -CHO R－C－H ‖ O OHC- H－C－ ‖ O －COH　 －CH＝O 【例4】居室空气污染的主要来源之一是装饰材料释放出的一种刺激性气味的气体，主要成分是（ ） A．甲烷 B．氨气 C．甲醛 D．二氧化硫 C 【例5】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 C 3、分类 （1）按醛基的数目分 （2）按烃基是否饱和分 （3）按烃基种类 一元醛：如CH3CHO 乙醛 二元醛：CHO CHO 乙二醛 多元醛：OHC-CH-CH2CHO CHO 饱和醛 不饱和醛 C H 2 = C H C HO C H 3 C H 2 CHO 脂肪醛 芳香醛 C HO 饱和一元醛通式： CnH2nO (n≥1 )或CnH2n+1CHO C O H H 甲醛 4、物理性质 醛基是亲水基，三个碳以下的醛能与水以任意比互溶。 醛类一般有刺激性气味，除甲醛是气体外，其余均为无色液体或固体，熔沸点随C原子数增加而升高，密度一般比水小。 桂皮的香味主要来自肉桂醛 杏仁的香味主要来自苯甲醛 CHO CH2 CH CHO 5、醛的同分异构体 按要求写同分异构体： （1）C5H10O属于醛的同分异构体有 种，分别为？ （2）写出C3H6O的同分异构体？ 醛、酮、烯醇、环醇、环醚等 C-C-C-C C-C-C C “→” 表示醛基的位置 4 C4H9−CHO CH3-CH2-C-H O CH3-C-CH3 O CH2＝CH－CH2－OH —OH CH2＝C－O－CH3 O 6、醛的命名 （1） CH3—CH—CHO CH3 （2） CH3—CH—CH2—CH3 CHO 2-甲基丙醛 2-甲基丁醛 （3） CH3—CH—CH2—CH-CHO CH3 C2H5 5 4 3 2 1 1 2 3 4 3 2 1 4-甲基-2-乙基戊醛 三、甲醛 CH2O HCHO 四个原子共平面，分子中有两个醛基 分子式 结构式 结构简式 结构特点 O ‖ H－C－H H－C－H ‖ O 相当于含两个醛基 1、甲醛的结构（又名蚁醛） 2、甲醛的物理性质 甲醛是结构最简单的醛，结构简式为 HCHO 。通常状况下是一种 无 色有强烈 刺激性 气味的气体，易溶于水。它的水溶液又称 福尔马林 ，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本。 3、甲醛的化学性质： （1）加成反应(还原反应) （2）氧化反应 （H2CO3） 注：甲醛在空气中完全燃烧，反应前后物质的量相等， 若水为气态，反应前后气体的体积不变。 HCHO+H2 CH3OH Ni HCHO+O2 CO2+H2O 点燃 2HCHO+O2 2HCOOH 催化剂 或：HCHO+O2 H-O-C-O-H O 催化剂 HCHO+4Ag(NH3)2OH → (NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O △ HCHO+4Cu(OH)2 → CO2↑+2Cu2O↓+5H2O △ 4. 写出甲醛发生银镜反应，以及与新制氢氧化铜反应的化学方程式。 5. 乙醛与氢气的加成反应，也可说乙醛发生了还原反应，为什么？ 在有机化学反应里，通常还可以从加氢或去氢来分析氧化还原反应，即加氢就是还原反应去氢就是氧化反应。 1 mol HCHO～4 mol Ag；1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O。 乙醛能发生氧化反应是由于醛基上的H原子受C=O的影响，活性增强，能被氧化剂所氧化；能发生还原反应是由于醛基上的C=O与C=C类似，可以与H2发生加成反应。 6. 结合乙醛的结构，说明乙醛的氧化反应和还原反应有什么特点？ 7、苯甲醛 是最简单的芳香醛，俗称 苦杏仁油 ，是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。 加成反应 氧化反应 催化氧化 羧酸 被弱氧化剂氧化 燃烧 CO2、H2O 银镜反应 Cu(OH)2 能使高锰酸钾溶液、溴水褪色 醛＋H2→醇 醛＋HCN→羟基腈 醛的化学性质 四、 酮 1. 一元酮 R－C－R′ O 若其中R和R′均为烷基(-CnH2n+1)，则为饱和一元酮。 CnH2nO（n≥3） 2. 酮的化学性质 CH3-C-CH3 + H2 O CH3-CH-CH3 OH Ni 即：饱和一元醛催化加氢得到醇(仲醇)。 酮类通常情况不能被氧化，可以发生还原反应。 CH3－C－CH3 O 最简单的酮： 饱和一元酮的通式为 。 丙酮是丙醛的同分异构体吗？可采用哪些方法鉴别它们？ 是，二者的分子式都是C3H6O ，可用新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液来鉴别它们。 五、丙酮 1、分子式 ： C3H6O 2、结构简式： CH3CCH3 || O 或CH3COCH3 3、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。丙酮不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。 4、化学性质 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。 醛和酮的区别与联系 醛 酮 官能团 官能团位置 结构通式 联系 碳链末端 碳链中间 (R为烃基或氢原子) (R、R′均为烃基) 醛基： —C—H O 酮羰基： —C— O R—C—H O R—C—R′ O 碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体。 银氨溶液、新制Cu(OH)2 醛类：C4H9—CHO 酮类：CH3COC3H7 C2H5COC2H5 D 方法一：基元法 CnH2nO → 官能团异构 （饱和一元醛、酮） 【例】分子式为C5H10O，且结构中含有 的有机物共有(　) A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 —C— O 醛和酮的同分异构体 使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物及褪色原因的比较： 碳碳双键 碳碳三键 苯的 同系物 醇 酚 醛 能否褪色 原因 能否褪色 原因 能否因反应褪色 原因 能否褪色 原因 能否褪色 原因 能否褪色 原因 溴水 酸性 高锰酸钾溶液 √ × 加成 反应 √ √ √ √ × 加成 反应 取代 反应 氧化反应 氧化反应 氧化反应 官能团 试剂 √ √ √ √ √ 氧化 反应 氧化 反应 氧化反应 氧化反应 【拓展应用】 以乙醇为原料，其他试剂自选，设计乙二酸的合成路线，注明试剂与条件。 卤代烃 → 醇 → 醛 → 羧酸 1、某学生做乙醛的还原实验，取1mol/L的CuSO4溶液2mL和0.4mol/L的NaOH溶液5mL，在一个试管中混合加入40%的乙醛溶液加热至沸腾，无红色沉淀，实验失败的原因是（ ） A、乙醛溶液太少 B、氢氧化钠不够用 C、硫酸铜不够用 D、加热时间不够. B 2、（双选）一定量的某饱和一元醛发生银镜反应，析出2.16g银，等量的此醛完全燃烧时生成CO2 0.896L，则此醛是（ ） A、乙醛 B、丙醛 C、丁醛 D、2-甲基丙醛 C D n（Ag）=0.02mol n( C)=0.04mol 含4个C 3、一定量某一元醛发生银镜反应得到银21.6g， 等量的此醛完全燃烧时生成5.4g水，通过计算求该醛可能的化学式。 CnH2nO ~ 2Ag n（Ag）=0.2mol 1 2 0.1 0.2 n(H2O)=0.3mol n( H)=0.6mol 该醛若饱和则化学式为: C3H6O 该醛若不饱和则化学式为: C4H6O 含6个H $$