17 专题4 第二单元 第1课时 醛的性质和应用-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（苏教版2019）

第二单元　醛　羧酸 第1课时　醛的性质和应用 [素养发展目标]　1．认识醛的组成和结构特点、性质、转化关系。2．能够列举醛的典型代表物的主要物理性质及其在生产、生活中的重要应用。3．能描述和分析醛的典型代表物的重要反应，能书写相应的反应式。 一、醛的结构 1．定义：醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，简写成RCHO。 2．通式：饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。 3．常见的醛 (1)甲醛 ①甲醛又名蚁醛，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刺激性气味的气体，易溶于水。35%～40%的甲醛水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能等。 ②甲醛的1H—NMR谱图中有1种特征峰。故其结构式为；羰基()以及与羰基直接相连的原子处于同一平面上，所以甲醛中4个原子处于同一平面上。 (2)乙醛 ①乙醛的分子式为C2H4O，乙醛的结构简式为CH3CHO，是一种无色有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点是20．8 ℃，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇等互溶。 ②乙醛的1H—NMR谱图中有2种特征峰。故其的结构式为。 【即学即练】 1．下列关于醛的说法正确的是(　　) A．甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛 B．醛的官能团是—COH C．甲醛和乙二醛(OHC—CHO)互为同系物 D．饱和一元脂肪醛的分子组成符合CnH2nO的通式 D　[甲醛是只含一个碳原子的醛，其结构简式为HCHO，A错误；醛的官能团醛基应写为—CHO，不能写为—COH，B错误；甲醛是一元醛，乙二醛是二元醛，二者官能团个数不同，不是同系物，C错误。] 二、醛的化学性质 1．氧化反应 (以乙醛为例) (1)银镜反应 实验操作 实验现象 向A中逐滴加入稀氨水，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 有关化学方程式 A中：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓(白色)＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O； C中：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O 注意事项 ①试管内壁必须洁净； ②加热时不可振荡和摇动试管； ③须用新配制的银氨溶液，银氨溶液不能久置，以免发生危险 学生用书第71页 (2)与新制的Cu(OH)2的反应 实验操作 实验现象 A中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，C中溶液有砖红色沉淀产生 续表 有关化学方程式 A中：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4； C中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 注意事项 ①反应在碱性条件下进行； ②加热至沸腾； ③Cu(OH)2必须是新制的 (3)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。 2CH3CHO＋O22CH3COOH。 (4)燃烧反应 2CH3CHO＋5O24CO2＋4H2O。 2．加成反应(还原反应) 醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质类似，也能发生加成反应，化学方程式为： ①RCHO＋H2RCH2OH； ②RCHO＋HCN―→。 3．甲醛的结构与性质 (1)结构特点 甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如下图所示： (2)氧化反应的特殊性 甲醛发生氧化反应时，可理解为： 所以，1个甲醛分子中相当于有2个 —CHO，当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2反应时，可存在如下量的关系： 1 mol HCHO～4 mol Ag 1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O (3)甲醛与苯酚反应生成酚醛树脂： 【即学即练】 2．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色(√) (2) 苯甲醛能与溴水发生加成反应(×) (3)用新制银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛(×) (4)乙醛氧化可得到乙酸，乙酸与氢气加成可得到乙醛(×) (5)乙醛加氢得到乙醇的反应是加成反应，也称为还原反应(√) 学生用书第72页 三、酮的结构与性质 1．酮的概念和结构特点 2．丙酮 (1)丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为：。 (2)丙酮的物理性质 常温下丙酮是无色透明液体，沸点56．2 ℃，易挥发，能与水、乙醇等互溶。 (3)丙酮的化学性质 不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇。反应的化学方程式： 。 (4)应用 酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如，丙酮可用作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂，还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。 【即学即练】 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 C　[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。] 一、醛基的检验 1．能发生银镜反应的有机物都属于醛类吗？ 提示：有机物只要含有醛基就可以发生银镜反应，能发生银镜反应的不一定都是醛类，可能是其他含有醛基的有机物，例如：甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。 2．如何配制银氨溶液？ 提示：在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的氨水，使最初产生的沉淀恰好溶解，制得银氨溶液。 3．某学生做乙醛还原性的实验，取1 mol·L－1的硫酸铜溶液2 mL和0．4 mol·L－1的氢氧化钠溶液4 mL，在一个试管里混合后加入0．5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸腾，无红色沉淀，该同学实验失败的原因可能是什么？ 提示：氢氧化钠的量不够。乙醛和新制氢氧化铜的反应需要在碱性条件下进行。 4．能否用溴水和酸性KMnO4溶液检验醛基？应注意哪些问题？ 提示：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。 学生用书第73页 5．某醛的结构简式为(CH3)2C===CHCH2CH2CHO。要对其中的碳碳双键和醛基进行检验。 ①检验分子中的醛基用什么方法？ 提示：可加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明分子中存在醛基。 ②检验分子中碳碳双键用什么方法？ 提示：在加银氨溶液氧化—CHO后，调节pH至弱酸性再加入溴水，看是否褪色。 ③实验操作中，应先检验什么官能团？ 提示：醛基。由于溴水也能氧化醛基，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，溴水能与碱反应，应先加酸酸化后再检验双键。 1．检验方法 2．注意问题 (1)银镜反应实验注意事项 ①试管要洁净，洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗。 ②银氨溶液必须现用现配，不可久置，否则会生成易爆物质。 ③配制银氨溶液时，氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液，且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒)，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止，氨水不能过量，否则也会生成易爆物质。 ④银镜反应的条件是水浴加热，不能直接加热，加热时不可振荡或摇动试管，以防生成黑色的银，而不能在试管内壁形成光亮的银镜。 ⑤实验结束后，试管内壁附着的银镜，可用稀硝酸浸泡，待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。 (2)乙醛与新制Cu(OH)2反应实验注意事项 ①所用Cu(OH)2必须是新制备的。 ②配制Cu(OH)2时，必须保证NaOH溶液过量，即保证所得溶液呈碱性。 ③用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾，才有明显的砖红色沉淀产生。 ④加热煮沸时间不能过久，否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。 3．含有醛基物质中碳碳双键的检验方法 (1)醛基和碳碳双键性质的比较 醛基 碳碳双键 酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 溴水 褪色 褪色 银氨溶液 产生银镜 不反应 新制的Cu(OH)2 产生砖红色沉淀 不反应 (2)含醛基物质中碳碳双键的检验流程 R—CH===CH—CHO R—CH===CH—COOH褪色 1．(2022·大庆外国语学校下学期月考)下列关于银镜实验的操作过程图示正确的是(　　) A． B． 学生用书第74页 C． D． A　[银镜实验的操作应该是先往硝酸银溶液中滴加氨水直至产生的白色沉淀又完全溶于氨水，现配银氨溶液，滴入几滴乙醛溶液，进行水浴加热(注意不能直接加热)，产生银镜。答案选A。] 2．肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中，肉桂醛中含有碳碳双键与醛基两种官能团，现要检验它们，做如下实验： 步骤1：向试管中加入10%氢氧化钠溶液2 mL，边振荡边滴入2%硫酸铜溶液4～6滴； 步骤2：向试管中再加入少量肉桂醛，加热充分反应，出现砖红色沉淀； 步骤3：取实验后试管中的清液少许，加入硫酸酸化，再滴加到溴水中，溶液褪色。 下列说法不正确的是(　　) A．步骤1中一定要确保氢氧化钠溶液过量 B．步骤2中出现砖红色是因为醛基具有还原性 C．步骤3中溶液褪色是因为碳碳双键发生了氧化反应 D．Cu2O中的铜元素基态核外电子排布式为：[Ar]3d10 C　[醛基与新制Cu(OH)2必须在碱性环境中进行，故步骤1中一定要确保氢氧化钠溶液过量，A正确；醛基与新制Cu(OH)2反应中，醛基体现还原性，将新制Cu(OH)2还原为Cu2O，故步骤2中出现砖红色沉淀是因为醛基具有还原性，B正确；碳碳双键与溴水发生加成反应而褪色，醛基能与溴水发生氧化还原反应而褪色，C错误；Cu2O中的铜元素的化合价为＋1价，故Cu＋基态核外电子排布式为：[Ar]3d10，D正确；故答案为C。] 二、醛和酮同分异构体的书写及醛的相关计算 1．1 mol乙醛与足量银氨溶液反应可生成多少mol Ag? 提示：2 mol。 2．1 mol甲醛与足量新制Cu(OH)2反应，可生成多少mol Cu2O? 提示：2 mol。 3．1 mol有机物分别与足量的氢气和新制备的氢氧化铜反应，消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别是多少？ 提示：3 mol，4 mol。 4．分子式为C5H10O，属于酮的同分异构体有几种。属于醛的有几种？ 提示：醛类可写为C4H9—CHO，因为C4H9—有4种结构，故醛有4种结构。酮类可写为CH3COC3H7，因—C3H7有2种结构，故此种形式有2种结构，也可写成C2H5COC2H5，此种形式只有1种结构，所以酮类共有3种结构。 1．醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时量的关系 (1)一元醛 (2)二元醛 1 mol二元醛～4 mol Ag 1 mol二元醛～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O 学生用书第75页 2．甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时量的关系 甲醛发生氧化反应时，可理解为： 故1 mol HCHO～4 mol Ag 1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O。 3．醛和酮同分异构体的书写方法 (1)官能团异构 饱和一元醛、饱和一元酮的通式都是CnH2nO，即含有相同碳原子数的饱和一元醛与饱和一元酮互为同分异构体。如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮(CH3COCH3)。 脂环醇、烯醇与等碳原子数的醛互为同分异构体。如CH2===CH—CH2OH和CH3CH2CHO和。 (2)位置异构 因为醛基在链端，所以醛不存在此类异构，但酮存在位置异构。如2－戊酮与3－戊酮。 (3)碳链异构 ①醛类碳链异构的写法： 如C5H10O可写成C4H9—CHO，C4H9—的碳链异构数目，即为C5H10O醛类异构体的数目，C4H9—的碳链异构数目有4种，C5H10O醛类异构体的数目也有4种。 ②酮类碳链异构的写法： 1．某饱和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 D　[21．6 g银的物质的量是n(Ag)＝＝ 0．2 mol，根据醛发生银镜反应后产生的银之间的物质的量关系R—CHO～2Ag，反应产生0．2 mol Ag，则饱和一元醛物质的量为0．1 mol。醛完全燃烧时，生成水的质量为7．2 g，n(H2O)＝＝0．4 mol，则其中含H为0．8 mol，根据饱和一元醛分子式通式CnH2nO，2n＝8，所以n＝4，则该醛为丁醛。] 2．(2023·南通市启东市期中)有机化合物M是制备聚酯材料的重要中间体，其结构简式如图所示。下列关于M的说法正确的是(　　) A．所含官能团为羰基 B．核磁共振氢谱有3个峰 C．M的同分异构体中属于芳香醛的还有9种 D．能发生取代、加成、氧化、还原等反应 D　[所含官能团为醛基，故A错误； 如图，分子中有4种不同的氢，核磁共振氢谱有4个峰，故B错误； M的同分异构体中属于芳香醛的还有13种：、、 ，故C错误；苯环上的氢、甲基上的氢均能发生取代反应，苯环和醛基能发生加成反应，醛基能发生氧化、还原等反应，故D正确；故选D。] 学生用书第76页 1．下列说法正确的是(　　) A．能与新制的Cu(OH)2反应的有机物一定是醛 B．1 mol任何一元醛与足量银氨溶液反应，最多得到2 mol Ag C．醛不能被CuSO4溶液氧化 D．最简单的一元酮是乙酮 C　[醛基与烃基或氢原子相连的有机物是醛，如果醛基连接的不是烃基或氢原子而是其他基团，虽能与新制的Cu(OH)2反应，但不属于醛、例如甲酸酯类，A项错误；1 mol甲醛与足量银氨溶液反应，最多得到4 mol Ag，B项错误；醛只有在碱性条件下才能与新制的Cu(OH)2反应，不能与CuSO4溶液反应，C项正确；羰基本身含有1个碳原子，当羰基两端连接的都是烃基时，得到的才是酮，当羰基两端连接最简单的烃基是甲基时，得到组成最简单的酮即丙酮，D项错误；故选C。] 2．下列关于银镜反应的实验说法，正确的是(　　) A．试管先用烧碱溶液洗涤，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．采用直接加热 D．可用浓盐酸洗去银镜 A　[试管先用烧碱溶液洗涤，去除管壁上的油污，然后用蒸馏水洗涤，故A正确；在一支洁净的试管中加入少量的AgNO3溶液，然后滴加稀氨水，直到生成的沉淀刚好溶解为止，得到的无色溶液称为银氨溶液，故B错误；因为水的沸点是100 ℃，用水浴加热的温度不可能超过100 ℃，水浴加热的温度是使反应容器内试剂受热均匀，且易于控制反应温度，直接加热受热不均匀且温度太高，银镜反应需水浴，故C错误；可用稀硝酸洗去银镜，故D错误；故选A。] 3．下列化合物中，能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是(　　) A　[有机物含—OH，可发生酯化反应，且与—OH相连碳原子的相邻碳原子上连有氢原子，可发生消去反应，含—CHO，可发生还原、加成反应，A正确；有机物含—OH，可发生酯化反应，且与—OH相连碳原子的相邻碳原子上连有氢原子，可发生消去反应，该有机物不能发生还原反应、加成反应，B错误；有机物含—CHO，可发生还原、加成反应，不能发生酯化反应、消去反应，C错误；有机物含—OH，可发生酯化反应，与—OH相连碳原子的相邻碳原子上未连有氢原子，不能发生消去反应，含—CHO、羰基，可发生还原、加成反应，D错误；故选A。] 4．人们能够在昏暗的光线下看见物体，是因为视网膜中的“视黄醛”吸收光线后，其分子结构由顺式转变为反式(如图所示)，并从所在蛋白质上脱离，这个过程产生的信号传递给大脑。下列有关“视黄醛”的说法正确的是(　　) A．“视黄醛”属于烯烃 B．“视黄醛”的分子式为C20H15O C．“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应 D．在金属镍催化并加热条件下，1 mol“视黄醛”最多能与5 mol H2发生加成反应 C　[因烯烃只含C、H元素，而“视黄醛”中含有O元素，则不属于烯烃，故A错误；由结构可知，每个折点都有1个C原子，则1个“视黄醛”分子中含有19个C原子，分子式为C19H26O，故B错误；分子中含有—CHO，能发生银镜反应，则“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应，故C正确；1 mol“视黄醛”分子中含有5个碳碳双键和1个醛基，所以在金属镍催化并加热条件下，1 mol“视黄醛”最多能与6 mol H2发生加成反应，故D错误。] 5．有A、B、C三种烃的衍生物，相互转化关系如下： 1，2－二溴乙烷气体DABC (1)A、B、C中所含官能团的名称是________、________、________。 (2)A→B的化学方程式为___________________________________________________。 (3)B→C的化学方程式为____________________________________________________。 (4)B→A的化学方程式为___________________________________________________。 解析：　已知A、B、C为烃的衍生物，ABC，说明A为醇，B为醛，C为羧酸，且三者碳原子数相同，醇在浓H2SO4、加热至170 ℃时产生的气体与溴水加成得1，2－二溴乙烷，则A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。 答案：　(1)羟基　醛基　羧基 (2)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O (3)2CH3CHO＋O22CH3COOH (4)CH3CHO＋H2CH3CH2OH 学科网（北京）股份有限公司 $$