内容正文:
第三章 烃的衍生物
第三节 醛 酮
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[学习目标]
1.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。(宏观
辨识与微观探析)
2.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。(科学探究与创新意识)
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化学 选择性必修3
课前 教材预案
课堂 深度拓展
课末 随堂演练
课时作业(十二)
课前 教材预案
知识点1 醛类
1.醛的结构、组成
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2.乙醛的物理性质
颜色 气味 状态 密度 沸点 挥发性 溶解性
无色 ⑤ 刺激性
气味 液体 比水小 20.8 ℃ 易挥发 与 ⑥水、乙醇
等互溶
刺激性
气味
⑥水、乙
醇
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3.乙醛的化学性质
(1)加成反应
①催化加氢
乙醛蒸气和H2的混合气体通过热的镍催化剂,即发生催化加氢反应(或还原反应)。
化学方程式为
⑦ CH3CHO+H2CH3CH2OH 。
②与HCN加成
CH3CHO+H2CH3CH2OH
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乙醛能和一些极性试剂(如HCN)发生加成反应。
化学方程式为
⑧ CH3CHO+HCNCH3CH(OH)CN 。
CH3CHO+HCNCH3CH(OH)CN
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(2)氧化反应
①银镜反应
乙醛与银氨溶液反应,生成的银附着在试管壁上形成⑨ 银镜 ,常用来检验醛基。
化学方程式为
⑩ CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 。
银
镜
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+
3NH3+H2O
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②与新制Cu(OH)2的反应
乙醛与新制Cu(OH)2共热产生⑪ 砖红色沉淀 ,常用来检验醛基。
化学方程式为⑫ CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O 。
砖红色沉淀
CH3CHO+2Cu(OH)2+
NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
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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。
化学方程式为⑬ 2CH3CHO+O2
2CH3COOH 。
④燃烧:反应方程式为⑭ 2CH3CHO+5O24CO2+4H2O 。
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
2CH3CHO+5O24CO2+
4H2O
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4.甲醛与苯甲醛
甲醛(蚁醛) 苯甲醛(苦杏仁油)
结构简式 HCHO
色、味、态 无色、有⑮ 强烈刺激性 气味的气体 无色、有⑯ 苦杏仁 气味的液体
溶解性 易溶于水 微溶于水、与乙醇等互溶
强烈刺激
性
苦杏仁
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甲醛(蚁醛) 苯甲醛(苦杏仁油)
用途 水溶液又称⑰ 福尔马林 ,具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本 是制造染料、香料及药物的重要原料
化学性质 与乙醛相似,可以被还原为⑱ 醇 ,氧化为⑲ 酸 ,可以发生银镜反应,能与氰化氢加成
福尔马
林
醇
酸
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知识点2 酮
1.概念:⑳ 羰基与两个烃基 相连的化合物叫做酮,官能团为㉑ ,通式为 。
羰基与两个烃基
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2.丙酮
(1)物理性质及用途
颜色 状态 沸点 溶解性 用途
无色
透明 液体 56.2 ℃ 与㉒ 水、乙醇 互溶 有机溶剂、化工原料
水、乙醇
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(2)化学性质
①加成反应:在催化剂存在的条件下,丙酮可发生催化加氢反应。
化学方程式为㉓ +H2CH3CH(OH)CH3 。
②氧化反应:丙酮能燃烧,被氧气氧化,但不能被㉔ 银氨溶液、新制Cu(OH)2 等弱氧化剂氧化。
3.用途:重要的有机溶剂、化工原料。
+H2
CH3CH(OH)CH3
银氨溶
液、新制Cu(OH)2
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判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)乙醛的结构简式可写为CH3COH。 ( × )
(2)饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO。 ( √ )
(3)能发生银镜反应的有机化合物一定是醛类。 ( × )
(4)乙醛既能发生氧化反应又能发生还原反应。 ( √ )
(5)1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag。 ( × )
×
√
×
√
×
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(6)等物质的量的乙醛和乙炔完全燃烧时,二者耗氧量相等。 ( √ )
(7)对甲基苯甲醛 使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明它含有醛基。 ( × )
√
×
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(1)能发生银镜反应的有机物可能是醛,也可能是甲酸的盐或酯,也可能是葡萄糖等。
(2)醛与银氨溶液、新制氢氧化铜反应,均需在碱性条件下进行。
(3)甲醛相当于二元醛,1 mol甲醛发生银镜反应生成4 mol银,与新制氢氧化铜反应生成2 mol Cu2O。
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课堂 深度拓展
探究点1 实验探究醛基的检验
1.丙醛是精细化学品的重要原料,主要用于合成农药除草剂和杀虫剂、药物眠尔痛和乙噻嗪等,还广泛应用于涂料、塑料、食品、饲料、橡胶助剂等方面的生产。
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(1)丙醛分子中含有醛基,你能利用银氨溶液、新制氢氧化铜设计实验进行检验吗?
(2)银氨溶液、新制氢氧化铜又应该如何配制呢?
(3)实验操作中又应该注意哪些问题呢?
答案 略。
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实验一 丙醛与银氨溶液反应
实验
操作 在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2% 氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。再滴入3滴丙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热
实验
操作
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实验现象
及结论 水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层 光亮的银镜 ,证明丙醛分子中含有醛基
有关
方程式 ①中:AgNO3+NH3·H2OAgOH↓(白色)+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O;
③中: CH3CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OH
2Ag↓+CH3CH2COONH4+3NH3+H2O
光亮的银
镜
CH3CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OH
2Ag↓+CH3CH2COONH4+3NH3+H2O
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实验二 丙醛与新制Cu(OH)2反应
实验操作 在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴5% CuSO4溶液,得到新制的Cu(OH)2,振荡后加入0.5 mL丙醛溶液,加热
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实验现象
及结论 ①中溶液出现 蓝色絮状沉淀 ,滴入丙醛,加热至沸腾后,③中溶液有 砖红色沉淀 产生。证明丙醛分子中含有醛基
有关
方程式 ①中:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4;
③中: CH3CH2CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3CH2COONa+Cu2O↓+3H2O
CH3CH2CHO+2Cu(OH)2+
NaOHCH3CH2COONa+Cu2O↓+3H2O
蓝色絮状沉淀
砖红色沉淀
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1.实验一注意事项
(1)试管内壁必须洁净,否则生不成银镜,导致实验失败。
(2)丙醛用量不宜太多,加热时不可振荡和摇动试管。
(3)用水浴加热试管受热均匀,且利于控制温度;用酒精灯直接加热煮沸,不利于控制温度,温度过高,会产生黑色沉淀,不能形成银镜。
(4)须用新配制的银氨溶液,银氨溶液不能久置,以免发生危险。
(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。
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2.实验二注意事项
(1)Cu(OH)2必须新制,因为Cu(OH)2不稳定,久置可能会分解产生黑色的氧化铜,活性不高。
(2)新制Cu(OH)2必须呈碱性,即制备时NaOH溶液要过量。
(3)加热混合物应达到沸腾。
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【例题1】某学生做乙醛的还原性实验时(如图),加热至沸腾,未观察到红色沉淀,分析其原因可能是( )
A.乙醛量不够 B.烧碱量不够
C.硫酸铜量不够 D.加热时间短
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思维导引:正确解答本题的关键如下:
(1)仔细观察图示,注意氢氧化钠和硫酸铜的相对量;
(2)新制氢氧化铜在碱性环境条件下存在。
答案 B
解析 乙醛还原氢氧化铜的实验要求在碱性环境中进行,而题中所给NaOH的量不足。硫酸铜过量时,其水解会使溶液呈酸性,导致实验失败。
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【变式1】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
答案 A
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解析 用烧碱溶液是为了将试管上的油污洗净;配制银氨溶液时,应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好溶解;应采用水浴加热,不能直接加热;反应所得的银镜应用稀硝酸清洗。
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探究点2 醛的转化和定量计算
2.在2HCHO+NaOH(浓)HCOONa+CH3OH反应中,HCHO是发生了氧化反应呢?还是还原反应?
答案 既发生了氧化反应,又发生了还原反应。在有机反应中,有机化合物去氢或加氧的反应是氧化反应,有机化合物去氧或加氢的反应是还原反应。
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3.写出乙醛发生银镜反应的化学方程式,根据该方程式分析, 1 mol 甲醛与足量银氨溶液反应,理论上能够生成银的物质的量是多少?
答案 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O;4 mol。
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4.写出乙醛与新制Cu(OH)2反应的化学方程式,根据该方程式分析,1 mol甲醛与足量新制Cu(OH)2反应,理论上消耗 Cu(OH)2的物质的量是多少?
答案 CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O;4 mol。
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1.醛的氧化与还原规律
RCH2OH RCHORCOOH
2.相关定量计算
(1)一元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,定量关系如下:
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(2)甲醛发生氧化反应时,可以理解为
所以,甲醛分子中相当于有2个—CHO,与足量的银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应时,存在如下定量关系:1 mol HCHO~ 4 mol Ag,1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O。
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【例题2】某机物能跟新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,该有机物的相对分子质量为44。燃烧该有机物2.2 g,生成2.24 L(已换算成标准状况下的体积)二氧化碳。下列说法不正确的是( )
A.该有机物是乙醛
B.1 mol该有机物能够和1 mol氢气加成
C.燃烧该有机物4.4 g,生成3.6 g水
D.0.01 mol该有机物与足量银氨溶液充分反应析出金属银4.32 g
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(1)首先根据特征现象判断物质的属类;
(2)结合数据确定分子式、结构简式;
(3)分析计算选项,做出正确判断。
答案 D
解析 由题给信息可知,该有机物分子内含醛基。2.2 g (0.05 mol)该有机物中n(C)=0.1 mol,所以该有机物为乙醛(CH3CHO),A、B两项正确;燃烧 4.4 g乙醛应该生成 0.2 mol水,即3.6 g水,C项正确;0.01 mol乙醛与足量银氨溶液充分反应析出金属银2.16 g,D项错误。
思维导引:解答本题的思维流程如下:
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【变式2】已知: ,其中甲、乙、丁均能发生银镜反应,下列说法不正确的是( )
A.甲的水溶液可作为防腐剂
B.1 mol甲与足量的银氨溶液反应最多可得到2 mol Ag
C.等质量的甲和丁完全燃烧时,耗氧量相等
D.甲和乙都没有同分异构体
答案 B
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解析 由题意,甲既能被氧化为酸(乙)又能被还原为醇(丙)可推知甲为醛类,甲、乙、丁都能发生银镜反应,则甲为甲醛,乙为甲酸,丁为甲酸甲酯。甲的水溶液即福尔马林,可作为防腐剂;1 mol甲醛中相当于有2 mol醛基,与足量的银氨溶液完全反应时,可得到4 mol Ag;甲醛和甲酸甲酯的最简式相同,当二者质量相等时,燃烧消耗O2的质量相等;甲醛和甲酸都没有同分异构体。
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课末 随堂演练
1.(醛类)下列物质中不属于醛类的是( )
① ②
③CH2CH—CHO ④
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
答案 B
解析 ①属于醛,②属于酯,③属于醛,④属于酮。
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2.(醛类的化学性质)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Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应
C.乙醛加氢制乙醇
D.乙醛制乙酸
答案 C
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解析 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项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项中由乙醛生成乙醇,是在有机物分子中加入氢原子,属于还原反应。
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3.(醛基的检验)配制新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液和检验醛基的过程中,叙述错误的是( )
A.配制时均未发生氧化还原反应
B.配制时碱均过量
C.检验醛基时加热方式不同
D.检验醛基时均发生氧化还原反应
答案 B
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解析 配制新制氢氧化铜悬浊液和银氨溶液时均没有元素发生化合价变化,均未发生氧化还原反应,A项正确;配制银氨溶液时氨水不能过量,否则会生成易爆物质发生意外事故,B项错误;有机物与新制氢氧化铜悬浊液加热至沸腾会生成砖红色沉淀,与银氨溶液水浴加热会有银镜生成,所以两者检验醛基时加热方式不同,C项正确;有机物与新制氢氧化铜悬浊液加热至沸腾会生成砖红色沉淀,与银氨溶液水浴加热会有银镜生成,反应中均有元素发生化合价变化,均发生氧化还原反应,D项正确。
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4.(醛类的相关计算)1 mol某醛和足量的银氨溶液反应,析出432 g Ag,则该醛不可能为( )
A.HCHO B.CH3CHO
C.OHC—CHO D.CH2(CHO)2
答案 B
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解析 含醛基的物质发生银镜反应:RCHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,1 mol醛基生成2 mol Ag。432 g Ag的物质的量为4 mol,1 mol某醛和足量的银氨溶液反应,析出4 mol Ag,说明1个该有机物分子中含2个醛基,甲醛可以看作是有2个醛基,则符合要求的醛可能为A、C、D,故选B项。
解析 含醛基的物质发生银镜反应:RCHO+2[Ag(NH3)2]OH
RCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,1 mol醛基生成2 mol
Ag。432 g Ag的物质的量为4 mol,1 mol某醛和足量的银氨溶液
反应,析出4 mol Ag,说明1个该有机物分子中含2个醛基,甲醛
可以看作是有2个醛基,则符合要求的醛可能为A、C、D,故选
B项。
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5.(综合应用)肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果及调味品中,工业上可通过下列反应制备:
+CH3CHO
A B
(1)推测B分子中苯环侧链上可能发生反应的类型为
(任填两种)。
答案 (1)加成反应、氧化反应或还原反应(任填两种)
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解析 (1)B分子中苯环侧链上含有 、—CHO,可以发生氧化、还原、加成反应。
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(2)写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式: 。
答案 (2)2CH3CHOCH3CHCHCHO+H2O
解析 (2)由题给反应方程式可得2CH3CHOCH3CHCHCHO+H2O。
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(3)写出同时满足下列条件的B的所有同分异构体的结构简式: 。
①分子中不含羰基和羟基
②是苯的对二取代物
③除苯环外,不含其他环状结构
答案 (3) 、
解析 (3)不含羰基 和羟基(—OH),则分子中只能含—O—和—C≡C—,结合条件②③即可得出结构简式。
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课时作业(十二)
(建议用时:40 min)
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制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
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