内容正文:
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第三章 烃的衍生物
第三节 醛 酮
综合训练
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列说法中,正确的是( )
A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上
B.凡是能发生银镜反应的有机物都是醛
C.醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇
D.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等
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2.丙烯醛的结构简式为CH2===CHCHO,下列有关其性质的叙述中错误的是( )
A.能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.在一定条件下与H2充分反应生成1-丙醇
C.能发生银镜反应,且反应过程中表现氧化性
D.在一定条件下能被空气氧化
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3.为了鉴别己烯、甲苯和丙醛,可以使用下列试剂组的是( )
A.新制Cu(OH)2与溴水
B.酸性KMnO4溶液和溴水
C.银氨溶液及酸性KMnO4溶液
D.新制Cu(OH)2与银氨溶液
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4.有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式如图,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B.先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D.先加入新制氢氧化铜,加热至沸腾,酸化后再加溴水
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解析 先加酸性高锰酸钾溶液,醛基和碳碳双键均被氧化,A错误;先加溴水,醛基被氧化,碳碳双键发生加成反应,B错误;若先加银氨溶液,可检验醛基,但没有酸化,再加入的溴水可能与碱反应,则无法确定有机物A中是否含有碳碳双键,C错误;先加入新制氢氧化铜,加热至沸腾,可检验醛基,酸化后再加溴水,可检验碳碳双键,D正确。
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[方法技巧] 醛基和碳碳双键的检验顺序
碳碳双键和醛基都可以发生氧化反应,故检验二者时不能直接加酸性高锰酸钾溶液或其他强氧化剂,可以先加入弱氧化剂如新制氢氧化铜,加热,检验醛基,酸化后再加溴水检验碳碳双键。
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解析 甲醛CH2O、乙醛C2H4O、丙醛C3H6O无论以何种比例混合n(C)∶n(H)=1∶2,m(C)∶m(H)=6∶1,w(O)=1-9%-6×9%=37%。
5.甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物中,氢元素的质量分数是9%,则氧元素的质量分数是( )
A.16% B.37%
C.48% D.无法计算
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解析 由题意可知,由CH2===CH2可制得CH3CH2CHO,则由丁烯可制得C4H9—CHO,因C4H9—有4种结构,故C4H9—CHO有4种同分异构体。
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7.某饱和一元醇和饱和一元醛的混合物共3 g,跟足量的银氨溶液完全反应后,可还原出16.2 g银,下列说法中正确的是( )
A.此醛一定是甲醛
B.此醛可能是乙醛
C.混合物中二者的质量比是1∶3
D.不可能有此种醛
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8.某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图所示(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目增加,则该试剂是( )
A.Br2的CCl4溶液
B.[Ag(NH3)2]OH溶液
C.HBr
D.H2
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解析 该有机物中含有2个—CHO和1个碳碳双键,Br2与—CHO发生氧化反应,官能团种类改变,但数目不变,Br2与碳碳双键发生加成反应,增加2个碳溴键,减少1个碳碳双键,使官能团数目增加,A符合题意;[Ag(NH3)2]OH溶液将—CHO氧化为—COOH,官能团种类改变,但数目不变,B不符合题意;HBr与碳碳双键发生加成反应,增加1个碳溴键,减少1个碳碳双键,官能团数目不变,C不符合题意;H2与碳碳双键和—CHO均能发生加成反应,官能团数目减少,D不符合题意。
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解析 乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生加成反应可以有乙醛与乙醛、丙醛与丙醛、乙醛与丙醛(乙醛中打开C===O)或丙醛与乙醛(丙醛中打开C===O),共4种。
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解析 酮羰基不能发生银镜反应,C错误。
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11.某甲酸溶液中可能含有甲醛,用下列方法可以证明的是( )
A.加入新制的Cu(OH)2,加热,有砖红色沉淀产生,则含甲醛
B.能发生银镜反应,则含甲醛
C.将该溶液与足量NaOH溶液混合,若其蒸馏出的物质可发生银镜反应,则含甲醛
D.先将溶液充分进行酯化反应,然后再进行银镜反应,若有银镜产生,则含甲醛
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解析 甲酸、甲酸酯和甲醛都含有醛基,若直接加入新制的氢氧化铜或银氨溶液不能鉴别是否含有甲醛,应先加入足量NaOH溶液,使甲酸与氢氧化钠溶液反应生成难挥发的甲酸钠,然后蒸馏可得到甲醛,再用银氨溶液或新制的氢氧化铜鉴别蒸馏出的物质,C可以证明。
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二、非选择题
12.某化学兴趣小组的同学在乙醛溶液中加入溴水,溴水褪色。
(1)分析乙醛的结构和性质,同学们认为溴水褪色的原因有三种可能:
①溴在不饱和键上发生加成反应。
②溴与甲基上的氢原子发生取代反应。
③______________________________________________________________。
乙醛具有还原性,被溴水氧化
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(2)为确定此反应的机理,同学们向反应后的溶液中加入硝酸银溶液,若有沉淀产生,则上述第________种可能被排除。
(3)有同学提出通过检测反应后溶液的酸碱性作进一步验证,就可确定该反应究竟是何种反应原理。此方案是否可行?________(填“可行”或“不可行”),理由是______________________________。
(4)若反应物Br2与生成物Br-的物质的量之比是1∶2,则乙醛与溴水反应的化学方程式为________________________________________。
①
不可行
②③反应都有HBr生成
CH3CHO+Br2+H2O―→CH3COOH+2HBr
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解析 (2)若溴在不饱和键上发生加成反应,则溶液中不存在溴离子,从而不可能与硝酸银溶液反应生成沉淀,则①被排除。
(3)由于溴水与乙醛发生取代反应和乙醛被溴水氧化都有HBr生成,溶液酸性均会增强,所以此方案也不可行。
(4)若溴水与乙醛发生取代反应生成HBr,反应物Br2与生成物Br-的物质的量比是1∶1;若溴水将乙醛氧化,则反应物Br2与生成物Br-的物质的量比是1∶2,由此写出反应的化学方程式。
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13.从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲、乙、丙三种成分:
请回答下列问题:
分子式 C16H14O2
部分性质 能使Br2的CCl4溶液褪色
能在稀硫酸中水解
丙
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羟基
加成反应
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由乙制丙的一种合成路线如下图所示(A~E均为有机物,图中Mr表示相对分子质量):
①下列物质不能与C反应的是________(填标号)。
a.金属钠 b.HBr
c.Na2CO3溶液 d.乙酸
c
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②D有多种同分异构体,任写一种能同时满足下列条件的D的同分异构体的
结构简式________________________________。
a.有苯环且有三种不同的官能团直接连在苯环上
b.能发生银镜反应
c.能与Br2发生加成反应
d.遇FeCl3溶液发生显色反应
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R
解析 鉴别物质,需要反应时现象不同。见下表:
己烯
甲苯
丙醛
新制Cu(OH)2
无明显变化
无明显变化
砖红色沉淀
溴水
褪色
分层,上层是红棕色,下层接近无色
褪色
酸性KMnO4溶液
褪色
褪色
褪色
银氨溶液
无明显变化
无明显变化
银镜反应
从表中现象可以看出A项符合要求。
6.一氧化碳、烯烃和氢气能在催化剂存在条件下发生烯烃的醛化反应,又称羰基的合成,如由乙烯可制丙醛:CH2===CH2+CO+H2eq \o(――→,\s\up17(催化剂))CH3CH2CHO。则由丁烯进行醛化反应得到的醛共有( )
A.2种 B.3种 C.4种
D.5种
解析 n(Ag)=eq \f(16.2 g,108 g·mol-1)=0.15 mol,由RCHO~2Ag得:n(RCHO)=eq \f(0.15 mol,2)=0.075 mol,如是乙醛则质量为0.075 mol×44 g·mol-1=3.3 g>3 g,所以只可能是甲醛:HCHO~4Ag,m(HCHO)=eq \f(0.15 mol,4)×30 g·mol-1=1.125 g<3 g。m(醇)=3.0 g-1.125 g=1.875 g,质量比m(醛)∶m(醇)=3∶5。
[方法技巧] 醛的定量计算
(1)一元醛发生银镜反应或与新制氢氧化铜反应时,量的关系如下:
(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Cu(OH)2作用时,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
9.已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应,生成一种羟基醛:
乙醛与丙醛在NaOH溶液中最多可以形成多少种羟基醛( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
10.α鸢尾酮的分子结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.α鸢尾酮可与某种酚互为同分异构体
B.1 mol α鸢尾酮最多可与3 mol H2加成
C.α鸢尾酮能发生银镜反应
D.α鸢尾酮经加氢→消去→加氢可转变为
(1)甲中含氧官能团的名称为________。
(2)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应Ⅰ的反应类型为______________,反应Ⅱ的化学方程式为
________________________________________________________________。
(3)已知:RCH===CHR′eq \o(――――→,\s\up17(ⅰ.O3),\s\do15(ⅱ.Zn/H2O))RCHO+R′CHO;
2HCHOeq \o(―――――→,\s\up17(ⅰ.浓NaOH),\s\do15(ⅱ.H+))HCOOH+CH3OH。
(答案合理即可)
解析 (3)①经O3氧化得到和OHC—CHO,根据A→E(Mr=76),可以推断A为OHC—CHO,E为,则B为。乙与新制的Cu(OH)2反应,经酸化后得到D,则D为,C与D在浓硫酸作用下生成丙,结合丙的分子式及部分性质可知,C为 (苯甲醇),丙为。根据醇的化学性质可推得C()能与金属钠反应放出氢气,能与HBr发生取代反应,能与乙酸发生酯化反应,但不能与Na2CO3溶液反应。②D为,其同分异构体能发生银镜反应,说明分子中含有醛基;能与Br2发生加成反应,说明分子中含有碳碳双键;遇FeCl3溶液发生显色反应,说明分子中含有酚羟基;苯环上直连有三种不同的官能团,则苯环上至少有三个取代基;由此可写出D的同分异构体的结构简式。
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