第3章 第3节 醛 酮-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3创新导学案word（人教版2019 不定项版）

第三节　醛　酮 [学业要求]　1.认识醛、酮的组成、结构特点、性质、转化关系及其在生产生活中的应用。2.认识醛、酮的氧化反应、还原反应的特点和规律。3.能通过实验探究乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜的反应，培养科学探究与创新意识。 乙醛 1．结构 乙醛的分子式为C2H4O，结构式为 ，简写为CH3CHO，乙醛的核磁共振氢谱图中有两组峰，峰面积比为3∶1。 2．物理性质 乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水的小，沸点20.8 ℃，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇等互溶。 3．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，发生反应的化学方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。乙醛的催化加氢反应也是它的还原反应。 ②与HCN加成 乙醛与氰化氢(HCN)发生加成反应： 。 (2)氧化反应 ①银镜反应：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O。 ②与新制的Cu(OH)2的反应：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。 ③催化氧化 乙醛在有催化剂和一定温度条件下，能被氧气氧化为乙酸，化学方程式为2CH3CHO＋O22CH3COOH。 醛类 1．醛的定义与通式 醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，简写为RCHO。饱和一元醛的通式为CnH2nO。 2．醛类的化学性质 一般情况下，醛能被还原为醇，被氧化为羧酸，可以发生银镜反应，能与氰化氢加成。 3．常见醛类及物理性质 (1)甲醛是最简单的醛。甲醛又叫蚁醛，是一种无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。甲醛的用途非常广泛，它是一种重要的化工原料，能合成多种有机化合物；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。 (2)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。 酮 1．定义与结构 羰基与两个烃基相连的化合物叫做酮，其结构可表示为。 2．丙酮 (1)丙酮(结构简式：是最简单的酮。 (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，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。 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)醛基可以写成—CHO，也可以写成—COH。(　　) (2)甲醛是甲基与醛基相连而构成的醛。(　　) (3)含有醛基的分子都是醛。(　　) (4)乙醛和乙酸的混合液可以用分液漏斗分离。(　　) (5)检验醛基用的银氨溶液可以长期保存后使用。(　　) (6)酮类物质能与氢气发生加成反应，但不能被银氨溶液氧化，所以只能发生还原反应，不能发生氧化反应。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 2．下列关于醛的说法中正确的是(　　) A．醛的官能团是 B．一元醛的通式为CnH2nO(n≥1) C．所有醛中都含有一个醛基 D．所有醛都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，并能发生银镜反应 答案　D 3．结构简式为的有机化合物，不能发生的反应是(　　) A．还原反应 B．消去反应 C．氧化反应 D．银镜反应 答案　B 4．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 答案　C 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，而结构式不同，互为同分异构体，故C正确；酮等有机物均易燃烧，故D错误。 5．有机物A的分子式为C3H8O，它能氧化成B也能与浓硫酸共热生成C。根据下列给出的条件写出它们的结构简式： (1)若B能发生银镜反应，C能使溴水褪色。 A________________；B________________； C________________。 (2)若B不能发生银镜反应，C不能使溴水褪色。 A________________；B________________； C________________。 答案　(1)CH3CH2CH2OH　CH3CH2CHO　CH3CH===CH2 (2)CH3CH(OH)CH3　CH3COCH3　 (CH3)2CHOCH(CH3)2 知识点一　醛基的检验与定量计算 1．醛基的检验 (1)能和银氨溶液发生银镜反应 实验操作 实验现象 向(a)中滴加氨水，现象为先出现白色沉淀，后变澄清，滴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.AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3； b.AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O； c.CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O 实验中注意事项： ①试管内壁必须洁净。 ②必须水浴加热(60～70 ℃)，不可用酒精灯直接加热。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，以免发生危险且须在碱性条件下进行。 ④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。 ⑤乙醛用量不宜太多。 ⑥实验后的银镜可先用硝酸浸泡，再用水洗而除去。 (2)与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀 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 有关化学方程式 a.2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4； b.CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 实验中注意事项： ①所用的Cu(OH)2必须是新制的，而且制备时，NaOH溶液必须明显过量。 ②加热时必须将混合液加热至沸腾，才能看到明显的砖红色沉淀。 ③加热煮沸时间不能过长，防止Cu(OH)2受热分解成黑色的CuO。 2．相关定量计算 (1)1 mol ～2 mol [Ag(NH3)2]OH～2 mol Ag 1 mol ～2 mol Cu(OH)2～1 mol Cu2O (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的Cu(OH)2作用时，可存在如下量的关系： 1 mol HCHO～4 mol [Ag(NH3)2]OH～4 mol Ag 1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O [练1]　下列有关银镜反应实验的说法不正确的是(　　) A．实验前试管先用热的纯碱溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤 B．向2%的硝酸银溶液中滴入2%的稀氨水，直至产生的沉淀恰好溶解，配得银氨溶液 C．采用水浴加热，不能直接加热 D．可用浓硝酸洗去银镜 答案　D 解析　Ag与浓硝酸、稀硝酸都能反应，但溶解等量的Ag，消耗的浓硝酸的量更多，不符合绿色化学思想，D错误。 [练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 解析　由甲既能被氧化为酸又能被还原为醇可推知为醛类，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。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，B错误。 [练3]　(1)在2HCHO＋NaOH(浓)HCOONa＋CH3OH中，HCHO(甲醛)________(填字母，下同)。 A．仅被氧化 B．未被氧化，未被还原 C．仅被还原 D．既被氧化，又被还原 (2)某3 g醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43.2 g Ag，则该醛为________。 A．甲醛 B．乙醛 C．丙醛 D．丁醛 (3)两种饱和一元脂肪醛的混合物，其平均相对分子质量为51。取4.08 g混合物与足量银氨溶液共热，生成银21.6 g。试通过计算判断这两种醛是什么醛，并求它们各自的物质的量。 答案　(1)D　(2)A (3)混合醛的物质的量＝4.08 g÷51 g·mol－1＝0.08 mol，生成银的物质的量＝21.6 g÷108 g·mol－1＝0.2 mol>0.08 mol×2，由此可知：混合物中必含有甲醛。 设甲醛的物质的量为x，另一种醛A的物质的量为y。 ⇒ MA＝＝58 g·mol－1，根据题意，醛A应符合通式CnH2nO，则12n＋2n＋16＝58，n＝3，所以A为丙醛。 综上可知，这两种醛是甲醛和丙醛，物质的量分别是0.02 mol和0.06 mol。 解析　(2)生成银的物质的量为＝0.4 mol，若假设该醛为一元醛，醛的摩尔质量应为＝15 g·mol－1，实际中不存在这种醛，但1 mol甲醛与足量的银氨溶液反应生成4 mol Ag，则可能是 mol甲醛反应的结果，由M＝得出摩尔质量为30 g·mol－1，则该醛为甲醛。 知识点二　有关醛的合成与推断 1．醛、酮在有机物转化中的桥梁作用 2．醛类的某些信息在有机合成与推断中的重要作用 除教材中介绍的醛的氧化反应和还原反应外，下面的反应也经常在高考试题中出现，要注意研究和重视。 (1)醛分子间的加成反应 上述反应可增长碳链，在有机合成中应用比较广泛。 (2)α­H的取代反应 上述反应可引入碳卤键(或卤素原子)，进而引入羟基或碳碳双键，可实现官能团的转换。 (3)醛的歧化反应 上述反应可由醛直接生成醇和羧酸，实现芳香族化合物间的转化。 [练4]　在10%稀碱催化下，醛与醛分子间能发生如下反应： 苯甲醛和乙醛发生上述反应生成的是(　　) 答案　D 解析　苯甲醛中不含α­H原子，乙醛中含有α­H原子，乙醛可以与苯甲醛中的醛基加成，醇羟基所连的碳原子的邻位碳原子上含有氢的有机物可以发生消去反应，得到碳碳双键，故D正确。 [练5]　已知：有机化学反应因反应条件不同，可生成不同的有机产品。例如一定条件下 工业上利用上述信息，按如图所示路线合成结构简式为的物质，该物质是一种香料。 请根据上述路线，回答下列问题： (1)A的结构简式可能为________、________。 (2)反应③的反应类型为________；反应⑤的条件是__________________。 (3)工业生产中，中间产物A须经反应③④⑤得D，而不采取将A直接转化为D的方法，其原因是______________________________。 (4)检验产品中官能团的反应的化学方程式为______________________________________________________。 答案　(1) 　 (2)消去反应　氢氧化钠水溶液、加热 (3) 的水解产物不能经氧化反应得到产品 (4) 解析　(1)根据题给有机物转化流程图知：光照条件下，与氯气发生侧链烷基上的取代反应，生成的一氯代物A应有2种，即和。 (2)A通过消去反应得到B：，则反应③是消去反应；B通过与HBr的加成反应得到的C应是，该物质通过水解反应可得到D：，故反应⑤的条件是氢氧化钠水溶液并加热。 方法规律 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 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列物质不可能由醛与氢气发生加成反应得到的是(　　) 答案　A 解析　醛基与H2发生加成反应，生成物中一定含有—CH2OH结构。 2．下列有关醛的判断正确的是(　　) 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2 mol Ag C．对甲基苯甲醛()使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含有醛基 D．能发生银镜反应的有机物不一定是醛类 答案　D 解析　分析多官能团物质的性质时要考虑官能团之间的干扰，如碳碳双键、醛基均可使溴水褪色，苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上含有H)、碳碳双键、醛基等均可使酸性KMnO4溶液褪色，故A、C均错误；1个HCHO分子中相当于含有2个醛基，1 mol HCHO发生银镜反应最多生成4 mol Ag，B错误；能发生银镜反应的有机物只能说明含有“—CHO”，但不一定是醛类，如HCOOH，D正确。 3．已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成羟基醛： 如果将甲醛、乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生反应，最多可以形成羟基醛的种类有(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 答案　D 4.企鹅酮因结构类似企鹅，因此而得名(见图)。下列有关企鹅酮的说法不正确的是(　　) A．分子式为C10H14O B．1 mol企鹅酮分子最多可以和2 mol氢气加成 C．1 mol企鹅酮分子最多可以和足量溴水中的2 mol Br2加成 D．企鹅酮能使酸性高锰酸钾溶液褪色 答案　B 解析　企鹅酮分子中碳碳双键、酮羰基都能与氢气发生加成反应，因此1 mol企鹅酮分子最多能与3 mol氢气发生加成反应，B错误。 5.抗疟疾药物青蒿素可由香茅醛(结构简式见图)为原料合成。下列有关香茅醛的叙述错误的是(　　) A．分子式是C10H18O B．至少有六个碳原子处于同一平面 C．能与新制Cu(OH)2反应 D．能与H2或Br2发生加成反应 答案　B 解析　根据结构简式确定分子式为C10H18O，故A正确；该分子中连接碳碳双键两端的碳原子能共面，该分子中至少有5个C原子共面，故B错误；醛能和新制氢氧化铜发生氧化反应，该物质中含有醛基，所以能和新制氢氧化铜反应，故C正确；碳碳双键、醛基能和氢气发生加成反应，碳碳双键能和溴发生加成反应，故D正确。 6．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 答案　C 7．某一元醛发生银镜反应，生成金属银4.32 g，等量该醛完全燃烧后可生成水1.08 g。则此醛可以是下列中的(　　) A．丙醛(CH3CH2CHO) B．丙烯醛(CH2===CH—CHO) C．丁醛(C3H7CHO) D．乙醛(CH3—CHO) 答案　A 解析　设该一元醛的物质的量为x。 ～2Ag 1 mol 216 g x 4.32 g x＝＝0.02 mol，n(H2O)＝＝0.06 mol。0.02 mol一元醛生成0.06 mol H2O，则1 mol一元醛生成3 mol H2O，所以该醛分子中含6个氢原子。 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 8．已知醛或酮可与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇(如图所示)，若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3，可选用的醛或酮与格氏试剂是(　　) A． B．CH3CH2CHO与CH3CH2MgX C． D． 答案　AD 解析　B项，二者反应后水解生成CH3CH2CH(OH)CH2CH3；C项，二者反应后水解生成CH3CH(OH)CH(CH3)2。 9．乙烯酮(CH2===C===O)在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成反应：，它与下列试剂发生加成反应时所生成的产物不正确的是(　　) 答案　C 解析　乙烯酮(CH2===C===O)与CH3OH加成时得CH3COOCH3，C错误。 10．我国科研人员使用催化剂CoGa3实现了H2还原肉桂醛生成肉桂醇，反应机理的示意图如下： 下列说法错误的是(　　) A．该催化剂实现了选择性还原肉桂醛中的醛基 B．还原反应过程只发生了极性键的断裂 C．肉桂醛分子中存在顺反异构 D．等物质的量的苯丙醛、肉桂醇完全燃烧消耗O2的量相等 答案　B 解析　还原反应过程中H—H、C===O断裂，分别为非极性键和极性键，故B错误。 11．一首脍炙人口的民歌《茉莉花》唱得沁人心脾。茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式为。下列关于茉莉醛的叙述中，正确的是(　　) A．茉莉醛与苯甲醛互为同系物 B．1 mol茉莉醛最多能与5 mol H2反应 C．一定条件下，茉莉醛能发生氧化、还原、酯化等反应 D．从理论上说，202 g茉莉醛能从足量银氨溶液中还原出216 g银 答案　BD 解析　茉莉醛与苯甲醛的结构不相似且组成上不相差若干个CH2，A错误；茉莉醛不能发生酯化反应，C错误；202 g茉莉醛的物质的量为1 mol，含—CHO 1 mol，与足量银氨溶液反应生成2 mol Ag即216 g Ag，D正确。 三、非选择题 12．我国盛产山茶籽精油，其主要成分柠檬醛可以合成具有工业价值的β­紫罗兰酮。 (1)柠檬醛的分子式是________，所含官能团的结构简式为____________________。 (2)β­紫罗兰酮的核磁共振氢谱共有________组吸收峰，等物质的量的假性紫罗兰酮与β­紫罗兰酮分别与足量的溴水反应时，最多消耗的Br2的质量之比为________。 (3)柠檬醛有多种同分异构体，能满足下列条件的同分异构体有________种。 A．含有一个六元环，六元环上只有一个取代基； B．能发生银镜反应。 答案　(1)C10H16O　—CHO、　(2)8　3∶2 (3)15 解析　(3)当六元环上只有一个取代基时，取代基的组成可表示为—C3H6CHO，则相应的取代基为—CH2CH2CH2CHO、 —CH2CH(CH3)CHO、—CH(CH3)CH2CHO、、—C(CH3)2CHO，对于六元环来说，环上共有三种不同的位置，故共有15种同分异构体。 13．已知：2RCH2CHO。由A合成D的流程如下： 　[Mr(D)＝130] 请回答下列问题： (1)饱和一元醇A中氧元素的质量分数约为21.6%，则A的分子式为________；结构分析显示A分子中只有一个甲基，A的名称为________。 (2)B能与新制的Cu(OH)2发生反应，该反应的化学方程式为____________________________________。 (3)若一次取样，检验C中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂：____________________。 (4)第③步的反应类型为____________；D中所含官能团的名称为________。 答案　(1)C4H10O　1­丁醇(或正丁醇) (2)CH3CH2CH2CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3CH2CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O (3)银氨溶液、稀盐酸、溴水(答案合理即可) (4)还原反应(或加成反应)　羟基 解析　饱和一元醇ROH中，×100%＝21.6%，解得Mr(R)≈57，则R为—C4H9，由结构分析可知A为CH3CH2CH2CH2OH，名称为正丁醇或1­丁醇。由流程图知B为CH3CH2CH2CHO，由已知信息知C为，Mr(C)＝126。由流程图知Mr(D)＝130，则D为。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$