专题4 第2单元 第1课时 醛的性质和应用-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3创新导学案word（苏教版2019）

第二单元　醛　羧酸 第1课时　醛的性质和应用 1.以乙醛为代表认识醛类物质的结构，通过实验方法探究乙醛的化学性质。2.比较醛与酮官能团的差异。3.能依据官能团预测同系物在一定条件下可能发生的化学变化。4.能列举醛类、酮类物质的重要应用。 一　常见的醛及醛的结构特点 1．常见的醛 (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。其35%～40%的水溶液又称“福尔马林”，具有杀菌、防腐性能等。 (2)乙醛：分子式为C2H4O，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．醛的结构及其特点 (1)醛的官能团为醛基，其结构简式为—CHO。 (2)羰基()以及与羰基直接相连的原子处于同一平面上，如甲醛中4个原子处于同一平面上。 二　醛的化学性质(以RCHO为例) 1．氧化反应 (1)RCHO的催化氧化：2RCHO＋O22RCOOH。 (2)银镜反应 ①银氨溶液形成的有关方程式AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3；AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O。 ②醛与银氨溶液发生反应的化学方程式是 ＋2Ag(NH3)2OH2Ag↓＋3NH3＋＋H2O，现象：出现银镜。该反应常用来检验醛基的存在。 (3)在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋＋3H2O，现象：出现砖红色沉淀。该反应也可以用于检验醛基的存在。 上述(2)(3)反应为醛类的特征反应。 2．加成反应 醛与H2发生加成反应的化学方程式是RCHO＋H2RCH2OH，此反应也称还原反应。 三　酚醛树脂与脲醛树脂 1．甲醛与苯酚反应生成酚醛树脂 (1)在浓氨水催化下，主要得到体型酚醛树脂，体型酚醛树脂是热固性的；在浓盐酸催化下，主要得到线型酚醛树脂，线型酚醛树脂是热塑性的。线型酚醛树脂的合成反应方程式为nHCHO＋＋(n－1)H2O。 (2)缩聚反应：由有机物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应。 2．甲醛与尿素在一定条件下也能发生缩聚反应生成高分子材料脲醛树脂。 四　常见酮的结构与用途 1．酮的概念 羰基碳原子上连接的两个基团都是烃基。 2．丙酮：最简单的酮、分子式为C3H6O，结构简式为。是常见的有机溶剂，主要用于制备重要化工原料双酚A和制备有机玻璃。 3．环己酮：分子式为C6H10O，键线式为，常用作溶剂。 4．酮可与H2、HCN等发生加成反应。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)碳原子数相同的醛和醚互为同分异构体。(　　) (2)检验醛基用的银氨溶液和新制的氢氧化铜悬浊液都可长时间储存。(　　) (3)乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(　　) (4)乙醛和乙酸的混合液可以用分液漏斗分离。(　　) (5)用新制银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 2．下列说法中正确的是(　　) A．凡能发生银镜反应的物质一定是醛 B．乙醛能发生银镜反应，表明了醛具有氧化性 C．在加热和有催化剂的条件下，醇都能被空气中的O2所氧化，生成对应的醛 D．福尔马林是35%～40%的甲醛的水溶液，可用于浸制生物标本 答案：D 3．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．链状饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO的通式 D．甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体 答案：C 4．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____________________________________。 答案：(1)羟基　醛基　羧基 (2)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O (3)2CH3CHO＋O22CH3COOH (4)CH3CHO＋H2CH3CH2OH 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。 知识点一　醛基的检验实验 1．银镜反应实验 (1)配制银氨溶液 向2%的AgNO3稀溶液中逐滴加入2%的稀氨水，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。 (2)操作步骤 (3)实验成功的关键 ①试管(玻璃器皿)要洁净。 ②银氨溶液的制备、乙醛的用量要符合实验说明中的规定。 ③在加热过程中，试管不能振荡。 ④银氨溶液随用随配，不可久置。 ⑤银镜反应要在碱性条件下进行，且需水浴加热。 ⑥实验结束后，试管内壁上附着的单质银可用稀硝酸进行洗涤。 2．与新制的氢氧化铜悬浊液反应的实验 (1)实验操作 在试管中加入3 mL 5%的NaOH溶液，滴入2%的CuSO4溶液3～4滴，振荡后加入乙醛溶液0.5 mL，加热至沸腾。 (2)实验现象：溶液中有砖红色沉淀产生。 (3)实验成功的关键 ①制备新制的Cu(OH)2悬浊液：在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液，保证碱过量；②加热到沸腾，但加热时间不能过长。 注意：(1)只要有机物的分子中含有—CHO(如醛类、甲酸、甲酸酯)，就能发生银镜反应，也能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。 (2)银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液为弱氧化剂，不能氧化碳碳双键，但溴水或酸性KMnO4溶液为强氧化剂，可氧化—CHO，也能氧化碳碳双键，故应先检验—CHO再检验碳碳双键。 1．某学生做乙醛的还原性实验时(如图)，加热至沸腾，未观察到砖红色沉淀，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 答案：B 2．下列有关银镜反应实验的说法正确的是(　　) A．试管要用浓硫酸和蒸馏水洗涤 B．向2%的稀氨水中滴入2%的硝酸银溶液，配制银氨溶液 C．采用水浴加热，不能直接加热 D．可用浓盐酸洗去银镜 答案：C 解析：用热的烧碱溶液和蒸馏水清洗试管，A不正确；配制银氨溶液，应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解，B不正确；银与盐酸不反应，故应用稀硝酸清洗银镜，D不正确。 知识点二　醛基与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应的定量计算 1．醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时量的关系 (1)一元醛 1 mol ～2 mol Ag 1 mol ～2 mol Cu(OH)2～1 mol Cu2O (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 2．甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时量的关系 (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，如图： (2)甲醛氧化反应的特殊性：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悬浊液反应时，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 3．3 g某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 答案：A 解析：因1 mol一元醛通常可以还原得到2 mol Ag，现得到0.4 mol Ag，故该一元醛为0.2 mol，该醛的相对分子质量为＝15，此题似乎无解，但1 mol甲醛可以得到4 mol Ag，即3 g甲醛可得到43.2 g(0.4 mol) Ag，符合题意。 4．某一元醛发生银镜反应，可得21.6 g Ag，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4 g H2O和17.6 g CO2，则该醛可能是(　　) A．乙醛(CH3CHO) B．丙烯醛(CH2===CH—CHO) C．丙醛(CH3CH2CHO) D．丁烯醛(CH2===CHCH2CHO) 答案：D 解析：n(Ag)＝21.6 g÷108 g/mol＝0.2 mol，一元醛的通式表示为R—CHO，由于选项中没有甲醛，则存在关系式：R—CHO～2Ag，故n(R—CHO)＝0.1 mol，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4 g H2O和17.6 g CO2，H2O的物质的量为5.4 g÷18 g/mol＝0.3 mol，根据氢原子守恒，该醛分子中含有H原子数目为6；CO2的物质的量是17.6 g÷44 g/mol＝0.4 mol，根据碳原子守恒，该醛分子中含有C原子数目为4，综上分析该醛是丁烯醛(CH2===CHCH2CHO)。 本课归纳总结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．(2024·广东省河源中学高三第一次调研考试)有机物M是合成某种抗血栓药的中间体，结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．存在顺反异构体 B．能使溴水褪色 C．分子中所有原子一定共平面 D．1 mol该分子最多与5 mol H2发生反应 答案：C 2．下列有关醛的判断不正确的是(　　) 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4 mol Ag C．乙醛能使酸性KMnO4溶液褪色 D．能发生银镜反应的有机物不一定是醛类 答案：A 解析：碳碳双键、醛基均能与溴水反应，则用溴水不能检验CH2===CH—CHO中的碳碳双键，A错误。 3．已知柠檬醛的结构简式为 。 根据所学知识判断下列说法不正确的是(　　) A．它可以使酸性KMnO4溶液褪色 B．它能发生银镜反应 C．它与乙醛互为同系物 D．它与氢气完全加成后产物的分子式为C10H22O 答案：C 4．已知β­紫罗兰酮的结构简式为，下列关于该有机物的说法正确的是(　　) A．其分子式为C13H18O B．能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色 C．分子内所有碳原子可能在同一平面上 D．能发生加成反应、取代反应、水解反应 答案：B 5．香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物，其结构简式为，下列关于茉莉酮的说法正确的是(　　) A．该有机物的化学式是C11H16O B．1 mol该有机物与H2充分反应，消耗4 mol H2 C．该有机物属于不饱和酮类物质，能发生银镜反应 D．该有机物能发生加成反应，但不能发生氧化反应 答案：A 6．绿色农药——信息素的推广使用，对环保有重要意义。有一种信息素的结构简式为 CH3(CH2)5CH===CH(CH2)9CHO。下列关于检验该信息素中官能团的试剂和顺序正确的是(　　) A．先加入酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热 B．先加入溴水，后加入酸性高锰酸钾溶液 C．先加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热，酸化后再加入溴水 D．先加入银氨溶液，水浴加热，再另取该物质加入溴水 答案：C 解析：A项，先加入酸性高锰酸钾溶液，两种官能团均被氧化。B项，先加入溴水，碳碳双键发生加成反应，醛基发生氧化反应。C项，先加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热可检验醛基，酸化后再加入溴水可检验碳碳双键。D项，先加入银氨溶液，水浴加热可检验醛基；再另取该物质加入溴水，碳碳双键发生加成反应，醛基发生氧化反应，不能检验碳碳双键。 7．(2024·江西省高三联合考试)由苯甲醛制备重要的有机合成中间体的一种反应如图，下列说法正确的是(　　) A．该反应属于取代反应 B．可用少量溴水鉴别苯甲醛和2­环己烯酮 C．2­环己烯酮存在顺反异构 D．中间体与足量H2完全加成后所得分子中含有3个手性碳原子 答案：D 解析：该反应为加成反应，A错误；苯甲醛中的醛基、2­环己烯酮中的碳碳双键均能使溴水褪色，故不能用溴水鉴别二者，B错误；受2­环己烯酮的立体结构所限，2­环己烯酮的碳碳双键所连的两个氢原子不可能呈现反式结构，C错误；中间体与足量H2完全加成后所得分子为，含有如图中“*”所示的3个手性碳原子，D正确。 8．2­庚酮()是昆虫之间进行化学通信的高活性微量化学信息物质之一。下列关于该物质的说法正确的是(　　) A．该物质的分子式为C7H16O B．该物质与正庚醛互为同分异构体 C．该物质在水中的溶解度大于丙酮 D．该物质与HCN发生加成反应，得到的产物是 答案：B 解析：该物质的分子式为C7H14O，A错误；酮类有机物的碳原子数越多，往往极性越小，在水中的溶解度越小，C错误；该物质与HCN加成的反应原理为，D错误。 9．实验室可以乙醛和苯甲醛为原料，在无水醋酸钠催化下通过Perkin反应合成肉桂醛，其反应机理如下。有关说法错误的是(　　) A．1 mol肉桂醛最多可与5 mol H2加成 B．受—CHO的影响，乙醛中—CH3的氢原子具有一定的酸性 C．对于此反应，无水碳酸钠比无水醋酸钠有更好的催化活性 D．由结构可知在水中溶解度：乙醛＜苯甲醛＜肉桂醛 答案：D 解析：因醛基可以与水形成氢键，故低级脂肪醛可以溶于水，芳香醛一般难溶于水，随着烃基的增大，溶解度逐渐减小，故在水中溶解度：乙醛＞苯甲醛＞肉桂醛，D错误。 10．某醇和醛的混合物0.05 mol，能从足量的银氨溶液中还原出16.2 g银，已知该醇为饱和一元醇，该醛的组成符合CnH2nO，下列结论正确的是(　　) A．此混合物中的醛一定不是甲醛 B．此混合物中的醛、醇可以是任意比 C．此混合物中的醇、醛的物质的量之比是1∶1 D．此混合物中的醇、醛的物质的量之比是1∶3 答案：D 解析：16.2 g银的物质的量为＝0.15 mol，假设混合物中的醛不是甲醛，则： 1 mol R—CHO～2 mol Ag 0．075 mol 0.15 mol 由于0.075 mol>混合物的总的物质的量0.05 mol，故假设不成立，该混合物中的醛一定为甲醛，由1 mol HCHO～4 mol Ag可知，甲醛的物质的量为0.15 mol×＝0.0375 mol，故醇的物质的量为0.05 mol－0.0375 mol＝0.0125 mol，混合物中醇与醛的物质的量之比为0.0125 mol∶0.0375 mol＝1∶3，D正确。 11．两种烃的衍生物A和B，所含碳、氢、氧的质量比均为6∶1∶4，完全燃烧0.1 mol A能生成3.6 g水。B只含一个醛基，1.1 g B与足量银氨溶液反应，可析出2.7 g Ag。则下列关于物质A和B的判断正确的是(　　) A．物质A一定是乙醛 B．物质B的分子式为C4H8O2 C．物质B的同分异构体中既含有醛基又含有羟基的有6种 D．物质A和B互为同分异构体 答案：B 解析：两种烃的衍生物A和B，所含碳、氢、氧的质量比均为6∶1∶4，C、H、O原子数目之比为∶∶＝2∶4∶1，有机物的最简式为C2H4O。完全燃烧0.1 mol A能生成3.6 g水，n(H2O)＝＝0.2 mol，故A分子中H原子数目为＝4，则A的分子式为C2H4O。B只含一个醛基，1.1 g B与足量银氨溶液反应析出2.7 g Ag，n(Ag)＝＝0.025 mol，由关系式R—CHO～2Ag可知，1.1 g B的物质的量为0.025 mol×＝0.0125 mol，B的相对分子质量为＝88，令B的分子式为(C2H4O)n，则44n＝88，n＝2，则B的分子式为C4H8O2。物质A的分子式为C2H4O，可能为乙醛，也可能为环氧乙烷，A错误；B为C4H8O2，含有一个—CHO，还含有—OH，可以看作丙烷分子中的两个H被—CHO、—OH取代，CH3CH2CH3分子中的一个H被—CHO取代有两种，分别为CH3CH2CH2CHO和(CH3)2CHCHO，烃基上的H被—OH取代，前者有3种结构，后者有2种结构，共5种，C错误；两者分子式不同，不可能互为同分异构体，D错误。 二、非选择题 12．关于银镜反应的实验操作步骤如下： A．在试管中先注入少量NaOH溶液，振荡，加热煮沸之后把NaOH溶液倒去，再用蒸馏水洗净试管备用 B．在洗净的试管里配制银氨溶液 C．向银氨溶液中滴入3～4滴乙醛稀溶液 D．水浴加热 请回答下列问题： (1)步骤A中加NaOH溶液振荡，加热煮沸的目的是________________________。 (2)简述银氨溶液的配制过程：_____________________________________________ ___________________________________。 (3)写出乙醛发生银镜反应的化学方程式：_______________________________________ _______________________________。 (4)银氨溶液久置可能会爆炸，直接排放会污染环境，且造成资源浪费，实验室从废液中回收银的实验流程如下： 已知：Ag(NH3)Ag＋＋2NH3 ①写出废液与稀硝酸反应的离子方程式：________________________________； ②加入铁粉要过量的目的是__________________________________； ③该实验过程中可能产生的大气污染物是________。 答案：(1)除去试管内壁的油污 (2)向洁净的试管中加入2%硝酸银溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止 (3)CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O (4)①Ag(NH3)＋OH－＋3H＋===Ag＋＋2NH＋H2O　②将银离子全部还原　③NO 13．已知：R—CH===CH—O—R′(烃基烯基醚)R—CH2CHO＋R′OH。 烃基烯基醚A的相对分子质量(Mr)为176，分子中碳、氢原子数目比为3∶4。与A相关的反应如下： 请回答下列问题。 (1)A的分子式为________。 (2)B的化学名称是________；A的结构简式为__________________。 (3)写出C→D的化学方程式：____________________________________________。 (4)写出两种同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式：________________。 ①属于芳香醛；②苯环上有两种不同环境的氢原子。 答案：(1)C12H16O　(2)正丙醇(或1－丙醇) (3)CH3CH2CHO＋2Ag(NH3)2OH CH3CH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O (4) 、、 (任选两种即可) 解析：(1)A的分子式可写为(C3H4)nO，则40n＋16＝176，n＝4，故A的分子式为C12H16O。 (2)由B可催化氧化生成醛和B的相对分子质量为60可知，B为正丙醇(或1­丙醇)，由B、E及题给信息，逆推可知A的结构简式为。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$