4.2 第1课时 醛（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（苏教版2019）

第二单元　醛　羧酸 第1课时　醛 课程标准 核心素养 1.了解乙醛的组成、结构特点和主要化学性质。 2．了解醇、醛之间的转化关系。 3．了解醛基的检验方法。 4．了解甲醛对环境和健康的影响，关注有机化合物的安全使用问题。 1.(宏观辨识与微观辨析)通过对醛基中原子成键情况的分析，了解醛类的结构特点，理解乙醛的化学性质与醛基的关系，学会醛基的检验方法。 2．(科学态度与社会责任)了解甲醛对环境和健康的影响，关注有机化合物安全使用的问题。 一、醛的结构与常见的醛 1．醛的概念与结构 (1)概念：醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连构成的化合物。 (2)结构特点：醛类官能团的结构简式是—CHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO(n≥0)。醛基中的碳原子与氧原子之间通过碳氧双键相连接，其中碳原子再与一个氢原子相连构成醛基，醛基及与醛基直接相连的原子处于同一平面。例如，甲醛分子中的4个原子就处于同一平面上。 2．常见的醛 (1)甲醛：俗称蚁醛，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，沸点：－21 ℃，易溶于水。35%～40%的甲醛水溶液俗称“福尔马林”，可用于农作物种子的消毒及动物标本的保存。 (2)乙醛：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。 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↓＋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； ④实验后附着银镜的试管可用稀硝酸浸泡，再用水洗可除去 (2)与新制的Cu(OH)2悬浊液的反应 实验操作 实验现象 A中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛溶液，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悬浊液必须是新制的 (3)催化氧化反应 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) 乙醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质相似，也能与氢气发生加成反应，化学方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。 3．醛的化学通性 (1)醛可被氧化为羧酸，也可被氢气还原为醇，因此醛既有还原性，又有氧化性，其氧化、还原的关系为。 (2)醛的加成反应(试剂：H2、HCN) ①RCHO＋H2RCH2OH； ②RCHO＋HCN―→ (3)醛类的两个特征反应 ①＋2Ag(NH3)2OH ②＋2Cu(OH)2＋NaOH [微点拨]　发生银镜反应或与新制氢氧化铜悬浊液反应的物质是含有醛基的物质，可能是醛、甲酸酯或甲酸盐等。 三、甲醛的结构与性质 1．甲醛的结构特点 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的Cu(OH)2悬浊液反应时，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 反应的化学方程式为nHCHO＋n (1)反应机理：在浓盐酸(或浓氨水)的催化下，甲醛分子中的氧原子与苯酚分子中羟基邻位或对位上的氢原子结合生成水，其余部分形成高分子化合物。像这种由有机化合物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应，称为缩聚反应。 (2)制取酚醛树脂 酸催化 碱催化 实验 操作 ①加热混合物5～8 min，将试管从水浴处取出，把生成物倒入培养皿中，观察生成物的颜色和状态； ②向试管中加入适量乙醇浸泡几分钟，观察现象 实验 现象 混合溶液变浑浊，有黏稠的粉红色物质生成；加入乙醇，粉红色物质溶解 混合溶液变浑浊，有黏稠的乳黄色物质生成；加入乙醇，乳黄色物质溶解 结论 在酸催化条件下，生成线型酚醛树脂，具有热塑性 在碱催化条件下，生成体型酚醛树脂，具有热固性 注意 事项 ①加热方法：沸水浴加热，不需要温度计； ②因为反应物易挥发，所以要使用冷凝管； ③此实验需在通风良好的条件下进行，树脂及残液需统一回收处理 四、酮的结构与性质 1．酮的概念和结构特点 2．常见的酮 (1)丙酮 ①丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为，其1H核磁共振谱图有1组特征峰，其球棍模型为。 ②常温下丙酮是无色透明液体，易挥发，能与水、乙醇等混溶，是常用的有机溶剂，主要用于制备重要化工原料双酚A(C15H16O2)和制备有机玻璃。 (2)环己酮(C6H10O)也是一种常见的酮，环己酮的键线式为，常作为生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶、石蜡、虫胶、油漆、染料和制药中间体的溶剂，还可用于制备己二酸和己内酰胺，它们都是生产聚酰胺纤维的重要原料。 3．酮的化学性质 不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇。 写出下列反应的化学方程式的产物： ＋H2CHCH3OHCH3。 ＋H2。 微辨析(判一判) (1)乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色(　　√　　) (2)用新制银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛(　　×　　) (3)乙醛分子中所有原子处于同一平面上(　　×　　) (4)酮类物质能与氢气发生加成反应，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(　　×　　) 探究一__醛、酮的组成结构与性质 　 [问题探究] (1)肉桂醛球棍模型如下： 肉桂醛中含有的官能团名称是？ 提示：碳碳双键和醛基。 (2)肉桂醛中在同一平面内的原子数最多是多少？ 提示：18。 (3)与肉桂醛含有相同官能团的芳香族化合物的结构有几种？ 提示：4种。肉桂醛结构简式是CH===CH—CHO，符合条件的同分异构体结构简式是 (邻、间、对)。 (4) 有机物的名称是？ 提示：对苯二甲醛；邻羟基苯甲醛或2­羟基苯甲醛。 1．醛的分类 2．醛或酮的命名及同分异构体 (1)醛的命名规律 ①选主链：选含醛基或羰基且最长的碳链作主链。 ②编位号：从靠近羰基的一端开始编号。 ③写名称：醛基碳是一号碳，支链以取代基的形式标明位号写在名称前面。酮分子中的羰基碳必须标明其位号。 (2)同分异构体 写出C5H10O属于醛的同分异构体： 第一步：首先写成C4H9—CHO形式；第二步：分析C4H9—结构或C4H10结构：C—C—C—C和；第三步：用—CHO取代第二步中结构中的一个氢，得到所有醛的结构简式： CH3CH2CH2CH2CHO；；；。 【例1】 某有机物M的结构简式如图所示。下列关于M的说法正确的是(　　) A．分子中所有碳原子共面 B．分子中含有两种官能团 C．有机物的分子式是C14H22O2 D．该有机物的同分异构体有属于芳香醛的结构 C　解析：由结构简式可知，M分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子的空间结构为四面体形，分子中所有碳原子不可能共面，A错误；由结构简式可知，M分子中含有官能团为碳碳双键、羰基、醚键，共3种，B错误；由结构简式可知有机物的分子式是C14H22O2，C正确；有机物的分子式是C14H22O2，不可能同时含有苯环和醛基，D错误。 1．下列各组物质中既不是同系物也不是同分异构体的是(　　) A．甲醛、丁醛 B.丙酮、丙醛 C．乙醛、丙酮 D．苯甲醛、对甲基苯甲醛 C　解析：A互为同系物，B互为同分异构体，D互为同系物，C分子式不同，尽管相差一个CH2原子团，但是官能团不同，因此不属于同系物。 探究二 醛、酮的性质 　 日常生活中与醛基或羰基有关的三幅图 [问题探究] (1)从键的极性、官能团、基团之间的相互影响分析醛的性质有哪些？ 提示： 乙醛由于醛基上的氢原子受C===O键的影响，活性增强，能被氧化剂所氧化；由于醛基上的C===O键与C===C键类似，可以与H2发生加成反应。α­H很活泼，也容易参与反应。 (2)从结构角度分析酮的性质与醛的性质的异同？ 提示：都含有羰基，能发生加成反应，醛和酮均能与H2、HX(X表示卤素)、HCN、NH3、醇等发生加成反应；羰基碳上没有氢原子，酮不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。因此可用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液来区分醛和酮。 醛、酮的区别与联系 醛 酮 区别 官能团 官能团 位置 碳链末端 碳链中间 简写 形式 性质 能被弱氧化剂氧化，发生银镜反应等 不能被弱氧化剂氧化 联系 通式 饱和一元醛：CnH2nO 饱和一元酮：CnH2nO 同分异 构现象 碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体 性质 ①可与H2、HX(X表示卤素)、HCN、NH3、氨的衍生物、醇等发生加成反应 ②均可加氢还原成醇 ③均可被强氧化剂氧化，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【例2】 香草醛又名香兰素，是食品和药品的重要原料，其结构简式如下所示： 下列有关香草醛的说法不正确的是(　　) A．香草醛可以发生银镜反应 B．在一定条件下1 mol香草醛可以与4 mol H2反应 C．香草醛遇FeCl3溶液变紫色 D．香草醛既可与NaOH溶液反应，也可与NaHCO3溶液反应 D　解析：香草醛分子中含有醛基，可以发生银镜反应，A正确；分子中含一个苯环(能加成3个H2)、一个醛基(能加成1个H2)，B正确；酚类遇FeCl3溶液显紫色，C正确；香草醛中的酚羟基可与NaOH溶液反应，但不与NaHCO3溶液反应(酚的酸性弱于碳酸)，D错误。 2．有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为，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悬浊液，微热，酸化后再加溴水 D　解析：加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化，A不符合题意；先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应，B不符合题意；若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨溶液显碱性，若不酸化直接加溴水，则无法确定A中是否含有碳碳双键，C不符合题意。 1．下列操作不合适的是(　　) A．乙醛的银镜反应的实验中采用水浴加热 B．用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的CH2===CH2杂质 C．在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中，制Cu(OH)2时应保持NaOH过量，可直接加热 D．配制银氨溶液时，将AgNO3溶液滴入氨水中 D　解析：配制银氨溶液时应将氨水滴入AgNO3溶液中，D错误。 2．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　解析：21.6 g银物质的量是0.2 mol，根据关系式—CHO～2Ag，故饱和一元醛的物质的量为0.1 mol。醛完全燃烧时，生成的水为7.2 g，n(H2O)＝0.4 mol，n(H)＝0.8 mol。则该醛分子中有8个氢原子，根据通式CnH2nO，可得n＝4，即为丁醛。 3．有机化合物A只由C、H两种元素组成且能使溴水褪色，其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。A、B、C、D、E有如图所示的关系。 则下列推断不正确的是(　　) A．鉴别A和甲烷可选择酸性高锰酸钾溶液 B．D能与NaOH反应 C．物质C的结构简式为CH3CHO D．B＋D→E的化学方程式为CH3CH2OH＋CH3COOH CH3COOC2H5 D　解析：由A的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平，可知A是乙烯，则B为CH3CH2OH，C为CH3CHO，D为CH3COOH，E为CH3COOC2H5。B与D反应的化学方程式为CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOC2H5＋H2O，D错误。 4．乙醛的银镜反应实验如下： 步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。 步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。 步骤3：再向试管中加入1 mL 10%乙醛溶液，振荡，在60～70 ℃水浴中加热，观察到试管内壁形成了光亮银镜。 下列说法不正确的是(　　) A．步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH B．步骤2中沉淀溶解是因为生成[Ag(NH3)2]＋ C．步骤3中产生银镜说明乙醛被还原 D．试管内壁的银镜可以用稀硝酸洗去 C　解析：氨水少量时，氨水中一水合氨电离出的氢氧根离子和银离子结合成白色的AgOH沉淀，因此步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH，A正确；AgOH与NH3·H2O反应生成Ag(NH3)2OH而溶解，AgOH转变成[Ag(NH3)2]＋，B正确；Ag(NH3)2OH和乙醛发生银镜反应生成Ag，Ag化合价降低，被还原，而乙醛发生氧化反应，被氧化，C错误；因硝酸具有强氧化性，能溶解Ag，试管内壁的银镜可用稀硝酸洗去，D正确。 5．鱼腥草素(结构如图所示)是鱼腥草的主要抗菌成分。下列关于鱼腥草素的叙述错误的是(　　) A．难溶于水 B．可以和银氨溶液发生银镜反应 C．与乙醛互为同系物 D．不存在属于芳香族化合物的同分异构体 C　解析：虽然鱼腥草素有亲水基，但烃基较大，故难溶于水，A正确；它有醛基，能发生银镜反应，B正确；它的结构中多出一个羰基，与乙醛不互为同系物，C错误；该有机物分子中含1个羰基和1个醛基，不饱和度为2，芳香族化合物不饱和度至少为4，D正确。 [课时梯级训练(10)见P188] 学科网（北京）股份有限公司 $$