内容正文:
第三章 第三节 醛 酮
四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组
第1课时 醛 酮
核心素养学习目标
1.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(重点)。
2.了解甲醛对环境和人身健康的影响,关注有机化合物安全使用的问题。
创设情境
【化学与生活】生活中的醛
醛类物质在结构上有什么共同点?
自然界的许多植物中含有醛,其中有些具有特殊的香味,可作为植物香料使用。
【阅读思考】阅读教材68页1、2段,总结醛类物质的结构特点。
创设情境
醛基与烃基(或H原子)直接相连的化合物称为醛。简写为:R—CHO
饱和一元醛的通式为
-CHO
OHC-
或
-COH
CnH2nO (n≥1 )或CnH2n+1CHO
结构
醛基上的C原子为sp2杂化,醛基上以碳原子为中心的4个原子在同一个平面内。
概念
官能团
注意:醛中一定含醛基,而含醛基的物质不一定是醛,如甲酸、甲酸酯、甲酸盐等物质。
4
【阅读思考】阅读教材68页,总结乙醛的结构与物理性质。
任务一 认识乙醛
1.乙醛的结构
δ
吸收强度
10
8
6
4
2
0
分子式:
结构式:
结构简式:
官能团:
C2H4O
CH3CHO
(—CHO)
O
C
H
H—C—C—H
H
H
O
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任务一 认识乙醛
【阅读思考】阅读教材68页,总结乙醛的结构与物理性质。
颜色 状态 气味 密度
沸点 溶解性 挥发性
无色
液体
有刺激性气味
能与水、乙醇互溶
易挥发
比水小
20.8℃
醛基中的O与水、乙醇中的O-H形成分子间氢键,不是所有的醛都易溶于水,随碳原子数增多,溶解度减小。
2.乙醛的物理性质
6
【思考交流】通过分析乙醛的结构,推测乙醛可能发生什么反应?
任务一 认识乙醛
碳氧键
碳氢键
δ+
δ-
①加成反应
②氧化反应
不饱和性
在醛基的碳氧双键中,氧原子的电负性较大,碳氧双键中的电子偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,碳原子带部分正电荷,从而使醛基具有较强的极性。
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【阅读思考】阅读教材69页,思考并总结乙醛的加成反应。
任务一 认识乙醛
3. 乙醛的化学性质
(1)乙醛的加成反应
① 催化加氢(又称还原反应)
CH3—C—H
O
+ H—H
CH3—C—H
O—H
H
催化剂
醛基催化加氢一定生成端醇
8
【思考交流】醛基与极性分子HCN加成时如何成键?
任务一 认识乙醛
②与氰化氢(HCN)加成
延长碳链
δ+
δ-
δ+
δ-
2-羟基丙腈
+ H ─ CN
催化剂
当极性分子与醛基发生加成反应时,带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上,带负电荷的原子或原子团接在碳原子上。
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【思维建模】醛基的加成反应
任务一 认识乙醛
R
C
O
H
CH3
C
O
H
A
B
δ+
δ-
A B
δ+
δ-
【注意】
a.乙醛不能与X2、HX、H2O进行加成反应;
b.酯基(-COO-)和羧基 (-COOH) 中的C=O不能与H2发生加成反应。
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【思考交流】乙醛能与哪些物质发生氧化反应?
任务一 认识乙醛
3. 乙醛的化学性质
(2)乙醛的氧化反应
①可燃性
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
点燃
②催化氧化
2CH3CHO + O2 2CH3COOH
催化剂
△
在催化剂作用下,被空气中的氧气氧化为乙酸
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【思考交流】
任务一 认识乙醛
3. 乙醛的化学性质
(2)乙醛的氧化反应
酸性KMnO4溶液、酸性K2Cr2O7溶液、溴水等强氧化剂氧化成酸。
③ 被强氧化剂氧化
④被弱氧化剂氧化
银镜反应
与新制的氢氧化铜反应
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【实验探究】实验3-7 乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应)
任务一 认识乙醛
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,使最初产生的沉淀恰好溶解,制得银氨溶液。再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热。观察实验现象。
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任务一 认识乙醛
【实验探究】实验3-7 乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应)
AgNO3溶液+稀氨水
生成白色沉淀
继续滴加氨水
沉淀恰好
完全溶解
银氨溶液
滴入3滴乙醛水浴加热
试管内壁上附有一层光亮如镜的金属银
AgNO3+NH3·H2O→AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2 NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O
CH3CHO+ 2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3
△
此反应可检验醛基的存在
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【思考交流】根据化学方程式写出离子方程式
任务一 认识乙醛
化学方程式
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
△
离子方程式
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH¯ 2Ag↓+CH3COO¯++3NH3+H2O
银氨络(合)离子
【归纳总结】
-CHO~2Ag
a.检验醛基并测定醛基的个数
b.一元醛——无机产物:一水二银三氨
c.应用:工业制镜或热水瓶胆镀银等
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【特别提醒】乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应)注意事项
任务一 认识乙醛
a.试管要洁净——先用热碱洗涤,再用蒸馏水冲洗。
b.银氨溶液必须现用现配,不可久置。
c.配制银氨溶液时,氨水不能过量。
d.银镜反应要在碱性条件下进行,且需水浴加热,反应过程中不能振荡试管。
【思考交流】实验结束后试管内壁附着的银如何洗涤?
试管内壁上附着的单质银可用稀硝酸进行洗涤
3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO ↑ +2H2O
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任务一 认识乙醛
【实验探究】实验3-8 乙醛与新制氢氧化铜溶液的反应
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乙醛溶液,加热。观察实验现象。
现用现配
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任务一 认识乙醛
砖红色沉淀
CH3COONa+ Cu2O↓ +3H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2 + NaOH
【实验探究】实验3-8 乙醛与新制氢氧化铜溶液的反应
化学方程式
b.NaOH必须过量,因为醛基只有在强碱性环境中才具有强还原性。
a.检验醛基并测定醛基的个数
d.应用:医疗用新制氢氧化铜检验葡萄糖(尿糖)。
c.一元醛——无机产物:Cu2O沉淀和水
-CHO~2Cu(OH)2
【归纳总结】
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【思考讨论】结合下列三种物质之间的转化关系、分子结构、官能团的变化情况,思考有机反应中的氧化反应和还原反应的特点。
任务一 认识乙醛
氧化
乙醛
还原
乙酸
氧化
乙醇
CnH2n+2O CnH2n O CnH2nO2
失H加O是氧化,加H失O是还原
O2、Cu、△
H2、催化剂、△
[Ag(NH3)2]OH 、Cu(OH)2、△
或O2、催化剂、△
RCH2OH RCHO RCOOH
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【评价训练】
任务一 认识乙醛
1.正误判断
(1)乙醛和乙酸的混合液可以用分液漏斗分离
(2) 或 中有醛基结构,也能发生银镜反应
(3)银氨溶液的配制,将硝酸银溶液滴加到氨水中至生成的白色沉淀恰好完全溶解为止
(4)银镜反应结束后,试管内壁上附着的单质银可用稀硝酸进行洗涤
(5)乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色
×
√
×
√
√
20
任务二 认识醛类和酮
【思考交流】醛类物质如何命名?
H
C
O
H
甲醛
O
CH2
C
H
CH3
丙醛
H
C
O
C
O
H
乙二醛
C
O
H
苯甲醛
CH
C
O
H
CH3
CH3
2-甲基丙醛
(1)选含有醛基的最长碳链为主链,编号从醛基一端开始,醛基碳原子为1号碳原子。
(命名时由于醛基一定在1号位,故醛基无需用阿拉伯数字标明位置)
(2)芳香醛命名时,习惯将脂肪醛部分作为母体,将苯环作为取代基。
(3)多元醛命名时,在一元醛命名的基础上,在“醛”的前面写清醛基的个数。
1.醛的命名
任务二 认识醛类和酮
【阅读思考】阅读教材70页,归纳总结甲醛的相关理化性质。
【问题1】甲醛具有怎样的结构特点?
分子式 结构式 结构简式 结构特征 空间构型
CH2O
HCHO
可以看成含有2个醛基
平面三角形
(4个原子共面)
O
C
H
H
O
C
H
H
【问题2】甲醛的物理性质?
俗名蚁醛,最简单的醛类物质,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。
任务二 认识醛类和酮
【问题3】甲醛有哪些用途?
①甲醛的水溶液俗称福尔马林,具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本。
②甲醛在工业上,可制备酚醛树脂,合成纤维、生产维纶等。
任务二 认识醛类和酮
【思考讨论】1.仔细分析甲醛的结构,思考1 mol甲醛与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2反应最多可生成Ag或Cu2O的物质的量是多少?
答案 1 mol HCHO~4 mol Ag 1 mol HCHO~2 mol Cu2O
2.书写上述反应的化学反应方程式。
△
+ [Ag(NH3)2]OH
+ Cu(OH)2 + NaOH
△
2H2O+4Ag↓+6NH3+(NH4)2CO3
4
Na2CO3+ Cu2O↓+ H2O
4
2
2
6
任务二 认识醛类和酮
【阅读思考】阅读教材70页,归纳总结苯甲醛的相关理化性质及用途。
分子式 结构式 俗称 物理性质 用途
C7H6O
有苦杏仁气味的无色液体
苦杏仁油
制造染料、香料及药物的重要原料
CHO
【归纳总结】醛类物质具有哪有化学性质?
醛类的化学性质与乙醛类似,一般情况下,能被还原成醇,被氧化成羧酸,可以发生银镜反应,能与氰化氢发生加成反应。
【思考交流】苯甲醛在空气中久置,在容器内壁会出现苯甲酸的结晶,这是为什么?
+O2
CHO
2
COOH
2
任务二 认识醛类和酮
【阅读思考】阅读教材71页,思考下列问题。
【问题1】酮与醛在结构上的有何不同?
2.酮
(1)酮的结构
羰基与两个烃基相连的化合物叫做酮。
酮结构可表示为
官能团:
酮羰基( )
R—C—R’
O
=
CnH2nO(n≥3)
【问题2】饱和一元酮的通式?
任务二 认识醛类和酮
【问题3】丙酮的结构与物理性质?
(2)最简单的酮——丙酮
①丙酮的结构
CH3—C—CH3
O
=
②物理性质
常温下,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。
空间充填模型 球棍模型
任务二 认识醛类和酮
【问题3】丙酮能否被银氨溶液、新制氢氧化铜溶液氧化?
③化学性质
不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化,但在催化剂存在的条件下,能催化加氢生成醇,也能与氰化氢加成。
反应的化学方程式:
+H2
催化剂
△
+HCN
催化剂
△
任务二 认识醛类和酮
【问题4】酮有哪些应用?
(3)酮的应用
酮是重要的有机溶剂和化工原料,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。
任务二 认识醛类和酮
【思考交流】丙醛和丙酮的分子式都是C3H6O。请思考并回答下列问题。
(1)它们是什么关系?
(2)在化学性质上有哪些异同点?
化学性质相同点:都能与H2、HCN等发生加成反应,都能燃烧发生氧化反应;不同点:丙醛可被银氨溶液、新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化,而丙酮则不能。
(3)可采用哪些方法鉴别它们?
①用银氨溶液或新制Cu(OH)2鉴别。
②用核磁共振氢谱和红外光谱法鉴别。
二者互为同分异构体。
课堂小结
乙醛的化学性质
加成反应
氧化反应
催化氧化
羧酸
被弱氧化剂氧化
燃烧
CO2、H2O
银镜反应
Cu(OH)2
能使高锰酸钾溶液、溴水褪色
醛+H2→醇
醛+HCN→羟基腈
本课结束
今日作业
第三章 第3节 第1课时 醛 酮
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