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(四)
醛和酮
|课|标|要|求|
1.掌握醛、酮的化学性质,区别二者的相同点和不同点。
2.能设计检验醛基的方案并进行相应的评价。
3.能利用醛、酮的化学性质设计有机合成方案。
一、
二、
逐点清(一) 醛、酮概述
三、
目 录
逐点清(二) 醛、酮的化学性质
课时跟踪检测
逐点清(一) 醛、酮概述
项目 醛 酮
结构 结构简式 R—CHO RCOR'
结构特点 羰基与 相连 羰基与 相连
官能团 醛基(—CHO) 酮羰基( )
相互关系 碳原子数相等的饱和一元醛、酮互为同分异构体
主要性质 还原性、氧化性、加成反应、与苯酚的缩聚反应 加成反应
通式 饱和一元醛的通式:_______________ 饱和一元酮的通式:
_________________
输入你的标题
系统知识
氢原子
1.醛和酮的结构
烃基
CnH2nO(n≥1)
CnH2nO(n≥3)
[注意] ①醛基可以写成—CHO,而不能写成—COH。②含醛基的有机物不一定属于醛,如甲酸(HCOOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。
2.几种重要的醛、酮
项目 甲醛 苯甲醛 丙酮
颜色、状
态、气味 强烈刺激性气味、无色、气体 苦杏仁气味,无色液体 特殊气味,无色液体
溶解性 ,35%~40%的甲醛水溶液又称福尔马林 微溶于水 与水、乙醇等
______
用途 制造酚醛树脂 制造染料、香料、药物 有机溶剂、有机合成的重要原料
易溶于水
互溶
3.醛的应用和对环境、健康产生的影响
(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。
(2)35%~40%的甲醛水溶液俗称 ;甲醛具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的 是室内主要污染物之一。
福尔马林
甲醛
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)凡是含有醛基的有机物都是醛 ( )
(2)乙醛分子中的所有原子都在同一平面内 ( )
(3)(鲁科版教材改编)福尔马林是一种良好的杀菌剂,可以用来自来水的消毒 ( )
(4)(鲁科版教材改编)乙醛和乙酸、丙醛和丙酮均可以用新制的氢氧化铜悬浊液鉴别 ( )
×
×
√
×
(5)苯甲醛的所有原子有可能在同一平面上 ( )
(6)丙酮难溶于水,但丙酮是常用的有机溶剂 ( )
(7)环己酮( )的一氯代物有3种(不包含立体异构) ( )
×
√
√
2.下列叙述正确的是 ( )
A.甲醛、乙醛和丙酮在通常情况下都是气体
B. 的化学名称是2-甲基丙醛
C.蜜蜂传递警戒信息的激素中含有 ,其化学名称是2-己酮
D.苯甲醛是具有杏仁气味的无色气体
√
解析:通常情况下,甲醛是气体,而乙醛、丙酮则是液体,A错误; 主链上有3个C,从醛基开始编号,甲基在2号
位,名称为2-甲基丙醛,B正确; 主链上有7个C,羰基在2号位,化学名称是2-庚酮,C错误;苯甲醛为无色液体,具有苦杏仁气味,D错误。
3.按要求写出分子式为C5H10O的同分异构体,并用系统命名法命名。
(1)属于醛类:
① ;
② ;
CH3CH2CH2CH2CHO 戊醛
3-甲基丁醛
③ ;
④ 。
2-甲基丁醛
2,2-二甲基丙醛
(2)属于酮类:
① ;
② ;
③ 。
2-戊酮
3-甲基-2-丁酮
3-戊酮
逐点清(二) 醛、酮的化学性质
输入你的标题
系统知识
(一)醛、酮的化学性质
1.醛的化学性质(以乙醛为代表)
(1)加成反应
乙醛催化加氢:_______________________________。
CH3CHO+H2 CH3CH2OH
银镜反应 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH
_______________________________
与新制氢氧化铜反应 CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
____________________________
催化氧化 2CH3CHO+O2 2CH3COOH
(2)氧化反应
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
2.丙酮的化学性质
(1)丙酮不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
(2)在催化剂条件下,可与H2发生 反应:CH3COCH3+H2
CH3CHOHCH3。
加成
(二)醛、酮的加成反应原理及其应用
1.加成反应
(1)原理:醛和酮中的 在一定条件下可与H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇等发生加成反应。其加成通式为
(2)典例
试剂名称 化学式 电荷分布(—) 与乙醛加成的产物
氢氰酸 H—CN —N
氨及氨的衍生物
(以氨为例) NH3 —H2 ________________
醇类(以甲醇为例) CH3—OH —CH3 ________________
2.应用
(1)醛、酮的催化加氢反应(还原反应)产物是醇,醇催化氧化可生成醛、酮,互相转化如下:
(2)有机合成中可利用醛、酮与HCN的加成反应增长碳链。
(3)羟醛缩合
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛 ( )
(2)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇 ( )
(3)用溴水可以检验CH2 == CH—CHO中的醛基 ( )
(4)酮类物质只能发生还原反应,不能发生氧化反应 ( )
√
×
×
×
(5)在酸性条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀 ( )
(6)醛类物质发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液的反应均需在碱性条件下 ( )
(7)羟醛缩合是醛基与α-H先发生加成反应,产物又发生消去反应 ( )
√
×
√
2.醛基具有较强的还原性。柠檬醛的结构简式是(CH3)2C == CHCH2CH2C(CH3) == CH—CHO。
欲验证分子中有碳碳双键和醛基,甲、乙两位学生设计了如下方案。
甲:①取少量柠檬醛滴加溴水;②在①反应后的溶液中滴加银氨溶液,水浴加热。
乙:①取少量柠檬醛滴加银氨溶液,水浴加热;②在①反应后的溶液中先加稀硫酸酸化再滴加溴水。
(1)能达到实验目的的是 (填“甲”“乙”或“甲、乙均可”)。
(2)对不可行方案说明原因:
_________________________________________________________
____________________。
(认为均可的此题不答)
乙
—CHO有很强的还原性,若先加溴水,则Br2将—CHO和
一同氧化
(3)对可行方案:
a.依据现象是 ,反应的化学方程式是
___________________________________________________________________________________________________________________。
b.依据现象是 ,反应的化学方程式是
___________________________________________________________________________________________________________________。
产生银镜
(CH3)2C == CHCH2CH2C(CH3) == CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH
(CH3)2C == CHCH2CH2C(CH3) == CHCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
溴水褪色
(CH3)2C == CHCH2CH2C(CH3) == CHCOOH+2Br2 → (CH3)2CBrCHBrCH2CH2C(CH3)BrCHBrCOOH
解析:解答本题的关键是确定醛基和碳碳双键检验的先后顺序。由于溴(Br2)也能氧化醛基(—CHO),所以必须先用银氨溶液检验醛基(—CHO);又因为氧化后溶液为碱性,所以应先酸化后加溴水检验碳碳双键。
[归纳总结]
既含碳碳双键又含醛基的有机物的检验
检验醛基用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液,检验 用溴水或酸性高锰酸钾溶液。若先检验 ,则—CHO也同时被氧化,只有先检验—CHO( 不会被弱氧化剂氧化)才能继续检验 。
题点(一) 醛、酮的结构与同分异构
1.[双选](2024·山东青岛一模)环己酮和乙二醇在一定条件下反应可生成环己酮缩乙二醇,反应过程为 +HOCH2CH2OH→
(环己酮缩乙二醇)。下列说法正确的是( )
A.生成环己酮缩乙二醇的反应是缩聚反应
B.环己酮能发生氧化反应,也能发生还原反应
C.环己酮缩乙二醇的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
D.环己酮分子中所有碳原子不可能共平面
全训题点考法
√
√
解析:由结构简式可知,环己酮缩乙二醇不是高聚物,故生成环己酮缩乙二醇的反应不是缩聚反应,故A错误;环己酮发生燃烧的反应属于氧化反应,一定条件下与氢气的加成反应属于还原反应,故B正确;环己酮缩乙二醇结构对称,分子中含有4种不同化学环境的氢原子,故一氯代物有4种,故C错误;环己酮分子中含有多个直接相连的饱和碳原子,饱和碳原子和所连原子的空间结构为四面体形,分子中所有碳原子不可能共平面,故D正确。
2.1,5-戊二醛(简称GA)是一种重要的饱和直链二元醛,2%的GA溶液对禽流感、口蹄疫等疾病有良好的防治作用。下列说法正确的是 ( )
A.戊二醛的分子式为C5H8O2,符合此分子式的二元醛有5种
B.1 mol戊二醛与足量的银氨溶液反应,最多可得 2 mol 银
C.戊二醛不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.戊二醛经催化氧化可以得到的戊二酸有4种
√
解析:戊二醛可以看作两个醛基取代了丙烷中的两个氢原子,丙烷的二取代物有4种,所以戊二醛有4种;戊二醛具有二元醛的通性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,1 mol 戊二醛与足量的银氨溶液反应,最多可得4 mol银。
题点(二) 醛、酮的性质
3.利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展,荣获诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下,下列说法错误的是( )
A.总反应为加成反应
B.Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C.Ⅵ是反应的催化剂
D.化合物X为H2O
√
解析:由催化机理可知,总反应为 ,该反应为加成反应,A正确; 和 结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团,两者不互为同系物,B错误;由催化机理可知,反应消耗了Ⅵ又生成了Ⅵ,Ⅵ是反应的催化剂,C正确;Ⅰ+Ⅵ→X+Ⅱ,由Ⅰ、Ⅵ、Ⅱ的结构简式可知,X为H2O,D 正确。
4.(2023·湖北卷)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是 ( )
(R为烃基或氢)
A. HC ≡≡ CH能与水反应生成CH3CHO
B. 可与H2反应生成
C. 水解生成
D. 中存在具有分子内氢键的异构体
√
解析:由题中反应可知,同一个C原子上同时连有碳碳双键和羟基时会发生互变异构。 CH ≡≡ CH与水发生加成反应生成的H2C === CHOH发生互变异构后生成了乙醛,A不符合题意; CH ≡≡ C—CH2OH和氢气发生加成反应直接生成CH2 == CH—CH2—OH,不涉及互变异构,B符合题意; 水解生成的 发
生互变异构后生成 ,C不符合题意;
含有酮式结构 ,图中所示部分 发生互变异构后产生的羟基与另一个O形成了分子内氢键,D不符合题意。
题点(三) 醛基的检验
5.(2024·江西卷)蛇孢菌素(X)是一种具有抗癌活性的天然植物毒素。下列关于X说法正确的是( )
A.含有4种官能团,8个手性碳原子
B.1 mol X最多可以和3 mol H2发生
加成反应
C.只有1种消去产物
D.可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
√
解析:由X的结构简式可知,其含有酮羰基、醛基、羟基、醚键、碳碳双键5种官能团,含有如图 “ ”所示的8
个手性碳原子,A项错误;1 mol X含有1 mol酮羰基、1 mol醛基、2 mol碳碳双键,最多可以和4 mol H2发生加成反应,B错误;
如图: ,羟基所连碳原子的3个邻位碳原子中,
1、2号碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,故有2种消去产物,C项错误;X中含有醛基,可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,D项正确。
6.探究乙醛的银镜反应,实验如下(水浴加热装置已略去,水浴温度均相同)。
已知:ⅰ.银氨溶液用2%AgNO3溶液和稀氨水配制
ⅱ.[Ag(NH3)2]++2H2O ⥫⥬ Ag++2NH3·H2O
序号 ① ② ③ ④
装置
现象 一直无明显现象 8 min有银镜产生 3 min有银镜
产生 d中较长时间无银镜产生,e中有银镜产生
下列说法不正确的是 ( )
A.a与b中现象不同的原因是[Ag(NH3)2]+能氧化乙醛而Ag+不能
B.c中发生的氧化反应为CH3CHO+3OH--2e- === CH3COO-+2H2O
C.其他条件不变时,增大pH能增强乙醛的还原性
D.由③和④可知,c与d现象不同的原因是c(Ag+)不同
√
解析:对比a、b,除了Ag+与[Ag(NH3)2]+的差别外,两者的pH不同且b中碱性更强,a未发生银镜反应也可能由于碱性不够,因此无法得出Ag+不能氧化乙醛,A错误;对比b、c,c中增大pH,银镜产生得更快,说明增大pH能增强乙醛的还原性,C正确;对比c、d,其他条件相同而d中NH3更多,导致平衡Ag++2NH3 ⥫⥬ [Ag(NH3)2]+正向移动,Ag+的浓度减小,d无银镜,当e中补加AgNO3时出现了银镜,正好验证c(Ag+)的不同导致了c与d中现象不同,D正确。
[归纳总结] 含醛基有机化合物的特征反应及检验
与新制[Ag(NH3)2]OH溶液反应 与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理 RCHO+2[Ag(NH3)2]OH RCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O RCHO+2Cu(OH)2+NaOH
RCOONa+Cu2O↓ +3H2O
反应现象 产生光亮的银镜 产生砖红色沉淀
量的关系 RCHO~2Ag
HCHO~4Ag RCHO~Cu2O
HCHO~2Cu2O
续表
注意事项 ①试管内壁必须洁净;
②银氨溶液随用随配,不可久置;
③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
④加热时不可振荡或摇动试管,防止生成黑色的银粉;
⑤乙醛用量不宜太多,一般加3滴;
⑥银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去 ①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量;
③反应液直接加热煮沸,才有明显的砖红色沉淀;
④加热沸腾不能太久,否则会有黑色沉淀,这是Cu(OH)2受热分解生成CuO所致
|大|概|念|知|识|体|系|构|建|
课时跟踪检测
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