内容正文:
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。
2.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。
3.了解酮的结构特点及应用。
重点
乙醛的结构特点和主要化学性质。
难点
乙醛的氧化反应及相关化学方程式的书写。
新知探究(一)——乙醛
1.乙醛的组成和物理性质
(1)乙醛的分子式:C2H4O,结构式:,
结构简式:CH3CHO,官能团:醛基(—CHO)。
(2)乙醛的物理性质
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。
2.乙醛的化学性质
(1)加成反应
①催化加氢(又称还原反应)
CH3CH2OH
②与HCN加成
在醛基的碳氧双键中,由于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。当与极性分子加成时,氧原子连接带正电荷的原子或原子团,碳原子连接带负电荷的原子或原子团。如图所示:
(2)氧化反应
①与银氨溶液反应
实验操作
实验现象
向A中滴加氨水,现象为先生成白色沉淀后变澄清,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
有关反应的化
学方程式
A中:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3、AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O;
C中:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
[微点拨] 银镜反应实验的注意事项
①试管要洁净——先用热碱洗涤,再用蒸馏水冲洗。
②银氨溶液必须现用现配,不可久置。
③配制银氨溶液时,氨水不能过量。
④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。
⑤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与新制氢氧化铜反应
实验操作
实验现象
A中溶液出现蓝色沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,C中溶液有砖红色沉淀产生
有关反应的化
学方程式
A中:CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4;
C中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
[微点拨]
①Cu(OH)2必须是新制的。
②制取Cu(OH)2时,NaOH溶液一定要过量,保证所得溶液呈碱性。
③反应必须加热,但加热时间不宜过长,避免Cu(OH)2分解。
③催化氧化
乙醛在一定温度和催化剂存在的条件下,能被氧气氧化成乙酸:
2CH3COOH。
[微点拨] ①醛基可以用弱氧化剂[银氨溶液、新制Cu(OH)2]检验。
②乙醛具有较强还原性,能被溴水、酸性KMnO4等强氧化剂氧化。
CH3CHO+Br2+H2O―→CH3COOH+2HBr
应用化学
某醛的结构简式为(CH3)2C==CHCH2CH2CHO。
(1)检验分子中醛基的方法?
(2)检验分子中碳碳双键的方法?
(3)实验操作中,哪一个官能团应先检验?为什么?
提示:(1)加入银氨溶液后,水浴加热有银镜生成,可证明有醛基。
(2)加入溴水,看溶液是否褪色。
(3)由于溴水也能氧化—CHO,所以必须先用银氨溶液氧化醛基,又因为氧化后溶液呈碱性,所以应先酸化再加溴水检验碳碳双键。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(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)乙醛生成乙醇的反应属于还原反应 (√)
(5)乙醛与溴水可以发生加成反应 (×)
2.[双选]下列关于乙醛性质的叙述中正确的是( )
A.通常情况下,乙醛是一种有特殊气味的气体
B.乙醛能被银氨溶液氧化
C.乙醛催化氧化可生成乙醇
D.在碱性条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
解析:选BD 通常情况下,乙醛是一种有特殊气味的液体,乙醛催化氧化可生成乙酸,在碱性条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀。
3.下列有关乙醛的银镜反应和乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的说法正确的是 ( )
A.实验前,试管应先用热的烧碱溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤
B.向2%的稀氨水中滴入2%的AgNO3溶液,配得银氨溶液
C.将乙醛滴入银氨溶液中,加热煮沸制银镜
D.2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,加热得砖红色沉淀
解析:选A 做银镜反应实验时试管要洁净,实验前用热的烧碱溶液洗涤是为了将试管内壁上的油污洗净,A项正确;配制银氨溶液时,应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解,B项错误;制取光亮的银镜必须用水浴加热,C项错误;根据题给CuSO4溶液和NaOH溶液的量知,CuSO4过量,而乙醛与新制的Cu(OH)2的反应要在碱性条件下进行,故观察不到砖红色沉淀,D项错误。
4.有机化合物A在一定条件下可发生以下转化:
1,2⁃二溴乙烷气体ABC
其中B可发生银镜反应,C跟石灰石反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(1)A、B、C的结构简式和名称依次是 、 、 。
(2)写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。
①A→B: ;
反应类型: 。
②B→C: ;
反应类型: 。
③B→A: ;
反应类型: 。
答案:(1)CH3CH2OH,乙醇 CH3CHO,乙醛 CH3COOH,乙酸
(2)①2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应
②2CH3CHO+O22CH3COOH 氧化反应
③CH3CHO+H2CH3CH2OH 还原反应(或加成反应)
新知探究(二)——醛类和酮
1.醛类
羰基()的碳原子与氢原子相连便形成了醛基()。烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物叫做醛。饱和一元醛的通式:CnH2nO。
(1)常见的醛
①甲醛是最简单的醛,又叫蚁醛,结构式:,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水,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,是制造染料、香料及药物的重要原料。
(2)醛类的化学性质
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,能与氰化氢加成。
①丙醛制1⁃丙醇的化学方程式为CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH。
②丙醛发生银镜反应的化学方程式为CH3CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3CH2COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
③丙醛与HCN加成反应方程式为CH3CH2CHO+HCN―→。
2.酮
羰基与两个烃基相连的化合物叫做酮,其结构可表示为,饱和一元酮的通式为CnH2nO。
(1)丙酮
丙酮是最简单的酮,结构简式:。
①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。
②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:;
。
(2)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。
3.醛和酮的区别与联系
醛
酮
官能团
醛基:
酮羰基:
官能团位置
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
结构通式
(R为烃基或氢原子)
(R、R'均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体
应用化学
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?
(3)可采用哪些方法鉴别它们?
提示:(1)二者互为同分异构体。(2)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、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化,而丙酮则不能。(3)①用银氨溶液或新制的Cu(OH)2鉴别。②用核磁共振氢谱和红外光谱法鉴别。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)丙醛与丙酮互为同分异构体,二者均与H2加成生成醇 (√)
(2)丙醛与丙酮可以用新制的Cu(OH)2鉴别 (√)
(3)1 mol一元醛与足量银氨溶液反应均生成2 mol Ag (×)
(4)甲醛与足量新制的Cu(OH)2共热可生成甲酸盐 (×)
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.醛能和溴水发生加成反应
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
3.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
解析:选B 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项错误;甲醛和甲酸甲酯的最简式相同,当二者质量相等时,消耗O2的质量相等。
4.向2.9 g某饱和一元醛中加入足量银氨溶液,在一定条件下充分反应后析出10.8 g银,则该醛是 ( )
A.HCHO B.CH3CHO
C.CH3CH2CHO D.CH3CH(CH3)CHO
解析:选C 除HCHO外,其他饱和一元醛与银氨溶液的反应中,醛与生成物Ag的量的关系为
RCHO ~ 2Ag
Mr(R)+29 2×108
2.9 g 10.8 g
则有:=
解得Mr(R)=29
根据题意知R为乙基,该醛为CH3CH2CHO。
|归纳拓展|醛的有关定量反应
(1)一元醛(除甲醛外)发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,量的关系如下:
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
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