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初高中化学聂老师 电话:13384730903
选修三 第三章 第三节 醛 酮
知识点总结
知识点一:醛类的结构和物理性质
1、分子结构和通式
醛是由烃基(R-)跟醛基相连而构成的化合物。可用通式RCHO表示。概念中的烃基R包括所有的烃基,如环烃基、苯基、链烃基等,还可指氢原子。醛基一般可写成或-CHO。饱和一元脂肪醛相当于烷烃中一个氢原子被一个醛基(-CHO)取代后的产物。通式可表示为CnH2n+1CHO或CnH2nO。
2、醛的命名
与醇相似,如HCHO(甲醛,俗名蚁醛)、CH3CH2CHO(丙醛)、CH3CH(CH3)CHO(2-甲基丙醛或异丁醛)、(苯甲醛)、OHCCHO(乙二醛)等。
3、醛的分类
(1) 按醛分子中的烃基结构分类
(
醛
)脂肪醛:CH3CHO、CH3CH2CHO
芳香醛:
(2) 按醛分子中醛基的数目分类
一元醛:HCHO、CH3CHO
醛 O O
多元醛:H-C-C-H
4、醛类的物理性质
醛类除甲醛是气体外,其余醛类都是无色液体或固体。醛类的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而逐渐升高。常见的醛有甲醛和乙醛。
物质
颜色
状态
气味
密度
沸点
挥发性
溶解性
结构式
分子式
乙醛
无色
液体
具有刺激性气味
比水小
20.8℃
易挥发
与水、乙醇等互溶
C2H4O
甲醛
无色
气体
具有刺激性气味
比水小
-21℃
易挥发
与水、乙醇等互溶,35%—40%的甲醛水溶液称为福尔马林
CH2O
知识点二:醛类的化学性质
醛类的化学性质主要有醛基(-CHO)来决定。
1、加成反应
醛基上的C=O键在一定条件下可与H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇等发生加成反应,但不与Br2加成,这一点与C=C的加成不同。其加成通式为:
(
δ
+
δ
-
) O OA
-C-H+A-B→-C-H
B
(
O
)
CH3-C-H+H2CH3-CH2OH
注意:(1)该反应表明CH3CH2OH和CH3CHO在一定条件下可相互转化。
(2)若反应中有机物得到氢原子或失去氧原子,则有机物被还原,发生还原反应;若反应中有机物得到氧原子或失去氢原子,则有机物被氧化,发生氧化反应。
2、氧化反应(还原性)
(1) 银镜反应:
通式为
RCHO+2Ag(NH3)2OHRCOONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
离子方程式:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-
CH3COO-+NH4++2Ag↓+3NH3↑+H2O
该反应的实质是:氧原子插入-CHO的碳氢键中(使乙醛氧化为乙酸,乙酸结合NH3生成乙酸铵,其余NH3分子游离出来),H+与另外的OH-结合生成水,自由电子被Ag+得到生成Ag。
总结:①此反应可用于检验醛基的存在和数目。
②反应需在碱性条件下进行。若为酸性条件时:[Ag(NH3)2]++2H+=Ag++2NH4+。
③反应中,n(-CHO)和n(Ag)的关系很重要,在化学计算中经常用到;-CHO——2Ag或CH3CHO——2Ag
(2) 与新制Cu(OH)2反应:
通式为RCHO+2Cu(OH)2RCOOH+Cu2O↓+2H2O CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
反应生成了砖红色的Cu2O沉淀,也可用来检验醛基。
(3)
催化氧化:2RCHO+O22RCOOH 2CH3CHO+O22CH3COOH
(4)
燃烧反应:2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
注意:醛类也能被KMnO4酸性溶液等强氧化剂氧化。
知识点三:甲醛(HCHO)的性质及用途
1、甲醛的化学性质
(
O
)甲醛的结构与其他醛类的结构不同,右边看是一个醛基,左边看也是一个醛基。(通常将它归为饱和一元醛,但它有相当于二元醛)
H-C-H
甲醛具有的通性,1molHCHO与足量的Ag(NH3)2OH或Cu(OH)2反应,可生成4molAg或2molCu2O。甲醛最终的氧化产物为碳酸铵 O O
(H4NO-C-ONH4)或碳酸(HO-C-OH)如:HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O
或HCHO+4Cu(OH)22Cu2O↓+CO2+5H2O。
总结:(1)甲醛分子结构中可看作含有两个醛基 故与足量的银氨溶液作用时存在:
1molHCHO——4molAg。
(2)甲酸盐(如HCOONa)、甲酸某酯(如HCOOCH2CH3)因结构中含有一个醛基,故能发生银镜反应,且有:1mol—CHO——2molAg。
2、甲醛的用途
福尔马林具有很好的防腐杀菌效果,可用于农药和消毒剂;甲醛常用于制造酚醛树脂、脲醛树脂、涤纶、染料等。例如,酚醛树脂的制取:
注意:(1)利用醛基的还原性检验醛基时,除了不饱和键会干扰外,酚羟基、苯环上的侧链也有可能会干扰,在进行相关反应时一定要注意排除干扰。
(2)通常利用1mol一元醛——2molAg或1molCu2O来进行计算判断。但甲醛例外,甲醛作为一种一元醛,它的分子中相当于有2个醛基,所以1mol甲醛——4molAg或2molCu2O。
(3)能够发生银镜反应的有机物中一定有醛基,但不一定是醛,例:甲酸、甲酸某酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等都能发生银镜反应。
知识点四:醛类的同分异构体及酮类
1、饱和一元醛通式为CnH2nO(n≧1)
(1) 碳链异构
烃基碳链异构有几种,醛的同分异构体就有几种。如C5H10O属于醛的同分异构体有4种,因为丁基(-C4H9)有4中碳链异构:-CH2CH2CH2CH3、CH3-CH-CH2-CH3、CH3-CH-CH2-、 CH3
CH3 CH-C-。
CH3
(2) 官能团异构(类别异构)
含碳原子数相同的醛、酮和烯醇互为同分异构体。 如C3H6O:属于醛有CH3CH2CHO;属于酮有CH3-C-CH3;属于烯醇有CH2=CH-CH2OH。 O
2、酮 O
(1)酮是两个烃基与羰基(-C-)碳原子相连而成的化合物。
O O
(3) 酮的通式为R-C-R,,其官能团为羰基(-C-)。分子式相同的醛、酮、烯醇互为同分异构体。
O
(3)丙酮(CH3-C-CH3)是组成最简单的酮,是有特殊气味的无色液体,沸点为56.2℃,能与水任意比例互溶,并能溶解多种有机物。
(4)丙酮的分子中没有醛基,因此不能发生银镜反应,但由于含有碳氧双键,酮类化合物能发生加成反应,能被用作有机合成的原料等。
拓展应用
拓展一:醛基与醛的关系及其性质与检验
1、醛基的性质与检验
(1) 性质
醛基可被氧化剂氧化为羧基,也可被H2还原为醇羟基,因此醛基既有还原性,又有氧化性:
-CH2OH-CHO-COOH
(2) 检验
①和银氨溶液发生银镜反应的注意事项:
a.试管洗涤要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗净;
b.银氨溶液要现用现配,配制时一定是向AgNO3溶液中逐滴加入2%的稀氨水,滴加顺序不能颠倒;
c.混合溶液的温度不能太高,受热要均匀,以温水浴加热为宜;在加热过程中,试管不能振荡;
d.实验后附着银镜的试管可用稀硝酸浸泡,再用水洗除去。
②和新制Cu(OH)2反应实验的注意事项:
a.Cu(OH)2要新制;
b.制备Cu(OH)2是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液,应保持碱过量;
c.反应条件必须是加热煮沸,但时间不易过久,过久将出现黑色沉淀,原因是受热分解为CuO。
拓展二:使Br2的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液褪色的有机物
试剂
官能团
C=C键
C≡C键
苯的同系物
醇
酚
醛
能否褪色
原因
能否褪色
原因
能否褪色
原因
能否褪色
原因
能否褪色
原因
能否褪色
原因
Br2的CCl4溶液
能
加成反应
能
加成反应
不能
不能
能
取代反应
能
氧化反应
KMnO4酸性溶液
能
氧化反应
能
氧化反应
能
氧化反应
能
氧化反应
能
氧化反应
能
氧化反应
注意:直馏汽油、苯、CCl4、己烷等分别与溴水混合,则能通过萃取使溴水中的溴进入非极性有机溶剂,使溴水褪色,属于物理变化。
选修3 第五章第二节 (
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) 高分子材料
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