内容正文:
3.3 醛 酮
题型01 乙醛的结构与性质
题型02 醛类的结构与性质
题型03 醛的相关计算
题型04 醛基的检验
题型05 酮类的结构与性质
题型06 有关醛的合成与推断
题型01 乙醛的结构与性质
1.醛的概念及结构特点
(1)定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为,简写为-CHO
(2)通式:饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO
【微点拨】①醛的官能团只能连在碳链的顶端
②醛基只能写成-CHO或,不能写成-COH
2.乙醛的分子组成与结构
分子式
电子式
结构式
结构简式
比例模型
空间充填模型
官能团
3.乙醛的物理性质:乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,易燃烧,能和水、乙醇等互溶
【微点拨】①由于乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火
②醛类一般有毒,溅在皮肤上用酒精洗去
4.乙醛的化学性质
(1)加成反应
①催化加氢(又称为还原反应):乙醛蒸气和氢气的混合气通过热的镍催化剂,乙醛与氢气即发生催化加氢反应,得到乙醇
(还原反应)
②与HCN加成
a.化学方程式:
b.反应机理:
醛基与极性分子加成时,基团连接方法: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(如图所示),从而使醛基具有较强的极性。醛基与极性分子加成时,极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上
c.2-羟基丙腈(α-羟基腈)可以转化多种化合物
,
③与格氏试剂的加成反应
格氏试剂
RMgX (X表示卤素原子),用RX与金属Mg制取。是有机合成中常用的一种试剂,起到增长碳链的作用
方程式
反应机理
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得到醇。即:
④羟醛缩合:含有α-H的醛在稀碱(10% NaOH)的作用下对碳氧双键进行加成生成β-羟基醛;生成的β-羟基醛在加热条件下再发生消去反应而脱去水
化学方程式:
反应机理:
(2)氧化反应
①与银氨溶液的反应(银镜反应):常用来定性或定量检验醛基及醛基的个数
实验步骤
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
实验操作
实验现象
向A中滴加氨水,现象为先产生白色沉淀,继续滴加氨水沉淀溶解,溶液变澄清,加入乙醛,水浴加热一段时间后,现象为试管内壁出现一层光亮的银镜
实验结论
化合态的银被还原,乙醛被氧化,乙醛(醛基:-CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂(银氨溶液)氧化
有关反应的化学方程式
A中:
C中:
注意事项
a.乙醛与银氨溶液的反应又叫做银镜反应,常用来检验醛基
b.银氨溶液的配制方法:将2%稀氨水逐滴加到2%稀硝酸银溶液中,至产生的沉淀恰好溶解为止,溶液呈碱性。配制银氨溶液时,氨水不能过量
c.银氨溶液随用随配,不可久置,否则会生成物(AgN3)的易爆炸物
d.银镜反应要在碱性条件下进行,且需水浴加热,不可用酒精灯直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银,而不能在试管内壁形成光亮的银镜
e.向银氨溶液中滴加几滴乙醛溶液,乙醛用量不宜太大
f.制备银镜时,试管内壁必须洁净,先用热碱洗涤,再用蒸馏水冲洗。有时银镜反应生成黑色颗粒而无银镜是由于试管壁不洁净的原因
g.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
h.银镜反应常用来检验醛基的存在。工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆(生产上常用含有醛基的葡萄糖作为还原剂)
②乙醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 (该试剂称为“斐林试剂”)
实验步骤
在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴 5%CuSO4溶液,得到新制Cu(OH)2,振荡后加入0.5 mL 乙醛溶液,加热。观察实验现象
实验操作
实验现象
A中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,C中溶液有红色沉淀产生
实验结论
在加热的条件下,乙醛与新制氢氧化铜发生化学反应,乙醛(醛基:-CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂[Cu(OH)2]氧化
有关反应的化学方程式
A中:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
C中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
注意事项
a.实验中使用的Cu(OH)2必须是新制的:取10% NaOH溶液2 mL,逐滴加入5滴5%CuSO4溶液。制取Cu(OH)2时,NaOH溶液一定要过量,保证所得液体呈碱性
b.加入乙醛溶液后,直接加热至煮沸,但加热煮沸时间不能过久,否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀
c.该反应必须是碱性环境,以保证悬浊液为Cu(OH)2,不能用久置的Cu(OH)2,是因为新制的Cu(OH)2悬浊液是絮状沉淀,增大了与乙醛分子的接触面积,容易反应
d.实验完毕后生成的Cu2O用稀盐酸洗去。Cu2O+2HCl===Cu+CuCl2+H2O
e.乙醛与新制氢氧化铜的反应,用于在实验室里检验醛基的存在,在医疗上检测尿糖
③可燃性
乙醛燃烧的化学方程式:2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
④催化氧化:乙醛在一定温度和催化剂作用下,能被氧气氧化为乙酸
乙醛催化氧化的化学方程式:
⑤乙醛也能被强氧化剂(酸性高锰酸钾溶液、溴水)氧化成乙酸:CH3CHOCH3COOH
使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物(注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色)
官能团
试剂
碳碳双键
碳碳三键
苯的同系物
醇
酚
醛
溴水
酸性KMnO4溶液
【典例1】.(24-25高二下·天津河西·期末)下列化合物中,常温下难溶于水,且密度大于水的是
A.乙炔 B.甲苯 C.乙醛 D.1,2−二溴乙烷
【变式1-1】.(23-24高二下·天津东丽·期末)下列表示正确的是
A.乙醛的结构简式:CH3COH B.乙炔的结构简式:CH≡CH
C.氯离子的结构示意图: D.乙烯的比例模型:
【变式1-2】.(21-22高二下·天津武清·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,个分子所占的体积约为22.4L
B.1mol 中含有的碳碳双键数为
C.2.8g聚乙烯中含有的碳原子数为
D.标准状况下,44g乙醛含有键的数目为
【变式1-3】(24-25高三上·天津蓟州·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.AgNO3溶液中加入过量的氨水:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH
B.酸性条件下KIO3溶液与KI溶液发生反应生成I2:IO+5I-+3H2O=I2+6OH-
C.NH4HSO3溶液与足量的NaOH溶液混合加热:NH+HSO+2OH-NH3↑+SO+2H2O
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:2MnO+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
题型02 醛类的结构与性质
1.醛的概念及通式
(1)定义:由烃基(或氢原子)与 相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为 ,碳原子采用 杂化,与其他原子形成 个σ键和 个π键,所连接原子在 平面内。
(2)通式:饱和一元醛的通式为 或 。
2.醛的分类
3.常见醛类及物理性质
(1)甲醛是最简单的醛。甲醛又叫 ,是一种无色、有 气味的气体,易溶于水。甲醛的用途非常广泛,它是一种重要的化工原料,能合成多种有机化合物;它的水溶液(又称 )具有杀菌、防腐性能,可用于 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。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。
4.醛的化学性质
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
①O2:2CH3CHO+O2
②弱氧化剂:
新制Cu(OH)2悬浊液:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH 。
银氨溶液:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH 。
③其他强氧化剂:如KMnO4(H+)、溴水,使KMnO4(H+)、溴水褪色。
(2)醛的还原反应(催化加氢):+H2。
(3)醛与具有极性键共价分子的羰基加成反应:。
【易错警示】
(1)银镜反应: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醛用量不宜太多,一般加3滴;⑤银镜可用稀HNO3洗涤。
(2)与新制的Cu(OH)2反应:① Cu(OH)2要随用随配,不可久置;②配制Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量;③反应液用酒精灯直接加热。
【典例2】..(2025·天津和平·一模)类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A.是非极性分子,则是非极性分子
B.乙醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙酸,则乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸
C.通入中生成和,则通入中生成和
D.根据反应,推理也可发生
【变式2-1】..(23-24高二下·天津·阶段练习)由有机物E()转化为()的一条合成路线为(G为相对分子质量为118的烃),下列说法不正确的是
A.第①、④步反应类型分别为还原反应、消去反应
B.G的分子式为
C.F能发生催化氧化生成醛
D.E能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但褪色原理不同
【变式2-2】.(25-26高三上·天津北辰·月考)下列实验目的、方案设计和现象、结论都正确的是
选项
实验目的
方案设计和现象
结论
A
检验某有机物(如图)中含有醛基
取少量待检液于试管中,滴加酸性溶液,紫红色褪去
该有机物中含有醛基
B
判断某卤代烃中的卤素
取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 m 20%KOH水溶液,加热,再滴加溶液,产生白色沉淀
该卤代烃中含有氯元素
C
比较与结合质子能力强弱
将等物质的量浓度、等体积的溶液与溶液混合,产生白色沉淀
结合质子能力:
D
比较、和的氧化性
向酸性溶液中滴入溶液,紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生
氧化性:
A.A B.B C.C D.D
【变式2-3】(24-25高二下·天津和平·期末)下列关于的化学性质的判断不正确的是
A.无顺反异构
B.能被银氨溶液氧化和能使酸性溶液褪色
C.1mol该物质能与1mol HBr发生加成反应
D.1mol该物质只能与1mol 发生加成反应
题型03 醛的相关计算
1.一元醛RCHO(R为烃基)发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时量的关系
2.甲醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时量的关系
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反应时,可存在如下量的关系:
1 mol HCHO~ mol Ag
1 mol HCHO~ mol Cu(OH)2~ mol Cu2O
3.二元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时量的关系
1 mol二元醛~ mol Ag
1 mol二元醛~ mol Cu(OH)2~ mol Cu2O
【易错警示】
仅关注醛基数量,烷基不参与银镜、斐林反应的定量计算
不饱和醛(含C=C)被O2氧化时,C=C 会额外消耗O2(1mol C=C 消耗1mol O2)
【典例3】..(25高二下·天津·期末)下列说法正确的是
A.CH3CHClCH3与足量氢氧化钠乙醇溶液共热,生成丙醇
B.1 mol 可消耗2 mol NaOH
C.0.1 mol HCHO 与足量银氨溶液反应,析出0.4 mol Ag
D.与氢氧化钠溶液共热水解产物是和乙酸
【变式3-1】..(2026·云南楚雄·模拟预测)九里香酮是中药九里香在三九胃泰方剂中的主要药效物质之一,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.九里香酮分子中含有1个手性碳原子
B.1 mol九里香酮与足量NaOH溶液反应,最多消耗1 mol NaOH
C.九里香酮能使酸性溶液和溴水褪色
D.九里香酮能发生水解、氧化、消去等反应
【变式3-2】.(24-25高二下·河北衡水·期末)关于卤代烃的下列说法正确的是
A.沸点:氯乙烷>1-氯丁烷
B.液态时密度:1-氯丙烷>1-氯戊烷
C.卤代烃微溶于水,可用作有机溶剂
D.所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
【变式3-3】.(2026·湖南长沙·二模)中国工程院院士、天津中医药大学校长张伯礼表示:连花清瘟胶囊对于治疗轻型和普通型的新冠肺炎有确切的疗效。其有效成分绿原酸的结构简式如下图。下列有关绿原酸的说法不正确的是
A.绿原酸的分子式为
B.绿原酸最多与反应
C.1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子
D.绿原酸分子能与丁二烯加热条件下进行反应得到含三个六元环的加成产物
题型04 醛基的检验
1.与银氨溶液发生银镜反应。
(1)试管内壁必须洁净。
(2)必须水浴加热(60~70 ℃),不可用酒精灯直接加热。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,以免发生危险且须在碱性条件下进行。
(4)配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质。
(5)乙醛用量不宜太多。
(6)实验后的银镜可先用硝酸浸泡,再用水洗而除去。
2.与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀。
(1)所用的Cu(OH)2必须是新制的,而且制备时,NaOH溶液必须明显过量。
(2)加热时必须将混合液加热至沸腾,才能看到明显的砖红色沉淀。
(3)加热煮沸时间不能过长,防止Cu(OH)2受热分解成黑色的CuO。
3.在对有机物官能团进行检验时,要注意官能团检验的先后顺序。如醛类物质能被溴水或酸性KMnO4溶液氧化而使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,若某有机物中既含有碳碳双键又含有醛基,应先用银氨溶液或新制的Cu(OH)2检验醛基的存在,并除去醛基,然后将溶液酸化后,再加溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键的存在。
【典例4】.(24-25高二下·天津·期中)9g某饱和一元醛与银氨溶液完全作用生成27g金属,则该醛是
A.甲醛 B.乙醛 C.丙醛 D.丁醛
【变式4-1】..(24-25高二下·天津滨海新区·期中)某有机物的结构简式为,它不能发生的反应的是
A.加成反应 B.加聚反应 C.氧化反应 D.银镜反应
【变式4-2】(2025·北京海淀·一模)向2%的溶液中滴加稀氨水,可得到银氨溶液。银氨溶液可用于检验葡萄糖中的醛基。下列说法正确的是
A.滴加稀氨水时,有沉淀的生成与溶解 B.为加快银镜的出现,应加热并不断振荡
C.银镜的出现说明醛基具有氧化性 D.反应后,可用氨水洗去银镜
【变式4-3】(23-24高二下·辽宁·期中)利用银氨溶液可以鉴别醛基,下列说法正确的是
A.实验室制备银氨溶液时的操作如图所示
B.银氨溶液与乙醛反应时,当乙醛得到0.2mol电子时,生成21.6g Ag
C.向某有机物中滴加新制的银氨溶液并水浴加热,观察到银镜现象,说明该有机物属于醛类
D.水浴加热条件下,甲醛与足量银氨溶液发生的反应为
题型05 酮类的结构与性质
1.酮的结构
(1) 与两个烃基相连的化合物,酮的结构简式可表示为;官能团:,名称为 或 。
(2)饱和一元酮的组成通式为 ,与同碳原子数的 、烯醇、烯醚等互为同分异构体。
2.酮的化学性质
(1)不能发生 反应, 被新制Cu(OH)2氧化。
(2)能发生 反应
3.丙酮
丙酮是最简单的酮,是 的液体,沸点56.2℃, 挥发,可与 、乙醇等互溶,是重要的有机溶剂和化工原料。
4.醛基与酮羰基的区别
(1)醛基 被酸性KMnO4溶液、溴水、氧气、新制氢氧化铜悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
(2)酮羰基 被酸性KMnO4溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
【归纳总结】
醛和酮的区别与联系
官能团
官能团位置
结构通式
区
别
醛
醛基:
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
(R为烃基或氢原子)
酮
羰基:
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
(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
【典例5】..(24-25高二下·天津滨海新·期中)不能由醛或酮加氢还原制得的醇是
A. B. C. D.
【变式5-1】..(24-25高二下·天津·期中)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是
A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B.该物质所有原子可能共平面
C.1mol该物质与溴水反应, 最多消耗2molBr2
D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
【变式5-2】.(24-25高二下·天津·阶段练习)有机物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质性质的不同,下列各项事实不能说明上述观点的是
A.同一个温度下,乙酸的酸性小于氯乙酸(CH2ClCOOH)
B.氯乙烯能发生加聚反应,而乙烷不能
C.苯酚能使浓溴水反应生成沉淀,而苯不能
D.丙酮分子中的氢原子比乙烷分子的氢原子更容易被卤素原子取代
【变式5-3】.(2026·天津河东·二模)某有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.所有碳原子都有可能共平面
B.此有机物存在顺反异构体
C.l mol此有机物最多能与2 mol Br2发生反应
D.能发生还原反应和取代反应
题型06 有关醛的合成与推断
1.醛、酮在有机物转化中的桥梁作用
2.醛类的某些信息在有机合成与推断中的重要作用
除教材中介绍的醛的氧化反应和还原反应外,下面的反应也经常在高考试题中出现,要注意研究和重视。
(1)醛分子间的加成反应
上述反应可增长碳链,在有机合成中应用比较广泛。
(2)αH的取代反应
上述反应可引入碳卤键(或卤素原子),进而引入羟基或碳碳双键,可实现官能团的转换。
(3)醛的歧化反应
上述反应可由醛直接生成醇和羧酸,实现芳香族化合物间的转化。
【典例6】.(25-26高三上·天津·期中)桂皮中含有肉桂醛(),是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。
(1)肉桂醛分子中共平面的原子最多有______个,碳原子的杂化方式为______。
(2)肉桂醛中官能团的名称为______。
(3)某同学为检验肉桂醛中含有的官能团,做如下实验:
步骤
操作
1
向试管中加入10%的氢氧化钠溶液2mL,边振荡边滴入2%的硫酸铜溶液4-6滴;
2
向试管中再加入少量肉桂醛,加热充分反应,出现砖红色沉淀;
3
溶液褪色。
①写出步骤2中的化学方程式______
②步骤3中空白处的基本操作是:稀硫酸酸化,______。
(4)肉桂醛有多种同分异构体,写出符合下列条件的同分异构体的结构简式______。
①遇FeCl3溶液呈现紫色
②核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3
(5)是工业合成肉桂醛的主要原料,工业合成的路线如下:
①步骤Ⅰ的反应类型为______,物质的结构简式为______。步骤Ⅱ中的一定条件指的是______。
②流程中设计Ⅰ、Ⅱ两步的目的是______。
【变式6-1】.(25-26高三上·天津西青·月考)请根据题意回答以下问题。
(1)画出基态离子的价电子排布图___________,其电子占据的最高能层的符号为___________。
(2)基态和较为稳定的是___________,原因是___________。
(3)基态O原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。
(4)基态Cu元素焰色试验产生的绿光是一种___________(填“吸收”或“发射”)光谱。
(5)Ti原子结构示意图为___________。
(6)1,4-二溴丁烷的消去反应方程式为___________。
(7)苯甲醛的银镜反应方程式为___________。
(8)的名称为___________。
【变式6-2】(24-25高二下·天津滨海新·期中)回答下列问题:
(1)写出发生水解反应的化学方程式______。
(2)写出苯甲醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式______。
(3)写出2-丙醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应的化学方程式______。
(4)写出2-羟基丙酸发生酯化反应生成六元环状化合物的化学方程式______。
(5)写出苯甲酸苯酚酯与氢氧化钠溶液反应的化学方程式______。
(6)卤代烃能发生水解反应,不能发生消去反应,该物质的结构简式为______。
(7)二烯烃与烯烃作用生成六元环状化合物的反应常用于有机合成,其反应方程式可示为:。如果要用这一反应方式合成,则所用原料的结构简式是______与______。
【变式6-3】(24-25高二下·天津·期末)填写下列空白:
(1)写出 的分子式 ___________。
(2)用系统命名为___________。
(3)与H₂加成生成的炔烃的结构简式___________。
(4)写出检验酚羟基的两种方法:
①___________。
②___________。
(5)苯甲醛与HCN反应的方程式___________。
(6)如何检验1—溴丙烷中的溴原子,写出所需试剂为___________。
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3.3 醛 酮
题型01 乙醛的结构与性质
题型02 醛类的结构与性质
题型03 醛的相关计算
题型04 醛基的检验
题型05 酮类的结构与性质
题型06 有关醛的合成与推断
题型01 乙醛的结构与性质
1.醛的概念及结构特点
(1)定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为,简写为-CHO
(2)通式:饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO
【微点拨】①醛的官能团只能连在碳链的顶端
②醛基只能写成-CHO或,不能写成-COH
2.乙醛的分子组成与结构
分子式
电子式
结构式
结构简式
比例模型
空间充填模型
官能团
C2H4O
CH3CHO或
-CHO或
3.乙醛的物理性质:乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,易燃烧,能和水、乙醇等互溶
【微点拨】①由于乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火
②醛类一般有毒,溅在皮肤上用酒精洗去
4.乙醛的化学性质
(1)加成反应
①催化加氢(又称为还原反应):乙醛蒸气和氢气的混合气通过热的镍催化剂,乙醛与氢气即发生催化加氢反应,得到乙醇
(还原反应)
②与HCN加成
a.化学方程式:
b.反应机理:
醛基与极性分子加成时,基团连接方法: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(如图所示),从而使醛基具有较强的极性。醛基与极性分子加成时,极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上
c.2-羟基丙腈(α-羟基腈)可以转化多种化合物
,
③与格氏试剂的加成反应
格氏试剂
RMgX (X表示卤素原子),用RX与金属Mg制取。是有机合成中常用的一种试剂,起到增长碳链的作用
方程式
反应机理
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得到醇。即:
④羟醛缩合:含有α-H的醛在稀碱(10% NaOH)的作用下对碳氧双键进行加成生成β-羟基醛;生成的β-羟基醛在加热条件下再发生消去反应而脱去水
化学方程式:
反应机理:
(2)氧化反应
①与银氨溶液的反应(银镜反应):常用来定性或定量检验醛基及醛基的个数
实验步骤
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
实验操作
实验现象
向A中滴加氨水,现象为先产生白色沉淀,继续滴加氨水沉淀溶解,溶液变澄清,加入乙醛,水浴加热一段时间后,现象为试管内壁出现一层光亮的银镜
实验结论
化合态的银被还原,乙醛被氧化,乙醛(醛基:-CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂(银氨溶液)氧化
有关反应的化学方程式
A中:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
C中:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
注意事项
a.乙醛与银氨溶液的反应又叫做银镜反应,常用来检验醛基
b.银氨溶液的配制方法:将2%稀氨水逐滴加到2%稀硝酸银溶液中,至产生的沉淀恰好溶解为止,溶液呈碱性。配制银氨溶液时,氨水不能过量
c.银氨溶液随用随配,不可久置,否则会生成物(AgN3)的易爆炸物
d.银镜反应要在碱性条件下进行,且需水浴加热,不可用酒精灯直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银,而不能在试管内壁形成光亮的银镜
e.向银氨溶液中滴加几滴乙醛溶液,乙醛用量不宜太大
f.制备银镜时,试管内壁必须洁净,先用热碱洗涤,再用蒸馏水冲洗。有时银镜反应生成黑色颗粒而无银镜是由于试管壁不洁净的原因
g.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
h.银镜反应常用来检验醛基的存在。工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆(生产上常用含有醛基的葡萄糖作为还原剂)
②乙醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 (该试剂称为“斐林试剂”)
实验步骤
在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴 5%CuSO4溶液,得到新制Cu(OH)2,振荡后加入0.5 mL 乙醛溶液,加热。观察实验现象
实验操作
实验现象
A中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,C中溶液有红色沉淀产生
实验结论
在加热的条件下,乙醛与新制氢氧化铜发生化学反应,乙醛(醛基:-CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂[Cu(OH)2]氧化
有关反应的化学方程式
A中:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
C中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
注意事项
a.实验中使用的Cu(OH)2必须是新制的:取10% NaOH溶液2 mL,逐滴加入5滴5%CuSO4溶液。制取Cu(OH)2时,NaOH溶液一定要过量,保证所得液体呈碱性
b.加入乙醛溶液后,直接加热至煮沸,但加热煮沸时间不能过久,否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀
c.该反应必须是碱性环境,以保证悬浊液为Cu(OH)2,不能用久置的Cu(OH)2,是因为新制的Cu(OH)2悬浊液是絮状沉淀,增大了与乙醛分子的接触面积,容易反应
d.实验完毕后生成的Cu2O用稀盐酸洗去。Cu2O+2HCl===Cu+CuCl2+H2O
e.乙醛与新制氢氧化铜的反应,用于在实验室里检验醛基的存在,在医疗上检测尿糖
③可燃性
乙醛燃烧的化学方程式:2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
④催化氧化:乙醛在一定温度和催化剂作用下,能被氧气氧化为乙酸
乙醛催化氧化的化学方程式:
⑤乙醛也能被强氧化剂(酸性高锰酸钾溶液、溴水)氧化成乙酸:CH3CHOCH3COOH
使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物(注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色)
官能团
试剂
碳碳双键
碳碳三键
苯的同系物
醇
酚
醛
溴水
√
√
×
×
√
√
酸性KMnO4溶液
√
√
√
√
√
√
【典例1】.(24-25高二下·天津河西·期末)下列化合物中,常温下难溶于水,且密度大于水的是
A.乙炔 B.甲苯 C.乙醛 D.1,2−二溴乙烷
【答案】D
【详解】A.乙炔难溶于水,密度比空气小,故A不符合题意;
B.甲苯难溶于水,密度比水小,故B不符合题意;
C.乙醛易溶于水,故C不符合题意;
D.1,2−二溴乙烷难溶于水,且密度大于水,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
【变式1-1】.(23-24高二下·天津东丽·期末)下列表示正确的是
A.乙醛的结构简式:CH3COH B.乙炔的结构简式:CH≡CH
C.氯离子的结构示意图: D.乙烯的比例模型:
【答案】B
【详解】A.乙醛的分子式为C2H4O,结构简式为CH3CHO,故A错误;
B.乙炔的分子式为C2H2,结构简式为CH≡CH,故B正确;
C.氯离子的核电荷数为17,核外有3个电子层,最外层电子数为8,离子的结构示意图为,故C错误;
D.乙烯的结构简式为CH2=CH2,比例模型为,故D错误;
故选B。
【变式1-2】.(21-22高二下·天津武清·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,个分子所占的体积约为22.4L
B.1mol 中含有的碳碳双键数为
C.2.8g聚乙烯中含有的碳原子数为
D.标准状况下,44g乙醛含有键的数目为
【答案】C
【详解】A.标准状况下甲醇不是气态,NA个CH3OH分子所占的体积不是22.4L,A错误;
B.苯环中没有碳碳双键,因此1mol 中含有的碳碳双键数为NA,B错误;
C.聚乙烯的最简式为CH2,CH2的物质的量为=0.2mol,所以碳原子数目为0.2NA,C正确;
D.标准状况下,44g乙醛的物质的量是=1mol,单键都是σ键,双键中含有1个σ键1个π键,故含有σ键的数目为6NA,D错误;
故选C。
【变式1-3】(24-25高三上·天津蓟州·期中)下列离子方程式书写正确的是
A.AgNO3溶液中加入过量的氨水:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH
B.酸性条件下KIO3溶液与KI溶液发生反应生成I2:IO+5I-+3H2O=I2+6OH-
C.NH4HSO3溶液与足量的NaOH溶液混合加热:NH+HSO+2OH-NH3↑+SO+2H2O
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:2MnO+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
【答案】C
【详解】A.AgNO3溶液中加入少量的氨水,发生反应:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH;加过量的氨水,先生成AgOH沉淀,后沉淀溶解生成[Ag(NH3)2]+:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH、AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O+OH-,A项错误;
B.酸性条件下,不会生成OH-。KIO3溶液与KI溶液发生反应生成I2的离子方程式为:IO+5I-+6H+=3I2+3H2O,B项错误;
C.NH4HSO3溶液与足量的NaOH溶液混合加热,足量的NaOH电离出的OH-,与NH和HSO分别反应,生成NH3和SO,题给离子方程式符合客观事实,化学式书写正确,原子和电荷都守恒,C项正确;
D. 浓盐酸具有还原性,能与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,不能用来酸化高锰酸钾溶液,D项错误;
答案为C。
题型02 醛类的结构与性质
1.醛的概念及通式
(1)定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为—CHO,碳原子采用sp2杂化,与其他原子形成3个σ键和1个π键,所连接原子在同一平面内。
(2)通式:饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO(n≥0)。
2.醛的分类
3.常见醛类及物理性质
(1)甲醛是最简单的醛。甲醛又叫蚁醛,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。甲醛的用途非常广泛,它是一种重要的化工原料,能合成多种有机化合物;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。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。
4.醛的化学性质
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
①O2:2CH3CHO+O22CH3COOH
②弱氧化剂:
新制Cu(OH)2悬浊液:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
银氨溶液:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
③其他强氧化剂:如KMnO4(H+)、溴水,使KMnO4(H+)、溴水褪色。
(2)醛的还原反应(催化加氢):+H2。
(3)醛与具有极性键共价分子的羰基加成反应:。
【易错警示】
(1)银镜反应: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醛用量不宜太多,一般加3滴;⑤银镜可用稀HNO3洗涤。
(2)与新制的Cu(OH)2反应:① Cu(OH)2要随用随配,不可久置;②配制Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量;③反应液用酒精灯直接加热。
【典例2】..(2025·天津和平·一模)类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A.是非极性分子,则是非极性分子
B.乙醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙酸,则乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸
C.通入中生成和,则通入中生成和
D.根据反应,推理也可发生
【答案】D
【详解】A.是由非极性键构成的非极性分子,而分子呈V形结构,是由极性键构成的极性分子,A不正确;
B.乙醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙酸,而乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成的乙二酸仍具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液继续氧化成CO2等,B不正确;
C.通入中生成和,但Na2SO3具有还原性,能被O2氧化为Na2SO4,所以将通入中生成,C不正确;
D.反应是具有活性亚甲基的化合物在氨、胺等碱性物质的催化作用下,与醛酮发生醛醇型缩合,脱水而得到α、β-不饱和二羟羰基化合物或其相关化合物的反应,则由,可推理出也可发生,D正确;
故选D。
【变式2-1】..(23-24高二下·天津·阶段练习)由有机物E()转化为()的一条合成路线为(G为相对分子质量为118的烃),下列说法不正确的是
A.第①、④步反应类型分别为还原反应、消去反应
B.G的分子式为
C.F能发生催化氧化生成醛
D.E能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但褪色原理不同
【答案】D
【分析】
E与H2在一定条件下发生加成反应产生F:,F与浓硫酸混合加热发生消去反应产生G:,G与Br2发生加成反应产生H:,H与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应产生,然后根据问题分析解答。
【详解】A.第①步反应为E与H2在一定条件下发生加成反应产生F,物质与H2的加成反应为还原反应;第④步反应为H与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应,A正确;
B.根据G的结构简式可知G分子式为C9H10,B正确;
C.F分子中含有醇羟基,由于羟基连接的C原子上含有2个H原子,因此能发生催化氧化生成醛,C正确;
D.E分子中含有醛基,具有强的还原性,能够被溴水或酸性高锰酸钾溶液氧化而使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,二者褪色原理相同,D错误;
故选D。
【变式2-2】.(25-26高三上·天津北辰·月考)下列实验目的、方案设计和现象、结论都正确的是
选项
实验目的
方案设计和现象
结论
A
检验某有机物(如图)中含有醛基
取少量待检液于试管中,滴加酸性溶液,紫红色褪去
该有机物中含有醛基
B
判断某卤代烃中的卤素
取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 m 20%KOH水溶液,加热,再滴加溶液,产生白色沉淀
该卤代烃中含有氯元素
C
比较与结合质子能力强弱
将等物质的量浓度、等体积的溶液与溶液混合,产生白色沉淀
结合质子能力:
D
比较、和的氧化性
向酸性溶液中滴入溶液,紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气体产生
氧化性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.分子中碳碳双键也能和酸性高锰酸钾反应使得溶液褪色,A错误;
B.应先加过量硝酸中和反应后溶液中的碱,再加硝酸银溶液检验,B错误;
C.产生白色沉淀说明发生反应[Al(OH)4]-+HCO=Al(OH)3↓+ CO+H2O,[Al(OH)4]-结合了HCO中的质子,说明结合质子的能力[Al(OH)4]->CO,C正确;
D.酸性KMnO4溶液能将亚铁离子、氯离子分别氧化为铁离子和氯气,不能判断氯气和铁离子的氧化性强弱,D错误;
故选C。
【变式2-3】(24-25高二下·天津和平·期末)下列关于的化学性质的判断不正确的是
A.无顺反异构
B.能被银氨溶液氧化和能使酸性溶液褪色
C.1mol该物质能与1mol HBr发生加成反应
D.1mol该物质只能与1mol 发生加成反应
【答案】D
【详解】A.该分子中双键的两个碳分别为CH2和CH-CH2-CHO,其中左侧碳连有两个相同的H原子,不满足顺反异构的条件,无顺反异构,A正确;
B.醛基(-CHO)可被银氨溶液氧化,双键(C=C)和醛基均能被酸性KMnO4氧化,B正确;
C.双键与HBr发生加成反应,1mol该物质消耗1mol HBr,C正确;
D.双键和醛基均可与H2加成,1mol该物质需消耗2mol H2,D错误;
故选D。
题型03 醛的相关计算
1.一元醛RCHO(R为烃基)发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时量的关系
2.甲醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时量的关系
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
3.二元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时量的关系
1 mol二元醛~4 mol Ag
1 mol二元醛~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O
【易错警示】
仅关注醛基数量,烷基不参与银镜、斐林反应的定量计算
不饱和醛(含C=C)被O2氧化时,C=C 会额外消耗O2(1mol C=C 消耗1mol O2)
【典例3】..(25高二下·天津·期末)下列说法正确的是
A.CH3CHClCH3与足量氢氧化钠乙醇溶液共热,生成丙醇
B.1 mol 可消耗2 mol NaOH
C.0.1 mol HCHO 与足量银氨溶液反应,析出0.4 mol Ag
D.与氢氧化钠溶液共热水解产物是和乙酸
【答案】C
【详解】A. CH3CHClCH3与足量氢氧化钠乙醇溶液共热,发生消去反应,生成丙烯,A错误;
B. 中含醇羟基和羧基,羧基能与氢氧化钠反应,故1 mol 该有机物可消耗1 mol NaOH,B错误;
C. 1个甲醛分子内含2个醛基,则0.1 mol HCHO 与足量银氨溶液反应,析出0.4 mol Ag,C正确;
D. 含酚羟基、醇羟基、酚酯基,和足量氢氧化钠溶液共热时,酚羟基和酚酯基都被消耗了,所得产物为乙酸钠和 ,D错误;
答案选C。
【变式3-1】..(2026·云南楚雄·模拟预测)九里香酮是中药九里香在三九胃泰方剂中的主要药效物质之一,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.九里香酮分子中含有1个手性碳原子
B.1 mol九里香酮与足量NaOH溶液反应,最多消耗1 mol NaOH
C.九里香酮能使酸性溶液和溴水褪色
D.九里香酮能发生水解、氧化、消去等反应
【答案】C
【详解】A.九里香酮分子中没有手性碳原子,A错误;
B.1 mol九里香酮中的酯基属于酚酯,1 mol该物质与足量NaOH溶液反应时,酯基水解消耗1 mol NaOH,水解生成的酚羟基又消耗1 mol NaOH,故最多消耗2 mol NaOH,B错误;
C.九里香酮含有碳碳双键,能使酸性溶液和溴水褪色,C正确;
D.九里香酮能发生水解、氧化等反应,不含醇羟基和碳卤键不能发生消去反应,D错误;
故选C。
【变式3-2】.(24-25高二下·河北衡水·期末)关于卤代烃的下列说法正确的是
A.沸点:氯乙烷>1-氯丁烷
B.液态时密度:1-氯丙烷>1-氯戊烷
C.卤代烃微溶于水,可用作有机溶剂
D.所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
【答案】B
【详解】A.氯代烃的沸点随碳链增长而升高,氯乙烷的碳链比1-氯丁烷短,因此沸点更低,A错误;
B.液态卤代烃的密度随碳链增长而降低,1-氯丙烷的碳链比1-氯戊烷短,密度更大,B正确;
C.卤代烃难溶于水,但能溶解有机物,可用作有机溶剂,C错误;
D.消去反应需邻位氢,如氯甲烷无邻位氢无法消去,因此并非所有卤代烃均可发生消去反应,D错误;
故选B。
【变式3-3】.(2026·湖南长沙·二模)中国工程院院士、天津中医药大学校长张伯礼表示:连花清瘟胶囊对于治疗轻型和普通型的新冠肺炎有确切的疗效。其有效成分绿原酸的结构简式如下图。下列有关绿原酸的说法不正确的是
A.绿原酸的分子式为
B.绿原酸最多与反应
C.1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子
D.绿原酸分子能与丁二烯加热条件下进行反应得到含三个六元环的加成产物
【答案】A
【详解】A.绿原酸的结构中含16个C、18个H、9个O,分子式应为C16H18O9,A错误;
B.绿原酸含1个羧基(-COOH)、2个酚羟基(苯环-OH)、1个醇酯基(-COO-)。羧基与NaOH 1:1反应,酚羟基1:1反应,酯基水解生成羧基(1:1反应),共1+2+1=4mol NaOH,B正确;
C.分子中六元环(奎宁酸部分)的1、3、4、5号碳为手性碳(各连4个不同基团),共4个,C正确;
D.结构中含-CH=CH-(连吸电子基团)为亲双烯体,与1,3-丁二烯(双烯体)发生D-A反应生成新六元环,原有2个六元环(环己烷、苯环),共3个六元环,D正确;
故选A。
题型04 醛基的检验
1.与银氨溶液发生银镜反应。
(1)试管内壁必须洁净。
(2)必须水浴加热(60~70 ℃),不可用酒精灯直接加热。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,以免发生危险且须在碱性条件下进行。
(4)配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质。
(5)乙醛用量不宜太多。
(6)实验后的银镜可先用硝酸浸泡,再用水洗而除去。
2.与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀。
(1)所用的Cu(OH)2必须是新制的,而且制备时,NaOH溶液必须明显过量。
(2)加热时必须将混合液加热至沸腾,才能看到明显的砖红色沉淀。
(3)加热煮沸时间不能过长,防止Cu(OH)2受热分解成黑色的CuO。
3.在对有机物官能团进行检验时,要注意官能团检验的先后顺序。如醛类物质能被溴水或酸性KMnO4溶液氧化而使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,若某有机物中既含有碳碳双键又含有醛基,应先用银氨溶液或新制的Cu(OH)2检验醛基的存在,并除去醛基,然后将溶液酸化后,再加溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键的存在。
【典例4】.(24-25高二下·天津·期中)9g某饱和一元醛与银氨溶液完全作用生成27g金属,则该醛是
A.甲醛 B.乙醛 C.丙醛 D.丁醛
【答案】D
【详解】生成的银的物质的量为:;若是甲醛,9g甲醛的物质的量为,可生成m(Ag)=0.3mol×4×108g/mol=129.6g,显然该醛不是甲醛;醛基与银氨溶液反应的关系式为:-CHO~2Ag,9g该饱和一元脂肪醛中含有的醛基的物质的量为:0.125mol,该醛的摩尔质量为:=72g/mol,饱和一元醛的分子通式为CnH2nO,则14n+16=72,解得n=4,为丁醛;
故选:D。
【变式4-1】..(24-25高二下·天津滨海新区·期中)某有机物的结构简式为,它不能发生的反应的是
A.加成反应 B.加聚反应 C.氧化反应 D.银镜反应
【答案】D
【详解】中含有碳碳双键,可以发生加成反应、加聚反应和氧化反应,不含醛基,不能发生银镜反应,故选D。
【变式4-2】(2025·北京海淀·一模)向2%的溶液中滴加稀氨水,可得到银氨溶液。银氨溶液可用于检验葡萄糖中的醛基。下列说法正确的是
A.滴加稀氨水时,有沉淀的生成与溶解 B.为加快银镜的出现,应加热并不断振荡
C.银镜的出现说明醛基具有氧化性 D.反应后,可用氨水洗去银镜
【答案】A
【详解】A.向溶液中滴加稀氨水时,首先生成白色沉淀(迅速分解为,呈暗褐色),继续滴加氨水,沉淀溶解形成银氨络离子,该过程有沉淀的生成与溶解,A正确;
B.银镜反应需水浴加热,但需保持静置。振荡会破坏生成的银镜,导致无法形成均匀镀层,B错误;
C.银镜反应中,醛基被氧化为羧酸(或羧酸盐),被还原为,醛基体现还原性而非氧化性,C错误;
D.银镜为金属银,常温下不与氨水反应,清洗银镜通常需用硝酸等强酸,D错误;
故选A。
【变式4-3】(23-24高二下·辽宁·期中)利用银氨溶液可以鉴别醛基,下列说法正确的是
A.实验室制备银氨溶液时的操作如图所示
B.银氨溶液与乙醛反应时,当乙醛得到0.2mol电子时,生成21.6g Ag
C.向某有机物中滴加新制的银氨溶液并水浴加热,观察到银镜现象,说明该有机物属于醛类
D.水浴加热条件下,甲醛与足量银氨溶液发生的反应为
【答案】D
【详解】A.制备银氨溶液时,应向硝酸银溶液中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解,故A错误;
B.乙醛与银氨溶液反应方程式为,乙醛发生氧化反应,当乙醛失去0.2mol电子时,生成0.2molAg,即生成21.6g Ag,故B错误;
C.甲酸、甲酸酯等有机物也能和新制的银氨溶液发生银镜反应,故C错误;
D.甲醛与足量银氨溶液发生银镜反应,生成碳酸铵、水、氨气、银,所给方程式正确,故D正确;
故选D。
题型05 酮类的结构与性质
1.酮的结构
(1)羰基与两个烃基相连的化合物,酮的结构简式可表示为;官能团:,名称为酮羰基或羰基。
(2)饱和一元酮的组成通式为CnH2nO(n≥3),与同碳原子数的饱和一元醛、烯醇、烯醚等互为同分异构体。
2.酮的化学性质
(1)不能发生银镜反应,不能被新制Cu(OH)2氧化。
(2)能发生加成反应
3.丙酮
丙酮是最简单的酮,是无色透明的液体,沸点56.2℃,易挥发,可与水、乙醇等互溶,是重要的有机溶剂和化工原料。
4.醛基与酮羰基的区别
(1)醛基能被酸性KMnO4溶液、溴水、氧气、新制氢氧化铜悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
(2)酮羰基不能被酸性KMnO4溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
【归纳总结】
醛和酮的区别与联系
官能团
官能团位置
结构通式
区
别
醛
醛基:
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
(R为烃基或氢原子)
酮
羰基:
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
(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
【典例5】..(24-25高二下·天津滨海新·期中)不能由醛或酮加氢还原制得的醇是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
A.可由丙酮加成反应生成,故A不符合题意;
B.由丙醛加成反应生成,故B不符合题意;
C.由C(CH3)3CHO加成反应生成,故C不符合题意;
D.分子中,羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能够由醛或酮加氢还原制得,故D符合题意;
答案选D。
【变式5-1】..(24-25高二下·天津·期中)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是
A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B.该物质所有原子可能共平面
C.1mol该物质与溴水反应, 最多消耗2molBr2
D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
【答案】C
【详解】A.由结构简式可知该物质分子式为:C16H12O5,故A错误;
B.该物质中含有甲基,不可能所有原子共面,故B错误;
C.1mol该物质中含1mol酚羟基邻位氢,含1mol碳碳双键,最多消耗2mol Br2,故C正确;
D.汉黄芩素中含有的官能团有羟基、醚键、酮羰基、碳碳双键,该物质中的苯环、酮羰基、碳碳双键都能与H2发生加成反应,所得加成产物中含有的官能团为羟基、醚键,官能团的种类减少2种,故D错误;
故选:C。
【变式5-2】.(24-25高二下·天津·阶段练习)有机物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质性质的不同,下列各项事实不能说明上述观点的是
A.同一个温度下,乙酸的酸性小于氯乙酸(CH2ClCOOH)
B.氯乙烯能发生加聚反应,而乙烷不能
C.苯酚能使浓溴水反应生成沉淀,而苯不能
D.丙酮分子中的氢原子比乙烷分子的氢原子更容易被卤素原子取代
【答案】B
【详解】A.Cl为吸电子基,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH更强,即能说明题干观点,A不合题意;
B.氯乙烯能发生加成反应,而乙烷不能,是因为官能团不同,不是因为基团间的相互影响,即不能说明题干观点,B符合题意;
C.苯酚能使浓溴水反应生成沉淀是由于酚羟基邻对位上的H被取代而生成2,4,6-三溴苯酚,而苯不能,说明了羟基对苯环的影响,即能说明题干观点,C不合题意;
D.丙酮(CH3COCH3)分子中的氢原子比乙烷分子中氢原子更易被卤素原子取代,说明羰基对烃基中的氢原子产生了影响,即能说明题干观点,D不合题意;
故答案为:B。
【变式5-3】.(2026·天津河东·二模)某有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.所有碳原子都有可能共平面
B.此有机物存在顺反异构体
C.l mol此有机物最多能与2 mol Br2发生反应
D.能发生还原反应和取代反应
【答案】C
【详解】A.苯、碳碳双键和羰基是平面结构,故所有碳原子都有可能共平面,A正确;
B. 碳碳双键上,每个碳原子连有不同基团时存在顺反异构,则此有机物存在顺反异构体,B正确;
C. 酚可以和溴水发生取代反应、碳碳双键可以和溴发生加成反应,l mol此有机物最多能与3 mol Br2发生反应,C不正确;
D.含羰基、碳碳双键和苯环均可与氢气发生还原反应、含酚羟基可以发生取代反应,D正确;
答案选C。
题型06 有关醛的合成与推断
1.醛、酮在有机物转化中的桥梁作用
2.醛类的某些信息在有机合成与推断中的重要作用
除教材中介绍的醛的氧化反应和还原反应外,下面的反应也经常在高考试题中出现,要注意研究和重视。
(1)醛分子间的加成反应
上述反应可增长碳链,在有机合成中应用比较广泛。
(2)αH的取代反应
上述反应可引入碳卤键(或卤素原子),进而引入羟基或碳碳双键,可实现官能团的转换。
(3)醛的歧化反应
上述反应可由醛直接生成醇和羧酸,实现芳香族化合物间的转化。
【典例6】.(25-26高三上·天津·期中)桂皮中含有肉桂醛(),是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。
(1)肉桂醛分子中共平面的原子最多有______个,碳原子的杂化方式为______。
(2)肉桂醛中官能团的名称为______。
(3)某同学为检验肉桂醛中含有的官能团,做如下实验:
步骤
操作
1
向试管中加入10%的氢氧化钠溶液2mL,边振荡边滴入2%的硫酸铜溶液4-6滴;
2
向试管中再加入少量肉桂醛,加热充分反应,出现砖红色沉淀;
3
溶液褪色。
①写出步骤2中的化学方程式______
②步骤3中空白处的基本操作是:稀硫酸酸化,______。
(4)肉桂醛有多种同分异构体,写出符合下列条件的同分异构体的结构简式______。
①遇FeCl3溶液呈现紫色
②核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3
(5)是工业合成肉桂醛的主要原料,工业合成的路线如下:
①步骤Ⅰ的反应类型为______,物质的结构简式为______。步骤Ⅱ中的一定条件指的是______。
②流程中设计Ⅰ、Ⅱ两步的目的是______。
【答案】(1) 18
(2)醛基、碳碳双键
(3) 再滴加几滴溴水
(4)
(5) 加成反应 氢氧化钠、乙醇、加热 保护碳碳双键,防止氧化
【详解】(1)苯、乙烯、—CHO中所有原子共平面,单键可以旋转,该分子相当于乙烯分子中的2个氢原子被苯基、醛基取代,所以该分子中最多有18个原子共平面;肉桂醛中所有碳原子价层电子对数都是3,碳原子采用sp2杂化;
(2)肉桂醛中官能团的名称为醛基和碳碳双键;
(3)
可以用溴水检验碳碳双键;肉桂醛和新制氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应生成肉桂酸钠和Cu2O,反应方程式为,其检验方法为:向上清液中滴加溴水,如果溴水褪色,说明含有碳碳双键;
(4)
肉桂醛的同分异构体符合下列条件:①遇FeCl3溶液呈现紫色,说明含有酚羟基;②核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3,则含有1个甲基,结构对称,符合条件的同分异构体结构简式为;
(5)
步骤Ⅰ中碳碳双键与氯化氢发生加成反应,—CH2OH被催化氧化生成—CHO,所以X为,步骤Ⅱ是氯代烃的消去反应,其条件为氢氧化钠醇溶液,加热,碳碳双键能被氧化,所以该流程中设计Ⅰ、Ⅱ两步的目的是防止碳碳双键被氧化。
【变式6-1】.(25-26高三上·天津西青·月考)请根据题意回答以下问题。
(1)画出基态离子的价电子排布图___________,其电子占据的最高能层的符号为___________。
(2)基态和较为稳定的是___________,原因是___________。
(3)基态O原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。
(4)基态Cu元素焰色试验产生的绿光是一种___________(填“吸收”或“发射”)光谱。
(5)Ti原子结构示意图为___________。
(6)1,4-二溴丁烷的消去反应方程式为___________。
(7)苯甲醛的银镜反应方程式为___________。
(8)的名称为___________。
【答案】(1) M
(2) 的电子排布式为,为半充满结构,的电子排布式为,失去一个电子后变成半充满稳定结构
(3)哑铃形
(4)发射
(5)
(6)
(7)
(8)5-甲基-2,5-庚二醇
【详解】(1)
Co是27号元素,价电子排布式为,失去上的2个电子得到,故基态离子的价电子排布图为,电子占据的最高能层为M层,故答案为;M。
(2)的电子排布式为,为半充满结构,的电子排布式为,失去一个电子后变成半充满稳定结构,因此 比稳定,故答案为;的电子排布式为,为半充满结构,的电子排布式为,失去一个电子后变成半充满稳定结构。
(3)基态O原子的电子排布式为,电子占据最高能级为,电子云轮廓图为哑铃形,故答案为哑铃形。
(4)态Cu元素焰色试验产生的绿光是原子的核外电子从激发态跃迁到基态时,以光的形式释放能量,为发射光谱,故答案为发射。
(5)
Ti为22号元素,价电子排布式为,原子结构示意图为,故答案为。
(6)1,4-二溴丁烷在氢氧化钠乙醇溶液的作用下发生消去反应生成的1,3-丁二烯、溴化钠和水,反应方程式为,故答案为。
(7)
与银氨溶液发生氧化反应,反应方程式为,故答案为。
(8)
为二元醇,根据醇的命名知,名称为5-甲基-2,5-庚二醇,故答案为5-甲基-2,5-庚二醇。
【变式6-2】(24-25高二下·天津滨海新·期中)回答下列问题:
(1)写出发生水解反应的化学方程式______。
(2)写出苯甲醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式______。
(3)写出2-丙醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应的化学方程式______。
(4)写出2-羟基丙酸发生酯化反应生成六元环状化合物的化学方程式______。
(5)写出苯甲酸苯酚酯与氢氧化钠溶液反应的化学方程式______。
(6)卤代烃能发生水解反应,不能发生消去反应,该物质的结构简式为______。
(7)二烯烃与烯烃作用生成六元环状化合物的反应常用于有机合成,其反应方程式可示为:。如果要用这一反应方式合成,则所用原料的结构简式是______与______。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
【详解】(1)
在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成和NaBr,反应的化学方程式为:。
(2)
苯甲醛与新制氢氧化铜在加热条件下反应生成苯甲酸钠、和水,化学方程式为:。
(3)2-丙醇在浓硫酸、加热条件下发生消去反应,生成丙烯和水,方程式为:。
(4)
根据酯化反应特点:酸脱羟基醇脱氢,所以方程式为。
(5)
苯甲酸苯酚酯的结构式为:,在碱性情况下水解方程式为:。
(6)
不能发生消去反应,说明与Cl相连的C无邻位碳或有相邻C但邻位碳上没有H,则结构为:。
(7)
与环己烯相比较, 含有2个乙基,由信息可知,的原料为。
【变式6-3】(24-25高二下·天津·期末)填写下列空白:
(1)写出 的分子式 ___________。
(2)用系统命名为___________。
(3)与H₂加成生成的炔烃的结构简式___________。
(4)写出检验酚羟基的两种方法:
①___________。
②___________。
(5)苯甲醛与HCN反应的方程式___________。
(6)如何检验1—溴丙烷中的溴原子,写出所需试剂为___________。
【答案】(1)C4H8O
(2)3,3,5,5-四甲基庚烷
(3)
(4) 加入FeCl3溶液,若显紫色,含酚羟基 加入浓溴水,若产生白色沉淀,含酚羟基
(5)
(6)NaOH溶液、稀硝酸和AgNO3 溶液
【详解】(1)由结构简式可知其分子式为C4H8O;
(2)选最长碳链(7个C,庚烷),从离支链近的一端编号,3、5位各有2个甲基,命名为3,3,5,5-四甲基庚烷;
(3)炔烃加成生成给定产物,需在对应位置引入碳碳三键,结构简式为;
(4)酚羟基特征反应:与FeCl3显色、与浓溴水生成三溴苯酚沉淀,即两种方法为:①加入FeCl3溶液,若显紫色,含酚羟基;②加入浓溴水,若产生白色沉淀,含酚羟基;
(5)苯甲醛与HCN发生加成反应,醛基中C=O双键打开,HCN中的H原子加到醛基的O原子上,-CN加到醛基的碳原子上,故反应的方程式为;
(6)检验1−溴丙烷中溴原子:先加NaOH溶液加热水解生成Br-,加稀硝酸酸化(中和NaOH,防干扰),再加AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀,证明有溴原子,故所需试剂为NaOH溶液、稀硝酸和AgNO3 溶液。
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