第三章 第三节 醛 酮（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修3教师用书（人教版 浙苏）

第三节　醛　酮 ［核心素养发展目标］　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。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。 一、乙醛 羰基()的碳原子与一个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。饱和一元醛通式：CnH2nO(n≥1)。 1.乙醛的结构 乙醛的分子式：C2H4O，结构式：，结构简式：CH3CHO，官能团：—CHO或。 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。 3.乙醛的化学性质 乙醛分子中的醛基官能团对乙醛的化学性质起决定作用。 (1)加成反应 ①催化加氢(又称还原反应) CH3—CH2—OH ②与HCN加成 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。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。 。 2-羟基丙腈 (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 有关反应的化学方程式 A中：AgNO3+NH3·H2OAgOH↓(白色)+NH4NO3、AgOH+2NH3·H2O［Ag(NH3)2］OH+2H2O； C中：CH3CHO+2［Ag(NH3)2］OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O 实验结论 ［Ag(NH3)2］OH是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化成乙酸，而Ag+被还原成Ag。由于生成的银附着在试管壁上形成银镜，所以该反应又叫银镜反应 用途 检验醛基 特别提醒　银镜反应实验的注意事项 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，一定要注意浓度、滴入试剂的顺序及量的关系即氨水不能过量。 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。 e.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中出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，C中有砖红色沉淀产生 有关反应的化学方程式 A中：2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4； C中：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O 实验结论 新制Cu(OH)2是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化，而Cu(OH)2被还原成砖红色Cu2O沉淀 用途 检验醛基 特别提醒　a.Cu(OH)2必须是新制的。 b.制取Cu(OH)2时，NaOH溶液一定要过量，保证所得溶液呈碱性。 c.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： +O2。 (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)乙醛加氢得到乙醇的反应是加成反应，也称为还原反应(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 1.乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色吗？为什么？ 提示　能。因为醛基有较强的还原性，能被［Ag(NH3)2］OH溶液或新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化，而溴水或酸性KMnO4溶液的氧化能力比［Ag(NH3)2］OH溶液和新制Cu(OH)2强得多，故溴水、酸性KMnO4溶液也能氧化乙醛，而其自身被还原，从而使溶液褪色。 2.某醛的结构简式为(CH3)2CCHCH2CH2CHO，通过实验方法检验其中的官能团。 (1)实验操作中，应先检验哪种官能团？　　　　，原因是____________________________________。 (2)检验分子中醛基的方法是______________________________________________________________， 化学方程式为__________________________________________________________________________。 (3)检验分子中碳碳双键的方法是__________________________________________________________。 答案　(1)醛基　检验碳碳双键要使用溴水或酸性KMnO4溶液，而醛基也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 (2)在洁净的试管中加入新制银氨溶液和少量试样后，水浴加热有银镜生成(或在洁净的试管中加入少量试样和新制的氢氧化铜，加热煮沸，有砖红色沉淀生成) (CH3)2CCHCH2CH2CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+3NH3+(CH3)2CCHCH2CH2COONH4+H2O［或(CH3)2CCHCH2CH2CHO+2Cu(OH)2+NaOH(CH3)2CCHCH2CH2COONa+Cu2O↓+3H2O］ (3)加入过量银氨溶液氧化醛基后，调节溶液至酸性再加入溴水(或酸性KMnO4溶液)，看是否褪色 解析　(1)由于碳碳双键、醛基都能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，故应先用足量的新制银氨溶液或新制的氢氧化铜将醛基氧化，检验完醛基，再加酸酸化，然后加入溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键。 1.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 答案　A 解析　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，即制得银氨溶液，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。 2.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) 二、醛类和酮 1.醛类 (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。 特别提醒　甲醛中碳原子采取sp2杂化，4个原子共平面，其结构可以看作两个醛基：。因此与银氨溶液或新制氢氧化铜反应时，相当于两个醛基的用量，且。 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(n≥3)。 (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。 (1)酮类物质能与氢气发生加成反应，不能被银氨溶液氧化，所以只能发生还原反应，不能发生氧化反应(　　) (2)1 mol 发生银镜反应可以生成4 mol Ag(　　) (3)丙酮难溶于水，但丙酮是常用的有机溶剂(　　) (4)醛和酮都能与H2、HCN等发生加成反应(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 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Cu(OH)2等弱氧化剂氧化，而丙酮不能。　(3)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。 1.下列有关醛的判断正确的是(　　) A.用溴水检验CH2CH—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 2.已知β⁃紫罗兰酮的结构简式为，下列关于该有机物的说法正确的是(　　) A.其分子式为C13H18O B.能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色 C.属于芳香族化合物 D.能发生加成反应、取代反应、水解反应 答案　B 解析　由结构简式可知该有机物的分子式为C13H20O，A项错误；分子中含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，B项正确；分子中不含有苯环，不属于芳香族化合物，C项错误；分子中含有的官能团为碳碳双键和酮羰基，都不能发生水解反应，D项错误。 3.回答下列问题： (1)写出由丙醛制取1⁃丙醇和丙酸的化学方程式：____________________________________________， ______________________________________________________________________________________。  (2)苯甲醛在空气中久置，在容器内壁会出现晶体，写出该晶体的名称和结构简式：　　　　　　　。  答案　(1)CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH　2CH3CH2CHO+O22CH3CH2COOH (2)苯甲酸， 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 课时对点练　［分值：100分］ (选择题1~12题，每小题6分，共72分) 题组一　醛、酮的结构 1.下列物质中既不属于醛，也不属于酮的是(　　) A. B. C. D. 答案　B 2.(2023·河北保定高二检测)下列关于甘油醛(2，3⁃二羟基丙醛)分子的写法最合理的是(　　) A.OHCH2CH(OH)CHO B.HOCH2CH2(OH)CHO C.HOCH2CH(OH)COH D.HOCH2CH(OH)CHO 答案　D 解析　甘油醛(2，3⁃二羟基丙醛)，主链为丙醛，从距离官能团醛基最近的一端开始编号()，在2、3号碳原子上各含有一个羟基，该有机物的结构简式为HOCH2CH(OH)CHO，注意最左边的羟基应该写成HO—，醛基写成—CHO，故选D。 3.自然界的许多植物中含有醛，其中有些醛具有特殊香味，可作为植物香料使用，如桂皮含肉桂醛()，杏仁含苯甲醛()。下列说法错误的是(　　) A.肉桂醛和苯甲醛互为同系物 B.苯甲醛分子中所有原子可能位于同一平面 C.肉桂醛能发生加成反应、取代反应和加聚反应 D.与肉桂醛互为同分异构体且含相同官能团和苯环结构的有机物共有4种 答案　A 解析　肉桂醛中含有碳碳双键，而苯甲醛中没有碳碳双键，二者结构不相似，不互为同系物，A项错误；苯环、醛基均为平面形结构，当苯环所在的平面与醛基所在的平面重合时，苯甲醛分子中所有原子位于同一平面内，B项正确；肉桂醛中含有碳碳双键，能发生加成反应、加聚反应，含有苯环，能发生取代反应，C项正确；与肉桂醛互为同分异构体且含相同官能团和苯环结构的有机物有、、、，共4种，D项正确。 题组二　醛、酮的性质 4.下列说法正确的是(　　) A.凡能发生银镜反应的物质一定是醛 B.乙醛能发生银镜反应，体现了醛具有氧化性 C.在加热和有催化剂的条件下，醇都能被空气中的O2氧化，生成对应的醛 D.福尔马林是甲醛的水溶液，可用于浸制生物标本 答案　D 解析　能发生银镜反应的物质含有醛基，但不一定为醛，A项错误；乙醛能发生银镜反应，体现了醛具有还原性，B项错误；在加热和有催化剂(如铜)的条件下，与羟基所连的碳原子上有氢原子的醇可被空气中的O2氧化，生成对应的醛或酮，C项错误。 5.下列物质不能由醛或酮加氢还原制得的醇是(　　) A. B.CH3CH2CH2OH C. D. 答案　D 6.α⁃鸢尾酮的分子结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.α⁃鸢尾酮可与某种酚互为同分异构体 B.1 mol α⁃鸢尾酮最多可与3 mol H2加成 C.α⁃鸢尾酮能发生银镜反应 D.α⁃鸢尾酮经加氢→消去→加氢可转变为 答案　C 解析　α⁃鸢尾酮的结构中含有1个六元环、2个碳碳双键和1个碳氧双键，不饱和度为4，故其某种同分异构体中可含1个苯环，余下的碳原子可作为烷基取代基，氧原子构成羟基，若羟基与苯环相连，则为酚，A正确；α⁃鸢尾酮含有2个碳碳双键和1个酮羰基，1 mol碳碳双键和1 mol酮羰基分别消耗1 mol氢气，故1 mol α⁃鸢尾酮最多可与3 mol H2加成，B正确；酮羰基不能发生银镜反应，C错误；α⁃鸢尾酮加氢后得到醇：，通过醇的消去反应得到烯烃：或，烯烃加氢后得到，D正确。 7.有机物A是一种重要的化工原料，其结构简式为，下列关于A的说法不正确的是(　　) A.能被银氨溶液氧化 B.能使酸性KMnO4溶液褪色 C.1 mol A只能与1 mol H2发生加成反应 D.检验A中官能团的一种方法：先加入足量的新制Cu(OH)2，加热，酸化后再加溴水 答案　C 解析　有机物A中所含的官能团有—CHO，能被银氨溶液氧化，故A正确；有机物A含有碳碳双键和—CHO，都能使酸性KMnO4溶液褪色，故B正确；1 mol A中含碳碳双键和—CHO各1 mol，最多能与2 mol H2发生加成反应，故C错误；碳碳双键和—CHO均能使溴水褪色，先加新制Cu(OH)2，加热产生砖红色沉淀，能检验出—CHO，反应后溶液仍显碱性，溴水能与碱反应，需先加酸酸化，再加溴水，溴水褪色检验出碳碳双键，故D正确。 题组三　醛、酮的定量计算 8.甲醛、乙醛、丙酮的混合物中，氢元素的质量分数为9%，则氧元素的质量分数为(　　) A.16% B.37% C.48% D.无法计算 答案　B 解析　由甲醛(HCHO)、乙醛(CH3CHO)和丙酮(CH3COCH3)组成的混合物中，C、H两种元素的原子个数比始终是1∶2，质量比为(1×12)∶(2×1)=6∶1，由于氢元素的质量分数为9%，则碳元素的质量分数为54%，则氧元素的质量分数为1-54%-9%=37%。 9.某饱和一元醛发生银镜反应，可得21.6 g银，等物质的量的该醛完全燃烧时生成7.2 g水，则该醛可能是(　　) A.乙醛 B.丙醛 C.甲醛 D.丁醛 答案　D 解析　21.6 g银的物质的量n(Ag)== 0.2 mol，根据醛发生银镜反应时物质的量关系R—CHO~2Ag可知，饱和一元醛的物质的量为0.1 mol；醛完全燃烧时，生成水的质量为7.2 g，n(H2O)==0.4 mol，则H的物质的量为0.8 mol，根据饱和一元醛通式CnH2nO得2n=8，解得n=4，则该醛为丁醛。 10.乙烯酮 (CH2CO) 在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成反应：，则其与下列试剂发生加成反应时所生成的产物不正确的是(　　) A.与 NH3 加成生成 B.与 H2O 加成生成 C.与 CH3OH 加成生成 D.与 CH3COOH 加成生成 答案　C 解析　与 CH3OH 加成时得 CH3COOCH3，C错误。 11.已知醛或酮可与格氏试剂(R'MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇： +R'MgX―→ 若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3，可选用的醛或酮与格氏试剂是(　　) A.与 B.CH3CH2CHO与CH3CH2MgX C.CH3CHO与 D.与CH3CH2MgX 答案　D 解析　A项，二者反应后水解生成HOCH2CH(CH3)CH2CH3，不符合题意；B项，二者反应后水解生成CH3CH2CH(OH)CH2CH3，不符合题意；C项，二者反应后水解生成CH3CH(OH)CH(CH3)2，不符合题意；D项，二者反应后水解生成HOC(CH3)2CH2CH3，符合题意。 12.(2024·青岛高二检测)丙酮与柠檬醛在一定条件下反应可以合成有工业价值的α⁃紫罗兰酮和β⁃紫罗兰酮，转化过程如图所示： 下列说法不正确的是(　　) A.丙酮与氢气可发生加成反应生成2⁃丙醇 B.假紫罗兰酮、α⁃紫罗兰酮和β⁃紫罗兰酮互为同分异构体 C.α⁃紫罗兰酮和β⁃紫罗兰酮分别与足量Br2发生加成反应的产物分子中都含有4个手性碳原子 D.可用银氨溶液鉴别合成的假紫罗兰酮中是否含有柠檬醛 答案　C 解析　丙酮中含有酮羰基，可与氢气发生加成反应生成2⁃丙醇，A 正确；由结构简式可知，假紫罗兰酮、α⁃紫罗兰酮和β⁃紫罗兰酮分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B正确；α⁃紫罗兰酮和β⁃紫罗兰酮与足量Br2发生加成反应的产物分别为 和 ，分别含有5个、4个手性碳原子，C错误。 13.(14分)已知：醛在一定条件下可以两分子间发生反应：RCH2CHO+RCH2CHO，兔耳草醛是重要的合成香料，它具有独特的新鲜水果的清香。由枯茗醛()合成兔耳草醛的路线如下： (1)枯茗醛的核磁共振氢谱有　　　　组峰；A→B的反应类型是　　　　。  (2)B中含有的官能团是　　　　　　　　(写结构式)；检验B中含氧官能团的试剂是________________。  (3)写出C→兔耳草醛的化学方程式：__________________________________________________________。  (4)写出枯茗醛发生银镜反应的化学方程式：__________________________________________________。  答案　(1)5　消去反应　(2)、　银氨溶液(或新制氢氧化铜) (3)2+O2 2+2H2O (4)+2［Ag(NH3)2］OH+2Ag↓+3NH3+H2O 解析　(1)枯茗醛除醛基外，分子中上下对称，其对称位置的氢原子是等效的，故其核磁共振氢谱有5组峰；A→B的过程中A脱去了一个H2O生成B，B中多了一个碳碳双键，所以反应类型是消去反应。 (2)根据B的结构可知B中含有的官能团是碳碳双键和醛基，结构式为、，其中含氧官能团为醛基，检验醛基可用银氨溶液或新制氢氧化铜。 14.(14分)实验表明，当乙醛加入溴水中，溴水会褪色。针对此现象，某化学兴趣小组同学依据乙醛的结构进行探究。 ［实验假设］ (1)假设Ⅰ：醛基含有不饱和键，可与Br2发生　　　　　　(填反应类型)反应。  假设Ⅱ：乙醛具有α⁃H，可与溴水发生取代反应。无论乙醛发生几元取代反应，参加反应的Br2与生成的HBr的物质的量之比为　　　　　　。  假设Ⅲ：乙醛具有较强的还原性，可被溴水氧化，反应的化学方程式为___________________________。 ［实验过程］ 针对以上假设，该小组同学设计了两组方案。 方案Ⅰ：通过对比反应现象判断反应类型。 序号 操作 现象 试管1 1 mL溴水+1 mL乙醛，充分振荡后静置 溴水褪色 试管2 1 mL溴的CCl4溶液+1 mL乙醛，充分振荡后静置 结论：假设Ⅰ不成立。 (2)则试管2中的实验现象为_______________________________________________________________。 方案Ⅱ：通过测定反应后混合液的pH判断反应类型。 序号 操作 pH 试管3 加入20 mL溴水，再加入10 mL苯酚溶液，待完全反应后(苯酚过量)，测定混合液pH 1.85 试管4 加入20 mL相同浓度的溴水，再加入10 mL 20%的乙醛溶液(乙醛过量)，3 min后完全褪色，测定混合液pH 注：苯酚和乙酸的电离及温度变化对混合液pH的影响可忽略不计。 (3)写出苯酚与溴水反应的化学方程式：______________________________________________________。  (4)若试管4中反应后混合液的pH=1.85，则证明乙醛与溴水的反应为　　　　　　(填反应类型)反应；若试管4中反应后混合液的pH　　　　　　(填“大于”或“小于”)1.85，则证明乙醛与溴水的反应为氧化反应。  答案　(1)加成　1∶1　CH3CHO+Br2+H2O―→CH3COOH+2HBr　(2)溴的四氯化碳溶液不褪色　(3)+3Br2―→↓+3HBr　(4)取代　 小于 解析　(1)由醛基含有碳氧不饱和键可知，乙醛可发生加成反应；由取代反应的机理可知，若乙醛与溴水发生取代反应，无论是几元取代，参加反应的溴与生成的溴化氢物质的量之比恒定为1∶1；由题意可知，若乙醛与溴水发生氧化反应，则生成乙酸和氢溴酸。(2)由假设Ⅰ不成立可知，乙醛与溴的四氯化碳溶液不反应，所以充分振荡后静置，溴的四氯化碳溶液不褪色。(3)苯酚与溴水反应生成2，4，6⁃三溴苯酚沉淀和溴化氢。(4)若试管4中反应后混合液的pH为1.85，与试管3中pH一致说明乙醛与溴水发生取代反应生成BrCH2CHO和溴化氢；若乙醛与溴水发生氧化反应，反应生成的溴化氢的物质的量为取代反应的2倍，溶液的pH小于1.85。 学科网（北京）股份有限公司 $