3.3 醛 酮【基础必牢】化学人教版选择性必修3

3.3 醛 酮 一、乙醛的分子组成和物理性质 1．醛的概念及通式 （1）定义：由 与 相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为，简写为 （2）通式：饱和一元醛的通式为CnH2nO或CnH2n＋1CHO 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 易错提醒 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 空间填充模型 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、乙醚、氯仿等互溶 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 易错提醒 二、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) ①氧化反应：有机物分子中失去 或加入 的反应，即加氧去氢 ②还原反应：有机物分子中加入 或失去 的反应，即加氢去氧，所有有机物与H2的加成反应也是还原反应 易错提醒 （2）与HCN加成 ①化学方程式： ②反应原理： 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 ，碳原子带部分 (如图所示)，从而使醛基具有较强的 。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 2．氧化反应 （1）乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应)：常用来定性或定量检验醛基及醛基的个数 实验过程 在洁净加入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，现象是：先产生白色沉淀后变澄清 加入乙醛，水浴中温热一段时间后，现象是：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 ①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。银氨溶液随用随配，不可久置，否则，生成物(AgN3)的易爆炸物 ②向银氨溶液中滴加几滴乙醛溶液，乙醛用量不宜太大 ③该实验用热水浴加热(60~70℃)，不可用酒精灯直接加热，但不用温度计，加热时不可搅拌、振荡 ④制备银镜时，玻璃要光滑、洁净，玻璃的洗涤一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗净。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 ⑤实验完毕后生成的银镜用稀HNO3洗去，再用水清洗 ⑥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) 易错提醒 （2）乙醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 (该试剂称为“斐林试剂”) 实验过程 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—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 ①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，所用NaOH必须过量，混合液呈碱性 ②加入乙醛溶液后，直接加热至煮沸 ③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，同时Cu(OH)2不稳定，久置会分解生成部分CuO ④实验完毕后生成的Cu2O用稀盐酸洗去。Cu2O＋2HCl===Cu＋CuCl2＋H2O ⑤乙醛与新制氢氧化铜的反应，可用于在实验室里检验醛基的存在，在医疗上检测尿糖 易错提醒 （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 √ √ √ √ √ √ （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(　　) 参考答案：（1）×　（2）√　（3）×　（4）√ 易错辨析 三、醛的结构与常见的醛 1．醛的分类 2．醛的命名 （1）选主链，称某醛：选择含有醛基在内的最长碳链作为主链，根据主链的碳的数目命名为“某醛” （2）编号位，定支链：主链编号时要从醛基上的碳原子开始 （3）标位置，写名称：取代基位次——取代基名称——某醛。名称中不必对醛基定位，因醛基必然在其主链的边端 命名为：3—甲基丁醛 3．物理性质：醛基为亲水基团，低级醛分子极性较强，有刺激性气味，常温下除甲醛外均为液体，醛的沸点比相对分子质量相当的烷烃的高，比相应的醇的低。随碳原子数目增多，熔沸点逐渐升高，水溶性逐渐降低 4．醛的化学性质 (与乙醛化学性质相似：Ni催化下加热还原成相应的醇；易氧化成对应的羧酸) 醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为： （1）醛被H2还原成醇：R—CHO＋H2R—CH2OH 丙醛与H2加成 苯甲醛与H2加成 丙二醛与H2加成 （2）醛的氧化反应 ① 催化氧化：2R—CHO＋O22R—COOH 丙醛与O2反应 苯甲醛与O2反应 丙二醛与O2反应 ② 被银氨溶液氧化：R—CHO＋2Ag(NH3)2OHR—COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 丙醛与银氨溶液反应 苯甲醛与银氨溶液反应 丙二醛与银氨溶液反应 ③被新制氢氧化铜氧化：R—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHR—COONa＋Cu2O↓＋3H2O 丙醛与新制氢氧化铜反应 苯甲醛与新制氢氧化铜反应 丙二醛与新制氢氧化铜反应 5．常见的醛 （1）甲醛 ①甲醛的的分子组成和结构 分子式 结构式 结构简式 结构特征 空间构型 CH2O HCHO 相当于含有两个醛基 平面三角形 ②物理性质：又名蚁醛，通常状况下是一种 色有强烈 气味的气体，易溶于水。它的水溶液又称 ，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本 ③化学性质：具有醛类通性 a．能与H2发生加成反应：HCHO＋H2 CH3OH b．具有还原性：甲醛是醛类中不含烃基的醛，其结构相当于含有两个醛基，故1 mol CH2O与足量的银氨溶液反应，可以生成4 mol Ag 发生银镜反应化学方程式：HCHO＋4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2 H2O 与新制Cu(OH)2悬浊液反应化学方程式：HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHNa2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O ④用途 a．重要的有机原料，应用于塑料工业(如制酚醛树脂)，合成纤维工业、制氯霉素、香料、染料的原料 b．甲醛的水溶液具有杀菌和防腐能力，稀释的福尔马林用来浸制生物标本 ①甲醛是烃的含氧衍生物中唯一常温下为气体的有机物 ②甲醛有毒，在使用甲醛或与甲醛有关的物质时，要注意安全及环境保护 易错提醒 （2）苯甲醛 苯甲醛是最简单的芳香醛，俗称 ，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 桂皮中含肉桂醛()；杏仁中含苯甲醛() 易错提醒 四、酮的结构与性质 1．酮的概念和结构特点 （1）定义：羰基与两个烃基相连成的化合物。酮类官能团的结构简式为 （2）表示方法：(R、R1必须为烃基)；饱和一元酮的通式为CnH2nO(n≥3) 2．丙酮 （1）丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为： （2）丙酮的物理性质：常温下丙酮是无色透明液体，沸点56.2 ℃，易 ，能与 等互溶 （3）丙酮的化学性质：不能被 等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成 反应的化学方程式： （1）甲醛的水溶液俗称福尔马林，可用于浸制生物标本，具有防腐性(　　) （2）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(　　) （3）1 mol 发生银镜反应可以生成4 mol Ag(　　) （4）丙酮难溶于水，但丙酮是常用的有机溶剂(　　) （5）醛和酮都能与H2、HCN等发生加成反应(　　) 参考答案：（1）√　（2）×　（3）√　（4）×　（5）√ 易错辨析 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 醛 酮 一、乙醛的分子组成和物理性质 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，简写为—CHO （2）通式：饱和一元醛的通式为CnH2nO或CnH2n＋1CHO 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 易错提醒 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 空间填充模型 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、乙醚、氯仿等互溶 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 易错提醒 二、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) ①氧化反应：有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应，即加氧去氢 ②还原反应：有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应，即加氢去氧，所有有机物与H2的加成反应也是还原反应 易错提醒 （2）与HCN加成 ①化学方程式： ②反应原理： 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 2．氧化反应 （1）乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应)：常用来定性或定量检验醛基及醛基的个数 实验过程 在洁净加入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，现象是：先产生白色沉淀后变澄清 加入乙醛，水浴中温热一段时间后，现象是：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 ①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。银氨溶液随用随配，不可久置，否则，生成物(AgN3)的易爆炸物 ②向银氨溶液中滴加几滴乙醛溶液，乙醛用量不宜太大 ③该实验用热水浴加热(60~70℃)，不可用酒精灯直接加热，但不用温度计，加热时不可搅拌、振荡 ④制备银镜时，玻璃要光滑、洁净，玻璃的洗涤一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗净。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 ⑤实验完毕后生成的银镜用稀HNO3洗去，再用水清洗 ⑥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) 易错提醒 （2）乙醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 (该试剂称为“斐林试剂”) 实验过程 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—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 ①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，所用NaOH必须过量，混合液呈碱性 ②加入乙醛溶液后，直接加热至煮沸 ③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，同时Cu(OH)2不稳定，久置会分解生成部分CuO ④实验完毕后生成的Cu2O用稀盐酸洗去。Cu2O＋2HCl===Cu＋CuCl2＋H2O ⑤乙醛与新制氢氧化铜的反应，可用于在实验室里检验醛基的存在，在医疗上检测尿糖 易错提醒 （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 √ √ √ √ √ √ 三、醛的结构与常见的醛 1．醛的分类 2．醛的命名 （1）选主链，称某醛：选择含有醛基在内的最长碳链作为主链，根据主链的碳的数目命名为“某醛” （2）编号位，定支链：主链编号时要从醛基上的碳原子开始 （3）标位置，写名称：取代基位次——取代基名称——某醛。名称中不必对醛基定位，因醛基必然在其主链的边端 命名为：3—甲基丁醛 3．物理性质：醛基为亲水基团，低级醛分子极性较强，有刺激性气味，常温下除甲醛外均为液体，醛的沸点比相对分子质量相当的烷烃的高，比相应的醇的低。随碳原子数目增多，熔沸点逐渐升高，水溶性逐渐降低 4．醛的化学性质 (与乙醛化学性质相似：Ni催化下加热还原成相应的醇；易氧化成对应的羧酸) 醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为： （1）醛被H2还原成醇：R—CHO＋H2R—CH2OH 丙醛与H2加成 CH3CH2CHO＋H2CH3CH2CH2OH 苯甲醛与H2加成 C6H5—CHO＋H2C6H5—CH2OH 丙二醛与H2加成 OHCCH2CHO＋2H2HOCH2CH2CH2OH （2）醛的氧化反应 ① 催化氧化：2R—CHO＋O22R—COOH 丙醛与O2反应 2CH3CH2CHO＋O22CH3CH2COOH 苯甲醛与O2反应 2C6H5—CHO＋O22C6H5—COOH 丙二醛与O2反应 OHCCH2CHO＋O2HOOCCH2COOH ② 被银氨溶液氧化：R—CHO＋2Ag(NH3)2OHR—COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 丙醛与银氨溶液反应 CH3CH2CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3CH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 苯甲醛与银氨溶液反应 C6H5—CHO＋2Ag(NH3)2OHC6H5—COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 丙二醛与银氨溶液反应 OHCCH2CHO＋4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O ③被新制氢氧化铜氧化：R—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHR—COONa＋Cu2O↓＋3H2O 丙醛与新制氢氧化铜反应 CH3CH2CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O 苯甲醛与新制氢氧化铜反应 C6H5—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHC6H5—COONa＋Cu2O↓＋3H2O 丙二醛与新制氢氧化铜反应 OHCCH2CHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHNaOOCCH2COONa＋2Cu2O↓＋6H2O 5．常见的醛 （1）甲醛 ①甲醛的的分子组成和结构 分子式 结构式 结构简式 结构特征 空间构型 CH2O HCHO 相当于含有两个醛基 平面三角形 ②物理性质：又名蚁醛，通常状况下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 ④化学性质：具有醛类通性 a．能与H2发生加成反应：HCHO＋H2 CH3OH b．具有还原性：甲醛是醛类中不含烃基的醛，其结构相当于含有两个醛基，故1 mol CH2O与足量的银氨溶液反应，可以生成4 mol Ag 发生银镜反应化学方程式：HCHO＋4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2 H2O 与新制Cu(OH)2悬浊液反应化学方程式：HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHNa2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O ⑤用途 a．重要的有机原料，应用于塑料工业(如制酚醛树脂)，合成纤维工业、制氯霉素、香料、染料的原料 b．甲醛的水溶液具有杀菌和防腐能力，稀释的福尔马林用来浸制生物标本 ①甲醛是烃的含氧衍生物中唯一常温下为气体的有机物 ②甲醛有毒，在使用甲醛或与甲醛有关的物质时，要注意安全及环境保护 易错提醒 （2）苯甲醛 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 桂皮中含肉桂醛()；杏仁中含苯甲醛() 易错提醒 四、酮的结构与性质 1．酮的概念和结构特点 （1）定义：羰基与两个烃基相连成的化合物。酮类官能团的结构简式为 （2）表示方法：(R、R1必须为烃基)；饱和一元酮的通式为CnH2nO(n≥3) 2．丙酮 （1）丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为： （2）丙酮的物理性质：常温下丙酮是无色透明液体，沸点56.2 ℃，易挥发，能与水、乙醇等互溶 （3）丙酮的化学性质：不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇 反应的化学方程式： 学科网（北京）股份有限公司 $