内容正文:
醛的性质和应用
许多植物中含有醛,其中有些具有特殊香味,如香草醛、龙葵醛、紫苏醛、百合醛、洋茉莉醛等可制作香料。
一、醛的结构
醛基与烃基(或氢原子)直接相连的化合物称为醛, 简写为:R—CHO
醛基中包含羰基,羰基中的碳原子与氧原子之间通过双键连接在一起,羰基再与一个氢原子相连则构成醛基。羰基以及与羰基直接相连的原子处于同一平面上。
乙醛的结构
分子式:
结构简式:
结构式:
C2H4O
H
H
H
H
C
C
O
CH3CHO
球棍模型
比例模型
核磁共振氢谱:
醛基上的碳原子采用sp2杂化,夹角约120°,与其相连的原子在同一平面。
一种___色有 ______气味的液体,密度比水的小,沸点是20.8℃,易_____,能与____、 ____等互溶。
无
刺激性
挥发
水
乙醇
为什么能与水,乙醇互溶?
乙醛中的氧原子可与水(乙醇)形成氢键
二、醛的物理性质
三、醛的化学性质
C
H
O
碳氧键
碳氢键
结构分析
受C=O影响,C—H键极性较强,易断裂
羰基
羰基碳不饱和,C=O易断裂,可发生加成反应
易加成被H2还原为醇(还原反应)
易被氧化成相应羧酸(氧化反应)
氧化性
还原性
实验现象:试管内壁出现光亮的银镜
【实验】
在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后边振荡边逐滴滴入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。
1.氧化反应
①被弱氧化剂氧化
b. 与新制 Cu(OH)2 反应
a. 银镜反应
a. 银镜反应
Ⅰ. 配制银氨溶液:
与 银氨溶液 Ag(NH3)2OH 反应
1.氧化反应
①被弱氧化剂氧化
(氢氧化二氨合银)
AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
△
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH¯ 2Ag↓+CH3COO¯++3NH3+H2O
银氨络(合)离子
1ml 2%
AgNO3
逐滴滴入2%
的稀氨水
至沉淀
恰好溶解
Ⅰ. 配制银氨溶液:
a. 银镜反应
Ⅰ Ⅰ.再滴入3滴乙醛,水浴加热
1.氧化反应
①被弱氧化剂氧化
a. 银镜反应
CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH
△
CH3COONH4 +H2O+2Ag↓+3NH3
管壁上有光亮如镜的银析出
工业制镜 或 热水瓶胆镀银 等
1mol-CHO~ mol Ag
2
现象
应用
定量
乙酸铵
试管内壁要洁净,否则得不到光亮的银镜;
必须水浴加热,不可振荡和摇动试管;
须用新配制的银氨溶液,现用现配;
乙醛用量不可太多实验后,银镜用HNO3浸泡,再用水洗;
配制银氨溶液时向稀AgNO3中滴加稀氨水,直至最初生成的沉 淀恰好溶解为止;(顺序不能反)
该反应需在碱性环境中进行,酸性环境会破坏Ag(NH3)2;
a. 银镜反应注意事项:
1.氧化反应
①被弱氧化剂氧化
在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴5% CuSO4溶液,得到新制的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】
A中产生蓝色沉淀
C中产生砖红色色沉淀
b. 与新制 Cu(OH)2 反应
1.氧化反应
①被弱氧化剂氧化
b. 与新制 Cu(OH)2 反应
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
注意事项:
(1)氢氧化铜溶液一定要新制,碱一定要过量;
(2)加热至沸腾,才能有明显的红色沉淀;
(3)加热煮沸时间不宜过长。
应用:检验醛基的存在——医学上检验病人是否患糖尿病。
特征反应 银镜反应 与新制的Cu(OH)2反应
现象 产生银镜 产生砖红色沉淀
注意事项 ①试管内壁必须洁净
②银氨溶液现用现配,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
⑤银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去 ①Cu(OH)2必须是新制的
②配制Cu(OH)2时,所用NaOH溶液必须过量
③反应必须加热,但加热时间不宜过长,避免Cu(OH)2分解
共同点 ①两个反应都必须在碱性环境中进行
②—CHO与[Ag(NH3)2]OH或Cu(OH)2均以物质的量比1:2反应
应用 工业上用醛类物质制备水瓶胆或镜子 医疗上用尿目测试纸判断患者尿液中的葡萄糖含量
1.氧化反应
O
2CH3-C-H
+O2
催化剂
△
② 燃烧
③与O2催化氧化
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
点燃
乙醇
氧化
还原
氧化
乙醛
乙酸
2CH3C-O-H
O
工业制乙酸
也能被空气中的氧气氧化
酸性高锰酸钾(KMnO4)、酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)、溴水等
④强氧化剂氧化
2.加成反应
CH3CHO+H2 CH3CH2OH
△
加热、加压
通常 C=O加成:H2、HCN
C=C 加成:H2、X2、HX、H2O
乙醛加氢,碳元素被还原。
氧化反应: 有机物分子中得氧(加入氧原子)或失氢(失去氢原子)的反应
还原反应: 有机物分子中得氢 (加入氢原子)或失氧(失去氧原子)的反应
【问】乙醛能否与溴水发生加成反应?
乙醛一般不能与溴水发生加成反应,而是乙醛被溴水氧化。
乙醛能发生氧化反应是由于醛基上的氢原子受C=O键的影响,活性增强,能被氧化剂所氧化;能发生还原反应是由于醛基上的C=O键与C=C键类似,可以与H2发生加成反应。
【问】结合乙醛的结构,说明乙醛的氧化反应和还原反应有什么特点。
相关定量计算
一元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,量的关系如下:
深化拓展
醛的氧化与还原规律
最简单的醛——甲醛
甲醛俗名蚁醛,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水,是一种重要的化工原料。质量分数为35%~40%的甲醛水溶液又称福尔马林,具有防腐和杀菌能力,常作防腐杀菌剂(消毒、浸制标本)。
H
C
O
H
【思考】甲醛和乙醛含有共同的官能团——醛基,与乙醛的化学性质相似,分析甲醛的结构,你能找出与乙醛不同的地方吗?
试写出甲醛和足量银氨溶液的反应方程式。
HCHO ~ 4Ag HCHO ~ 2Cu2O
HCHO+4[Ag(NH3)2]OH 4Ag↓+(NH4)2CO3+6NH3+2H2O
△
HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH 2Cu2O↓+Na2CO3+6H2O
△
一、醛的化学性质
1.氧化反应
(1)燃烧 (2)催化氧化成羧酸
(3)被弱氧化剂氧化
①银镜反应 ②与新制的氢氧化铜反应
(4)使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
2.和H2加成被还原成醇
二、有机物的氧化还原反应
还原反应:加氢或失氧
氧化反应:加氧或失氢
1.下列关于醛的说法正确的是 ( )
A.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛
B.醛的官能团是—COH
C.饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO(n≥1)
D.甲醛、乙醛、丙醛均有同分异构体
C
2.有机物甲可被氧化成羧酸,也可被还原成醇。由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成化合物乙,其分子式为C2H4O2。下列说法正确的是( )
A.甲分子中H的质量分数为40%
B.甲和由甲生成的羧酸与醇均可溶于水
C.甲在常温常压下为无色液体
D.分子式为C4H8O2的有机物一定与乙互为同系物
B
3.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.1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag
C.对甲基苯甲醛( )使高锰酸钾酸性溶液褪色,说明它含醛基
D.能发生银镜反应的有机物不一定是醛类
D
4.科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,化合物A是其中的一种,其结构如下。下列关于A的说法中正确的是 ( )
A.化合物A的分子式为C15H22O3
B.与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色
C.1 mol A最多可以与2 mol Cu(OH)2反应
D.1 mol A最多与1 mol H2发生加成反应
A
5.某学生将2 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合,然后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,加热到沸腾,未见砖红色沉淀,失败的主要原因是( )
A.乙醛的量太少 B.硫酸铜的量太少
C.NaOH的量太少 D.加热时间短
C
6.某同学进行蔗糖水解实验,并检验产物中的醛基,操作如下:向试管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸,水浴加热5分钟。打开盛有10% NaOH溶液的试剂瓶,将玻璃瓶塞倒放,取1 mL溶液加入试管Ⅱ,盖紧瓶塞;向试管Ⅱ中加入5滴2%CuSO4溶液。将试管Ⅱ中反应液加入试管Ⅰ,用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。实验中存在的错误有几处 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
B
RCH2OHRCHORCOOH
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