高中化学 醛（提高）知识讲解学案 新人教版选修5.doc

醛【学习目标】1、掌握乙醛的组成、结构、性质和用途，了解甲醛、苯甲醛的性质和用途；2、了解醛、酮的结构特点，能理解醛、酮在组成、结构和性质上的异同；3、利用醛的主要化学性质实现醇、醛、羧酸的相互转化。【要点梳理】要点一、醛的结构、通式和性质 1醛的组成和结构。【高清课堂：醛#醛类的结构特征】 （1）醛是由烃基（或h）与醛基（）相连而构成的化合物。 醛类的官能团是醛基，醛基可写成或cho，但不能写成coh，且醛基一定位于主链末端。【高清课堂：醛#醛类的分类】 （2）醛类按所含醛基的数目可分为一元醛、二元醛和多元醛等。 2醛的分子通式。 一元醛的通式为rcho，饱和一元脂肪醛的通式为cnh2n+1cho（或cnh2no）。分子式相同的醛、酮、烯醇互为同分异构体。 3醛的物理性质。 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。【高清课堂：醛#醛类的化学性质】 4醛的化学性质。 醛类的化学性质主要由醛基（cho）来决定，如乙醛的加成反应和氧化反应就都发生在醛基上。 （1）加成反应。醛基上的co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cc键的加成不同。其加成通式为： 醛的催化加氢反应也是它的还原反应；在有机合成中可利用该反应增长碳链； （2）氧化反应。 易燃烧。 2ch3cho+5o24co2+4h2o 催化氧化。 2ch3cho+o22ch3cooh 被银氨溶液、新制的cu(oh)2等弱氧化剂氧化。 ch3cho+2ag(nh3)2ohch3coonh4+2ag+3nh3+h2o 本反应又称银镜反应，常用来检验醛基。 ch3cho+2cu(oh)2ch3cooh+cu2o+2h2o 该反应生成了砖红色的cu2o沉淀，也可用来检验醛基。 注意：醛基的检验方法。 银镜反应。 醛类具有较强的还原性，能和银氨溶液反应，被氧化为羧酸，同时得到单质银，若控制好反应条件，可以得到光亮的银镜。因此实验时应注意以下几点：a试管内壁必须光滑、洁净b应使用水浴加热；c加热过程中不可振荡和振动试管；d实验的银氨溶液应现配现用；e乙醛的用量不宜太多；f实验后附着银镜的试管可用稀硝酸浸泡，再用水洗除去。 与新制的cu(oh)2反应。 醛类可在加热条件下与新制的cu(oh)2反应，醛被氧化为羧酸，同时cu(oh)2被还原成砖红色的cu2o沉淀，这是检验醛基的另一种方法。实验时应注意以下几点：a硫酸铜与碱反应制取cu(oh)2时碱应过量；b混合液必须加热到沸腾时才会有砖红色沉淀生成。 醛类也能被酸性kmno4溶液等强氧化剂氧化。 缩聚反应。 条件不同时可得到线型酚醛树脂或体型酚醛树脂。 5重要的醛类物质简介。 （1）甲醛（hcho）是无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。 甲醛是重要的有机合成原料，常用于制造酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、染料等，3540的甲醛水溶液俗称福尔马林，具有杀菌、防腐性能等。 甲醛除具有醛类的通性外，还具有一定的特性，如1 mol甲醛与足量的银氨溶液反应可得4 mol ag。 （2）乙醛（ch3cho）是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点是20.8，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇等互溶。可由乙醇氧化制得。乙醛是有机合成的重要原料，主要用于制乙酸、丁醇、乙酸乙酯等。 （3）苯甲醛（）是有杏仁气味的液体，沸点是178，工业上称其为苦杏仁油，它与糖结合存在于杏仁、桃仁等果实的种子中，苯甲醛是制造染料、香料的重要中间体。要点二、酮的组成、结构和性质 1酮的组成与结构。 （1）酮是两个烃基与羰基（）碳原子相连而成的化合物。 （2）酮的通式为，其官能团为羰基。分子式相同的醛、酮、烯醇互为同分异构体。 2酮的主要化学性质。 酮在一定条件下能与h2、hcn、hx、nh3、氨的衍生物、醇等发生加成反应（这一点与醛类性质相似），酮不能被银氨溶液、新制的cu(oh)2所氧化（这一点与醛类性质不同），据此可用银氨溶液和新制的cu(oh)2来区分醛和酮。 3丙酮简介。丙酮（）是组成最简单的酮，是有特殊气味的无色液体，沸点为56.2，能与水以任意比例互溶，并能溶解多种有机物。【典型例题】类型一：醛的结构和性质 例1 已知 （1）该反应的生成物中含有的官能团的名称是_，该物质在一定条件下能发生_（填序号）。 银镜反应 酯化反应 还原反应 （2）已知hcho分子中所有原子都在同一平面内，若要使r1cho分子中所有原子都在同一平面内，r1可以是_（填序号）。 ch3 chch2 （3）某氯代烃a的分子式为c6h11cl，它可以发生如下转化： 结构分析表明e分子中含有两个甲基且没有支链。试回答： 写出c的分子式：_； 写出a、e的结构简式：a_，e_。【思路点拨】本题考查醛基的结构与性质。卤代烃与naoh反应时，注意是醇溶液还是水溶液，条件不同，产物不同。醇的氧化、酯化反应及醛的还原。 【答案】（1）醛基 （2） （3）c6h10o2cl ch3coo(ch2)6oocch3 【解析】（1）按题给信息知，当双键碳原子上连有氢原子时，能在zn、h2o存在下被o3氧化得到醛。醛的官能团是醛基，醛能发生银镜反应和还原反应（如与h2加成），但不能发生酯化反应。 （2）因hcho的4个原子共平面，要使r1cho的所有原子共平面，则基团r1中的所有原子应共平面，故应选。cl （3）根据有机物ae的相互转化图可知，a为卤代烃，b为烯烃，c为醛，d为醇，则e为乙酸酯。由e的分子式c10h18o4可推知其分子中应含有2个，2个ch3，烃基为c6h12，只能构成(ch2)6才能得出符合题意的e，则e的结构简式可能是。再逆推可得d为ho(ch2)6oh，c为ohc(ch2)4cho，b为 ，则a为 ，正好符合c6h11cl。【总结升华】能发生银镜反应，是醛基的性质，但含有醛基的不一定是醛，比如甲酸、甲酸酯中都含有醛基，但并不属于醛类物质。醛能被氧化成为羧酸，也能被还原为醇；而酮不能被氧化，只能被还原为醇。 例2 实验室做乙醛和银氨溶液反应的实验： （1）为产生光亮的银镜，试管应先用_溶液煮沸，倒掉煮沸液后再用清水将试管冲洗干净。 （2）配制银氨溶液时向盛有_溶液的试管中逐滴滴加_，边滴边振荡，直到_为止。有关反应的离子方程式为：_；_。 （3）加热时应用_加热，产生银镜的离子方程式为：_。【思路点拨】本题考查醛基发生银镜反应的实验。实验操作中注意银氨溶液配制时试剂滴加的先后顺序、对应发生的离子反应、加热时的操作方法及反应的化学方程式。 【答案】（1）naoh （2）agno3 氨水 生成的沉淀恰好完全溶解 ag+nh3h2o=agoh+nh4+ agoh+2nh3h2o=ag(nh3)2+oh+2h2o（3）水浴 ch3cho+2ag(nh3)2+2ohch3coo+nh4+3nh3+2ag+h2o 【解析】（1）为顺利完成银镜反应的实验，必须使用洁净的试管，已用过的试管，要先用naoh（aq）煮沸，以洗去油污，然后再用蒸馏水洗涤。（2）银镜反应要求水浴加热才能顺利完成。【总结升华】配制银氨溶液，有两点要求：沉淀（agoh和ag2o的混合物）必须完全消失，否则影响实验效果；氨水不可过量，否则产生易爆物质。因此，一般做法为：向agno3（aq）中滴加氨水。边滴边振荡，直到产生的沉淀恰好完全溶解为止。开始时agno3（aq）过量，发生如下反应： ag+nh3h2o=agoh+nh4+ 并有部分agoh发生分解反应： 2agoh=ag2o+h2o（此反应不作要求） 后来nh3h2o过量，agoh和ag2o逐渐溶解在nh3h2o中。 agoh+2nh3h2o=ag(nh3)2oh+2h2oag2o+4nh3h2o=2ag(nh3)2oh+3h2o 反应不作要求。注意络合物ag(nh3)2oh在水中完全电离，写离子方程式时需拆为离子形式。 例3 由某饱和一元醛和饱和一元酮（通式为cnh2no，n3，分子中含有羰基，但不能被弱氧化剂氧化）组成的混合物共0.5 mol，其质量为23.4 g，此混合物与足量银氨溶液反应，析出86.4 g银。推断混合物的可能组成及质量。【思路点拨】解此题时，往往只是设醛的通式来计算，得出一组答案，而没有把hcho单独拿出来讨论，忽略了甲醛与银氨溶液反应的特殊性（hcho4ag），而漏解。 【答案】（1）甲醛hcho 6 g，丙酮ch3coch3 17.4 g； （2）乙醛ch3cho 17.6 g，丙酮ch3coch3 5.8 g。 【解析】根据题意知：醛、酮的平均相对分子质量为23.42=46.8。 由于酮cnh2no，n3，所以碳原子数最少的酮是丙酮，其式量为58，则混合物中醛的式量只能小于46.8，即只可能是甲醛（式量30）或乙醛（式量44）。 （1）若醛为甲醛，则据hcho4ag 1 mol 4108 g x 86.4 g x=0.2 mol，质量=0.2mol30 gmol1=6 g， 则酮的质量=23.4 g6 g=17.4 g， 酮的物质的量=0.5 mol0.2 mol=0.3 mol， 酮的式量=58，故n=3，为丙酮。 （2）若醛为乙醛，则据ch3cho2ag 1 mol 2108 g y 86.4 g y=0.4 mol，质量=0.4 mol44 gmol1=17.6 g， 则酮的质量=23.4 g17.6 g=5.8 g， 酮的物质的量=0.5 mol0.4 mol=0.1 mol， 酮的式量=58，故n=3，为丙酮。【总结升华】甲醛、乙醛中都含有醛基，但与银氨溶液发生反应时，相同物质的量的甲醛和乙醛与足量的银氨溶液发生反应时，生成银的物质的量并不相同，因为甲醛中可视为含有两个醛基。举一反三：【变式1】已知柠檬醛的结构简式为： 根据科学的知识判断，下列说法不正确的是（ ）。 a能使酸性kmno4溶液褪色 b能发生银镜反应 c与乙醛互为同系物 d1 mol柠檬醛与足量h2加成后得到分子式为c10h20o的醇【答案】c、d【变式2】在一定条件下，烯烃可发生臭氧化还原水解反应，生成羰基化合物，该反应可表示为： 已知：化合物a，其分子式为c9h10o，它既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与fecl3溶液发生显色反应，且能与金属钠或naoh溶液反应生成b；b发生臭氧化还原水解反应生成c，c能发生银镜反应；c催化加氢生成d，d在浓硫酸存在下加热生成e；e既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与fecl3溶液发生显色反应，且能与naoh溶液反应生成f；f发生臭氧化还原水解反应生成g，g能发生银镜反应，遇酸转化为h(c7h6o2)。 请根据上述信息，完成下列填空： （1）写出下列化合物的结构简式（如果有多组化合物符合题意，只需写出其中的一组）： a_，c_，e_。 （2）写出分子式为c7h6o2的含有苯环的所有同分异构体的结构简式_。【答案】 （2）【变式3】醛类因易被氧化为羧酸，而易使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色。向乙醛中滴入酸性kmno4溶液，可观察到的现象是_。现已知柠檬醛的结构式为，若要检验其中的碳碳双键，其实验方法是_。【答案】酸性kmno4溶液褪色 先取少量柠檬醛溶液于一试管中，再加入足量银氨溶液，水浴加热。反应后取上层清液，然后再加少量酸性kmno4溶液，振荡。若酸性kmno4溶液褪色，则证明该分子中有cc键存在，否则不存在cc键【变式4】3 g某醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43.2 g ag，则该醛可能是（ ）。 a甲醛 b乙醛 c丙醛 d丁醛【答案】a类型二：酮的结构和性质 例4 请阅读下列材料：o 在含羰基的化合物中，羰基碳原子与两个烃基直接相连时，叫做酮。当两个烃基都是脂肪烃基时，叫脂肪酮，如甲基酮；都是芳香烃基时，叫芳香酮；当两个烃基是相互连接的闭合环状结构时，叫环酮，如环己酮 。 像醛一样，酮也是一类化学性质活泼的化合物，如羰基也能进行加成反应。加成时，试剂的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳，而后试剂中带正电部分加到羰基带负电的氧上，这类加成反应叫亲核加成。 但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差，不能被弱氧化剂氧化。 许多酮都是重要的化工原料和优良溶剂，一些脂环酮还是名贵香料。 试回答： （1）写出甲基酮与氢氰酸（hcn）反应的化学方程式_。 （2）下列化合物中不能和银氨溶液发生反应的是（ ）。 ahcho bhcooh c dhcooch3 （3）有一种名贵香料灵猫香酮属于（ ）。 a脂肪酮 b脂环酮 c芳香酮 （4）樟脑也是一种重要的酮，它不仅是一种家用杀虫剂，而且是香料、塑料、医药工业中重要的原料。它的分子式为_。【思路点拨】解答本题时，特别注意题给信息，正确理解即可解答甲基酮与氢氰酸的反应。【答案】（1） （2）c （3）b （4）c10h16o 【解析】（1）依据题给信息，羰基也能进行加成反应。加成时，试剂的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳，而后试剂中带正电部分加到带负电的氧上。hcn分子中，氢原子带正电，氰酸根带负电，因而氰酸根进攻羰基碳原子，氢原子结合到羰基氧原子上。即 （2）能和银氨溶液发生反应的应是含醛基（cho）的物质，题给选项中a、b、d中的物质均含cho。故选c。 （3）由题给信息可知，灵猫香酮属于两烃基相互连接的闭合环状结构的环酮即脂环酮。故选b。（4）利用碳的四价键原则，首先查出碳原子数，再算出