高考化学 11.2 醛　羧酸课件 苏教版.ppt

第二单元醛羧酸 三年30考高考指数 1 了解乙醛 乙酸和乙酸乙酯的组成和结构特点 2 了解醛 羧酸和酯的主要性质及应用 3 了解醛类对环境和健康可能产生的影响 了解醛类的安全使用 4 了解醛 羧酸和酯的相互联系 一 醛1 醛 由 而构成的化合物 结构通式可简写为 2 饱和一元醛分子的通式为 烃基或氢原子与醛基相连 r cho cnh2no n 1 3 甲醛 乙醛的分子组成和结构4 甲醛 乙醛的物理性质 ch2o hcho c2h4o ch3cho cho 6 在生产 生活中的作用和对健康 环境产生的影响 1 醛是重要的化工原料 广泛应用于合成纤维 医药 染料等行业 2 35 40 甲醛水溶液称为 具有杀菌消毒作用和防腐性能 常用作农药和消毒剂 用于种子消毒和浸制生物标本 3 劣质的装饰材料中挥发出的甲醛 对环境和人体健康影响很大 是室内主要污染物之一 福尔马林 二 羧酸1 羧酸 由 相连构成的有机化合物 结构通式可简写为 2 饱和一元羧酸分子的通式为 3 甲酸和乙酸的分子组成和结构 烃基或氢原子与羧基 r cooh cnh2no2 n 1 ch2o2 hcooh cho cooh c2h4o2 ch3cooh cooh 4 羧酸的物理性质 1 乙酸 气味 强烈刺激性气味 状态 液体 溶解性 易溶于水和乙醇 2 低级饱和一元羧酸 一般易溶于水 且溶解度随碳原子数的增加而 降低 5 羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基 反应时的主要断键位置如图 1 酸的通性 乙酸是一种弱酸 其酸性比碳酸强 在水溶液里的电离方程式为 2 酯化反应 ch3cooh和ch3ch218oh发生酯化反应的化学方程式为 ch3coohh ch3coo 6 羧酸在生产 生活中的作用 1 乙酸 俗称醋酸 是醋的成分之一 2 许多羧酸是生物体代谢过程中的重要物质 许多动植物体内含有有机酸 3 羧酸还是重要的有机化工原料 三 酯1 酯 羧酸分子羧基中的 被 取代后的产物 可简写为 官能团为 2 酯的性质 1 低级酯的物理性质 oh or rcoor 小 2 化学性质 水解反应 反应原理 实例 如ch3cooc2h5在稀硫酸或naoh催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为 3 酯在生产 生活中的作用 1 日常生活中的饮料 糖果和糕点等常使用酯类香料 2 酯还是重要的化工原料 1 利用酸性高锰酸钾溶液和溴水均能鉴别乙醛和乙酸 分析 乙醛中的醛基有很强的还原性 能被酸性高锰酸钾溶液和溴水所氧化 乙酸与酸性高锰酸钾溶液和溴水均不发生反应 2 羧酸因易电离出h 而显酸性 所以易与醇发生酯化反应 分析 羧酸发生酯化反应是羟基被烷氧基取代 是取代反应 与羧酸的酸性无关 3 甲酸能发生银镜反应 能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀 分析 甲酸含有醛基 具有醛的性质 所以能发生银镜反应 能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀 4 醛基 羰基 羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成 分析 氢气可以与醛基 酮羰基中的碳氧双键加成 不能与羧基和酯基中的碳氧双键加成 5 酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应 分析 酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代 或醇中的羟基氢原子被酰基取代 酯的水解是酯化反应的逆反应 故也属于取代反应 4 注意事项 试管内壁须洁净 银氨溶液要随用随配 不可久置 用水浴加热 不可用酒精灯直接加热 醛用量不宜太多 如乙醛一般滴3滴 银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去 高考警示钟 1 醛类物质发生银镜反应或与新制cu oh 2悬浊液反应均需在碱性条件下进行 2 能发生银镜反应 或与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀 的物质一定含有醛基 但不一定是醛类 可能是醛 也可能是甲酸 甲酸形成的盐 甲酸形成的酯 葡萄糖 麦芽糖等 典例1 柠檬醛是一种用于合成香料的工业原料 现已知柠檬醛的结构简式为 ch3 2c chch2ch2c ch3 chcho 请回答下列问题 1 欲检验该分子中的醛基可用银镜反应或与新制氢氧化铜悬浊液反应 若检验其中的碳碳双键 则应选用的试剂为 a 银氨溶液b 稀溴水c fecl3溶液d naoh溶液 2 为了检验柠檬醛分子结构中的醛基 某同学设计了以下实验 a 在试管中先注入少量naoh溶液 振荡 加热煮沸之后把naoh溶液倒去 再用蒸馏水洗净试管 b 在洗净的试管里配制银氨溶液 c 向银氨溶液中滴入3 4滴柠檬醛稀溶液 d 加热 请回答下列问题 步骤a中加naoh溶液 振荡 加热煮沸的目的是 步骤d应选择的加热方法是 填下列装置编号 理由是 写出柠檬醛发生银镜反应的化学方程式 3 另一名同学设计了另外一个实验进行检验 取1mol l 1cuso4溶液和2mol l 1naoh溶液各1ml 在一支洁净的试管内混合后 向其中又加入0 5ml柠檬醛稀溶液 加热煮沸后无红色沉淀出现 该同学实验失败的原因可能是 选填序号 加入的柠檬醛过多 加入的柠檬醛太少 加入cuso4溶液的量过多 加入naoh溶液的量过多 解题指南 解答本题要注意以下三点 1 碳碳双键和醛基都能被溴水和酸性kmno4溶液氧化 2 检验醛基时溶液要呈碱性 3 进行银镜反应时注意不能加强热 不能抖动 解析 1 因为柠檬醛中含有醛基 故检验碳碳双键时不能只选用溴水 醛基也能被溴水氧化而使溴水褪色 所以直接加入溴水检验碳碳双键不能得出正确结论 而应先用银氨溶液将醛基氧化后再检验碳碳双键 2 银镜反应成功的关键之一是试管必须洁净 试管中先加入少量的氢氧化钠溶液 振荡 加热煮沸 目的就是保证试管的洁净 加热时试管抖动或试管中液体沸腾都将影响银镜的生成 所以应当选用乙装置 水浴加热 3 醛基与新制的cu oh 2悬浊液反应时必须在碱性条件下 实验中加入cuso4溶液的量过多 答案 1 a b 2 除去试管内的油污 乙加热时试管抖动或试管中的液体沸腾都会影响银镜的产生 ch3 2c chch2ch2c ch3 chcho 2ag nh3 2oh ch3 2c chch2ch2c ch3 chcoonh4 2ag 3nh3 h2o 3 互动探究 1 1mol柠檬醛最多可以与多少摩尔氢气加成 提示 一个柠檬醛分子中含有两个碳碳双键和一个醛基 1mol柠檬醛最多可以与3mol氢气加成 2 若使柠檬醛转化为饱和一元醛 应通过哪些反应 提示 首先使柠檬醛与h2发生加成反应转化成饱和一元醇 然后再使醇发生氧化反应生成醛 酯化反应的类型1 有关酯的反应中物质的量的关系 1 酯化反应中 生成的酯基个数等于生成的水分子个数 2 酯水解时 水解的酯基个数等于消耗的水分子个数 4 多元羧酸与多元醇之间的酯化反应 此时反应有三种情形 可得普通酯 环酯和高聚酯 如 5 羟基酸自身的酯化反应 此时反应有三种情形 可得到普通酯 环酯和高聚酯 如 高考警示钟 1 发生酯化反应时羧酸脱去的是羟基 醇脱去的是羟基氢原子 解题时要注意断键部位 2 酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸 3 羟基酸分子之间发生酯化反应时 可生成链状酯 也可生成环酯 解题时要看清题意 典例2 下列是有机化合物a的转化过程 1 若d在一定条件下可以氧化为b 则a的结构简式为 a水解的化学方程式为 2 若有x y两物质与a是同类物质的同分异构体 也能发生上述转化 若b能发生银镜反应 c不能发生消去反应 则x的结构简式为 若b d均不能发生银镜反应 则y可能的结构简式有 3 若z与a为不同类别的同分异构体 并且具有下列性质 z不能与nahco3溶液反应 z不能使溴水褪色 1molz与足量金属钠反应可以生成1molh2 z光照条件下与氯气取代所得一氯取代产物只有两种 不考虑立体异构现象 则z的结构简式为 解题指南 解答本题时要注意以下四点 1 d可氧化生成b 说明b d碳原子数相同 2 若b能发生银镜反应 则b一定是甲酸 3 若b d均不发生银镜反应 则d为酮 4 由a的分子式和z的条件知z分子中含有一个环 解析 1 d在一定条件下可以氧化为b 结合c转化为d的反应条件及整个转化流程可知 a b c d分别为酯 羧酸 醇 醛 a中只有两个氧原子 说明a中只有一个酯基 d在一定条件下可以氧化为b 说明b d所含碳原子数相同 且所含碳原子数之和等于a中碳原子数 即6 所以b d分子中所含碳原子数均为3 则c为ch3ch2ch2oh d为ch3ch2cho b为ch3ch2cooh a为ch3ch2cooch2ch2ch3 技巧点拨 羧酸 醇和对应酯的组成的分析 1 饱和一元脂肪醇与饱和一元脂肪酸形成的酯 酸分子和醇分子中的碳原子数之和等于酯分子中碳原子数 酸分子和醇分子中的氢原子数之和比酯分子中氢原子数多2 酸分子和醇分子中的氧原子数之和比酯分子中氧原子数多1 2 饱和一元脂肪醇比饱和一元脂肪酸多一个碳原子时 它们的相对分子质量相等 变式训练 由中国科研人员从中药材中提取的金丝桃素对于感染的h5n1亚型禽流感家禽活体具有100 的治愈率 根据下面金丝桃素的结构简式回答下列问题 1 金丝桃素能在naoh水溶液中加热反应得a和b b为芳香族化合物 则b的结构简式为 该反应属于 反应 2 室温下 b用稀盐酸酸化得c 下列物质中不能和c发生反应的是 填序号 浓硫酸和hno3的混合液 h2 催化剂加热 ch3ch2ch2ch3 na o2 催化剂 na2co3溶液 3 写出两分子c与浓硫酸共热 生成八元环状物的化学方程式 解析 1 金丝桃素分子结构中含有酯基 在naoh水溶液中加热 酯基发生水解得到酸和醇 碱性条件下酸变成钠盐 又b为芳香族化合物 所以b的结构简式为 2 b用稀盐酸酸化得c 故c为 含有羧基和羟基 只有 ch3ch2ch2ch3不能与c反应 3 答案 1 水解 或取代 2 3 变式备选 由乙烯和其他无机原料合成环状化合物 其合成过程如下 水及其他无机产物均已省略 请分析后回答下列问题 1 写出下列反应的反应类型 2 d物质中的官能团名称为 3 物质x与a互为同分异构体 则x的结构简式为 4 a b的反应条件为 5 写出下列转化的化学方程式 c d b d e 解析 依据转化流程可推知b c d分别为醇 醛 羧酸 结合乙烯和e的结构可推知a为ch2brch2br b为ch2ohch2oh c为ohccho d为hooccooh 答案 1 加成反应 取代反应 或酯化反应 2 羧基 3 ch3chbr2 4 氢氧化钠水溶液 加热 5 3 实验装置4 反应的条件及其意义 1 加热 主要目的是提高反应速率 其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集 使平衡向正反应方向移动 提高乙醇 乙酸的转化率 2 以浓硫酸作催化剂 提高反应速率 3 以浓硫酸作吸水剂 提高乙醇 乙酸的转化率 5 实验需注意的问题 1 加入试剂的顺序为c2h5oh 浓硫酸 ch3cooh 2 用盛饱和na2co3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯 一方面除去蒸发出来的ch3cooh 溶解蒸发出来的乙醇 另一方面降低乙酸乙酯的溶解度 有利于酯的分离 3 导管不能插入到饱和na2co3溶液中 以防止倒吸 4 加热时要用小火均匀加热 防止乙醇和乙酸大量挥发 液体剧烈沸腾 5 装置中的长导管起导气和冷凝作用 6 充分振荡试管 然后静置 待液体分层后 分液得到的上层液体即为乙酸乙酯 7 加入碎瓷片 防止暴沸 6 提高产率采取的措施 该反应为可逆反应 1 用浓硫酸吸水 使平衡向正反应方向移动 2 加热将酯蒸出 3 可适当增加乙醇的量 并有冷凝回流装置 1 下列说法错误的是 a 乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分b 乙醇和乙酸的沸点和熔点都比乙烷和乙烯的沸点和熔点高c 乙醇和乙酸都能发生氧化反应d 乙醇和乙酸之间能发生酯化反应 酯化反应和皂化反应互为逆反应 解析 选d a项 料酒中含有乙醇 醋中含有乙酸 a项正确 b项 通常情况下 乙醇和乙酸为液态 乙烷和乙烯为气态 所以乙醇和乙酸的沸点和熔点都比乙烷和乙烯的沸点和熔点高 b项正确 c项 乙醇能氧化为乙醛 乙酸 乙酸可进一步氧化为二氧化碳 c项正确 d项 酯化反应和酯的水解反应是可逆过程 酯化反应不是皂化反应的逆反应 d项错误 2 下列关于醛 羧酸 酯的叙述中正确的是 a 通常情况下 甲醛和乙醛均为液体b 甲醛有毒c 乙酸酸性较弱 不能使石蕊试液变红d 酯在酸性条件下比在碱性条件下水解程度大 解析 选b a项 通常情况下 甲醛为气体 a项错误 甲醛有毒 b项正确 c项 乙酸酸性虽然较弱 但可使石蕊试液变红 c项错误 d项 碱能中和酯水解产生的酸 碱性条件下酯水解程度大 d项错误 3 下列关于烃的衍生物的说法中正确的是 a 乙醛分子中的所有原子都在同一平面上b 凡是能发生银镜反应的有机物都是醛c 醛类既能被氧化为羧酸 又能被还原为醇d 完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇 消耗氧气的质量相等 解析 选c a项 乙醛的结构简式为 ch3cho 其中甲基的四个原子不可能在同一平面上 a项错误 b项 分子中含有醛基的有机物都能发生银镜反应 但含有醛基的物质不一定都是醛 如甲酸及其盐 甲酸形成的酯 葡萄糖 麦芽糖等 这些物质不是醛类 b项错误 c项 cho在一定条件下既可被氧化为 cooh 也可被还原为 ch2oh c项正确 d项 由于乙醛与乙醇含有相同的c o原子数 但乙醇分子中氢原子多 因而完全燃烧等物质的量的乙醇和乙醛 乙醇消耗氧气的质量比乙醛的多 d项错误 4 下列有关银镜反应实验的说法正确的是 a 试管先用热烧碱溶液洗涤 然后用蒸馏水洗涤b 向2 的稀氨水中滴入2 的硝酸银溶液 配得银氨溶液c 可采用水浴加热 也能直接加热d 可用浓盐酸洗去银镜 解析 选a 银镜反应实验成功与否与试管是否洁净有很大关系 先用碱液洗涤试管 主要是除去油污 a项说法正确 配制银氨溶液 是将2 的氨水逐滴加到2 的硝酸银溶液中且边滴边振荡 直到最初产生的沉淀恰好溶解为止 b项说法错误 银镜反应实验一定是水浴加热 c项说法错误 盐酸不能洗去银镜 应用稀硝酸洗涤 d项说法错误 5 下列说法正确的是 a 酸和醇发生的反应一定是酯化反应b 酯化反应中一般是羧酸脱去羧基中的羟基 醇脱去羟基上的氢原子c 浓硫酸在酯化反应中只起催化剂的作用d 欲使酯化反应生成的酯分