苏教版选修5 醛羧酸 学案.doc

互动课堂疏导引导一、醛的性质和应用醛的结构特点 醛中都含有醛基（），从醛基的结构式中可以看出醛基中包含有羰基（），羰基中的碳原子与氧原子通过双键连接在一起。若羰基碳直接与氢原子和烃基（或氢原子）相连，则构成醛，如hcho，ch3cho等。若与羰基碳相连的两个基团均为烃基，则构成酮，如。醛类中常见的是甲醛和乙醛，甲醛的分子式为ch2o，结构式为，结构简式为hcho，因为羰基以及与羰基直接相连的原子处于同一平面上，所以甲醛分子中的4个原子处于同一平面上。乙醛的分子式为c2h4o，结构式为，结构简式为ch3cho。二、醛的性质1.甲醛、乙醛的物理性质甲醛、乙醛都有刺激性气味，它们的沸点分别为-21 和20.8 ，在水中的溶解度较大。2.醛的化学性质（1）醛的氧化反应催化氧化和弱氧化剂的反应a.被银氨溶液氧化 注意银氨溶液的配制：取2%的硝酸银溶液于试管中，在不断振荡试管的同时向试管中滴加2%的稀氨水，直至产生的沉淀恰好完全溶解。滴加溶液顺序不能颠倒，否则最后得到的不是银氨溶液。配制过程中涉及的化学方程式为：ag+nh3h2o=agoh+agoh+2nh3h2o=ag(nh3)2+oh-+2h2o 向配制的银氨溶液中滴入3滴乙醛，振荡后把试管放在热水浴中加热，一段时间后可以看到试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。银镜反应是醛类的特征反应。反应方程式为： 要成功进行该实验，关键要注意以下几点： 试管要光滑洁净；银氨溶液的制备、乙醛的用量要符合实验说明中的规定；要水浴加热；在加热过程中，试管不能振荡。b.被新制cu（oh)2溶液氧化 新制cu(oh)2溶液的配制：向试管里加入2 ml 10%的naoh溶液，滴入46滴2%的cuso4溶液。配制过程中涉及的化学反应方程式为：cuso4+2naoh=cu(oh)2+na2so4。 然后向新配制的cu(oh)2溶液中加入0.5 ml乙醛溶液，将试管放在热水浴中加热。一段时间后试管内出现红色沉淀。与新制cu(oh)2溶液反应也是醛类的特征反应。化学反应方程式为： 该实验中所用的氢氧化铜溶液必须是新制的，制取氢氧化铜是在氢氧化钠的溶液中滴入少量硫酸铜溶液，氢氧化铜是明显过量的，用于保证溶液为碱性。新制cu(oh)2溶液呈碱性，是该溶液与醛类成功反应的关键。知识总结 银氨溶液、新制氢氧化铜的氧化性是很弱的，乙醛能被这样的弱氧化剂氧化，原因是乙醛的还原性很强，由此推理，乙醛也易被高锰酸钾酸性溶液、溴水等氧化剂氧化，高锰酸钾、溴被还原而使溶液褪色。（2）醛的还原反应 醛既能被氧化，又能被还原。在加热和有催化剂存在的条件下，醛可以和氢气发生加成反应，生成醇。rcho+h2rch2oh综合醇的催化氧化和醛的还原反应可知，醇和醛之间能在不同条件下相互转化。rch2ohrcho（3）甲醛的性质 甲醛是典型的气态（通常状况下）醛。其他的醛中，除乙醛沸点为20.8 外，余者皆为液态或固态。甲醛是唯一的气态含氧衍生物。甲醛的分子结构如下图所示： 从分子结构上看，甲醛是最简单的醛，通常把它归为饱和一元醛。但在与弱氧化剂的反应中，1 mol hcho最多可还原出4 mol的ag或2 mol的cu2o,这是因为同物质的量的甲醛是乙醛还原能力的两倍，故甲醛又像二元醛。 甲醛和苯酚反应可制取酚醛树脂。酚醛树脂是最早生产和使用的合成树脂，由于它有不易燃烧，良好的电绝缘性等优良性能，至今还用作电木（一种塑料）的原料。 酚醛树脂通常由苯酚跟甲醛起反应而制得，这个反应可简单地表示如下：+nh2o或nc6h5oh+nhchonh2o该反应需在水浴加热的条件下完成。三、羧酸的性质及应用1.羧酸的分子结构及羧酸的分类 分子中烃基（或氢原子）跟羧基（）相连的化合物属于羧酸。人们最熟悉的羧酸是乙酸，俗称醋酸，它的分子式为c2h4o2，结构式为，结构简式为ch3cooh。甲酸是另一种常见的羧酸，它的分子式为ch2o2，结构式为，结构简式为hcooh。它的羧基与氢原子相连，性质较为特殊。按照不同的分类标准，羟酸有不同的分类方式。（1）根据分子里羧基的数目分类一元羧酸：如hcooh、ch3cooh、ch2=chcooh、c6h5cooh二元羧酸：如（乙二酸）、（己二酸）多元羧酸（2）根据分子里的烃基是否饱和分类饱和羧酸：如hcooh、ch3cooh、不饱和羧酸：如ch2=chcooh、c6h5cooh（3）根据物质是否具有芳香性分类脂肪羧酸：如ch3cooh、芳香羧酸：如 在脂肪酸中，有一类分子中含碳原子数较多，称为高级脂肪酸，它们的酸性很弱，在水中的溶解度不大甚至难溶于水，如硬脂酸（c17h35cooh），软脂酸（c15h31cooh）、油酸（c17h33cooh）、亚油酸（c17h31cooh）。在上述酸中硬脂酸、软脂酸为饱和酸，油酸、亚油酸为不饱和酸。2.羧酸的化学性质（1）酸性羧酸水溶液中存在以下电离方程式：rcoohrcoo-+h+，故羧酸为弱酸，能体现酸的性质。（2）酯化反应 在一支试管中加入3 ml乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入2 ml浓硫酸和2 ml冰醋酸。按图连接好装置用酒精灯小心均匀地加热试管35 min，产生的蒸气经导管通到饱和的碳酸钠溶液的液面上。可以看到碳酸钠饱和溶液的液面上有透明的油状液体产生，并可闻到香味。生成乙酸乙酯的反应规律总结（1）这种有香味的无色透明油状液体就是乙酸乙酯，反应的化学方程式可以表示如下：（2）乙酸乙酯是酯类化合物的一种，乙酸乙酯的密度约为0.9 gcm-3，沸点77 ，易溶于乙醇等，酸和醇起作用，生成酯和水的反应叫做酯化反应，这里的酸是指像乙酸之类的有机酸和像硝酸之类的无机含氧酸。（3）如果用含氧的同位素的乙醇与乙酸作用，可发现所生成的乙酸乙酯分子里含有原子。 这就是说，酯化反应的一般过程是羧酸分子里的羟基与醇分子里羟基上的氢原子结合成水，其余部分互相结合生成酯。酯化反应又属于取代反应。（4）生成乙酸乙酯反应的性质：反应很慢，即反应速率很低。反应是可逆的，即反应生成的乙酸乙酯在同样的条件下，又部分地发生水解反应，生成乙酸和乙醇。(5)生成乙酸乙酯反应的条件及其意义：加热，加热的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，提高乙醇、乙酸的转化率。以浓硫酸作催化剂，提高反应速率。以浓硫酸作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。(6)实验室里制取乙酸乙酯时要注意：化学药品加入大试管时，切莫先加浓硫酸。加热要小心均匀地进行，以防乙酸、乙醇的大量挥发、液体剧烈沸腾。导气管末端莫浸入液体内，以防液体倒吸。(7)实验室里制乙酸乙酯时用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，主要优点是：随着乙酸乙酯蒸发出来的乙酸与碳酸钠反应生成盐溶于水，乙醇溶于碳酸钠溶液，以利于乙酸乙酯与乙酸、乙醇的分离。乙酸乙酯在无机盐溶液中溶解度减小，容易分层析出。(8)由乙酸的酯化反应、酯化反应的概念等可知，乙醇及醇类还有发生酯化反应的化学性质，酯化反应是醇和羧酸及无机含氧酸共有的化学性质。知识拓展通过酯化反应，人们可以得到高分子化合物，如对苯二甲酸与乙二醇发生酯化反应可生成高分子化合物聚对苯二甲酸乙二酯和水。 像这种由有机化合物分子间缩去小分子获得高分子化合物的反应称为缩聚反应。缩聚反应是获得有机高分子化合物的重要手段。（3）甲酸的性质 甲酸虽然分子组成简单，但分子内所含的官能团种类多，有羰基、羧基、羟基和醛基，如右图所示。 经过对甲酸分子结构的分析可知，甲酸除有一般羧酸的性质外，还有像醛一样的还原性，甲酸中的醛基被氧化后，使甲酸变为碳酸（）。甲酸有酸性和还原性，新制氢氧化铜悬浊液中有naoh、cu(oh)2的碱性，还有cu(oh)2的氧化性。由此可见甲酸和新制氢氧化铜悬浊液之间的反应的复杂性，其中伴有明显现象的化学反应有：2hcooh+cu(oh)2cu2+2hcoo-+2h2o反应使蓝色的悬浊液变为蓝色溶液hcooh+2cu(oh)2cu2o+co2+3h2o反应使悬浊液的蓝色消失，又生成了红色沉淀。 需要注意的是，上述两种不同的反应，是在不同的条件下发生的，乙酸等小分子羧酸也能与新制氢氧化铜浊液发生中和反应。四、重要有机物之间的相互转化 有机化合物在一定条件下可以相互转化，掌握它们之间的转化关系是学好有机化学的基础。活学巧用1.已知甲醛（hcho）分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是( )a.苯乙烯 b.苯甲酸c.苯甲醛 d.苯乙酮解析：已知甲醛的4个原子是共平面的，提示了羰基的碳原子所连接的3个原子（或原子团）也是共平面的。因此，苯环（本身是共平面的一个环）有可能代替甲醛的1个h。oh也有可能代替苯甲醛的1个h，b、c都可能同在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个h，可以共平面。只有苯乙酮，由于ch3的c位于四面体的中心，3个h和羧基的c位于四面体的顶点，不可能共平面。答案：d2.实验室做乙醛和银氨溶液反应的实验时：（1）配制银氨溶液时向盛有_溶液的试管中逐滴滴加_溶液，边滴边振荡直到_为止。有关反应的离子方程式为：_，_。（2）加热时应用_加热，发生银镜反应的离子方程式为_。解析：本题考查银镜反应的基本实验操作及相关反应。答案：（1）2%的硝酸银 2%的稀氨水 产生的沉淀恰好溶解 ag+nh3h2o=agoh+ agoh+2nh3h2o=ag(nh3)2+oh-+2h2o(2)热水浴 ch3cho+2+2oh-2ag+ch3coo-+3nh3+h2o3.a、b是两种一元醛。b比a分子多1个碳原子。现有50 g含a 66%的溶液与50 g含b 29%的溶液混合成a、b的混合水溶液。取1 g此溶液跟足量的银氨溶液反应，可析出银2.16 g。求a、b的结构简式。解析：根据混合液与银氨溶液反应可得混合醛的平均相对分子质量。rcho 2ag 2108(1.0 2.16得：=47.5此值比甲醛、乙醛相对分子质量均大而排除为此两种醛的混合物，m（乙醛）m（丙醛），且二者相差1个碳原子。因此：a为乙醛：ch3cho;b为丙醛：ch3ch2cho。答案：a：ch3cho，b：ch3ch2cho。4.一个学生做乙醛的还原性实验时，取1 moll-1 cuso4溶液和0.5 moll-1 naoh溶液各1 ml，在一支洁净的试管中混合后，向其中加入0.5 ml 40%的乙醛，加热煮沸，结果无砖红色沉淀出现。实验失败的原因可能是( )a.未充分加热 b.加入乙醛太多c.加入naoh的量不够 d.加入cuso4的量不够解析：因为该实验在碱性条件下cu(oh)2容易被还原，同时也可避免cu(oh）2过量而导致cu(oh)2分解变黑(cuo)而掩盖生成的砖红色的cu2o。答案：c5.某有机物结构简式为（ch3）2c=chch2ch2cho。（1）检验分子中醛基的方法是_反应，化学方程式为_。（2）检验分子中碳碳双键的方法是_。反应化学方程式为_。（3）实验操作中，哪一个官能团应先检验？_。解析：（1）加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基。（ch3）2c=chch2ch2cho+2ag(nh3)2oh2ag+3nh3+(ch3)2c=chch2ch2coon h4+h2o(2)在加银氨溶液氧化醛后，调ph至中性再加入溴水，看是否褪色。（ch3）2c=chch2ch2cooh+br2(ch3)2(3)由于br2也能氧化cho，所以必须先用银氨溶液氧化醛基cho，又因为氧化后溶液为碱性，所以应先酸化后加溴水检验双键。答案：（1）银镜 （ch3）2c=chch2ch2cho+2ag(nh3)2oh2ag+3nh3+(ch3)2c= chch2ch2coonh4+2h2o(2)在加银氨溶液氧化醛后，调ph至中性再加入溴水，看是否褪色。（ch3）2c=chch2ch2cooh+br2 （3）双键6.在2hcho+naoh(浓）hcoona+ch3oh中，hcho（甲醛）( )a.仅被氧化 b.未被氧化，未被还原c.仅被还原 d.既被氧化，又被还原解析：在有机反应中，有机物去氢或加氧的反应是氧化反应，有机物去氧或加氢的反应是还原反应。答案：d7.3 g某醛跟足量的银氨溶液反应，结果析出43.2 g 银，则该醛是( )a.甲醛 b.乙醛 c.丙醛 d.丁醛解析：因1 mol一元醛通常发生银镜反应可得到2 mol ag。现得到0.4 mol ag，故醛应为0.2 mol，该醛的摩尔质量=15 gmol-1。此题似乎无解，但1 mol甲醛可得到4 mol ag。即3 g甲醛可得到43.2 g(0.4 mol)ag。与题意相符。答案：a8.如右图是实验制取酚醛树脂的装置。（1）试管上方长玻璃管的作用是_。（2）浓盐酸在该反应中的作用是_。（3）此反应需水浴加热，不用温度计控制水浴温度的原因是_。（4）写出实验室制取酚醛树脂的化学方程式（有机物用结构简式）：_，此有机反应类型是_。解析：本题考查酚醛树脂的制备，内容较为简单。答案：（1）平衡气压 （2）催化剂 （3）用沸水浴加热+nh2o 缩聚反应9.下列物质中各含有少量的杂质，能用饱和na2co3溶液并借助于分液漏斗除去杂质的是( )a.苯中含有少量甲苯 b.乙醇中含有少量乙酸c.溴苯中含有少量苯 d.乙酸乙酯中含有少量的乙酸解析：杂质与na2co3反应，生成物与保留物分层即可，乙酸与na2co3反应，乙酸钠与乙酸乙酯互不相溶，即分层。答案：d10.下列物质中既能使高锰酸钾酸性溶液褪色，又能使溴水因发生化学反应褪色的是( )a.乙酸乙酯 b.油酸 c.乙酸 d.甲苯解析：本题考查各物质的性质。乙酸乙酯和乙酸都既不能使溴水褪色，也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色。甲苯可使高锰酸钾酸性溶液褪色，但不能使溴水因发生反应而褪色。油酸为不饱和酸，分子结构中存在一个双键，故既可使高锰酸钾酸性溶液褪色，又可使溴水褪色。答案：b11.有以下一系列反应，最终产物为草酸：已知b的相对分子质量比a大79，请推测用字母代表的化合物的结构式：c_，f_。完成下列反应方程式；bc_。ef_。解析：因为e连续催化氧化生成乙二酸，所以f为乙二醛，e为乙二醇。又因为c与溴水反应生成d，d与氢氧化钠溶液反应生成e（乙二醇），所以d为二溴乙烷（brh2cch2br），c为乙烯。因为b与naoh醇溶液共热生成乙烯，且b相对分子质量比a大79，所以b为溴乙烷，a为乙烷。答案：ch2=ch2 12.(2006全国理综,26)可用下图所示装置制取少量乙酸乙酯（酒精灯等在图中均已略去）。请填空：（1）试管a中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 ml，正确的加入顺序及操作是_。（2）为防止a中的液体在实验时发生暴沸，在加热前应采取的措施是_。（3）实验中加热试管a的目的是：_；_。（4）试管b中加有饱和na2co3溶液，其作用是_。（5）反应结束后，振荡试管b，静置。观察到的现象是_。解析：因浓硫酸与其他液体混合时会放出大量热，冰醋酸很容易挥发，所以先加入乙醇，再慢慢加入浓硫酸并注意摇动试管，最后加入冰醋酸。生成乙酸乙酯的反应为可逆反应，为加快反应速率并使平衡向正方向移动以提高乙酸乙酯的产率，可采用加热的方法。产物乙酸乙酯是一种无色透明的油状液体，不溶于水，密度比水小。答案：（1）先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加入冰醋酸（2）在试管a中加入几粒沸石（或碎瓷片）（3）加快反应速率 及时将产物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动（4）吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇（5）b中