高二化学醛人教实验版知识精讲

高二化学高二化学醛醛人教实验版人教实验版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 醛 1. 醛基和醛 2. 乙醛 3. 甲醛 二. 重点、难点： 1. 乙醛的结构式，主要性质和用途。 2. 醛基和醛类的概念。 3. 甲醛的性质和应用。 三. 教学过程 复习复习 （1）写出乙醇发生催化氧化反应的化学方程式。 （2）写出能够氧化成醛的戊醇的同分异构体的结构简式。 醇氧化成醛，醇分子的结构中必须含有“-CH2OH”的结构，能够氧化成醛的醇可看成 “-CH2OH”取代了烃中的氢原子，书写同分异构体时应把醇写成：R-CH2OH。再判断烃 基-R 有几种同分异构体。C5H12OC4H9CH2OH，-C4H9有四种同分异构体： 则能够氧化成醛的戊醇的同分异构体有四种。 （一）醛基和醛 1、醛基： 结构式：H O | C 电子式：H: . O : C . 2 结构简式：CHO 注意：注意：醛基的结构简式不能写成COH。 2、醛的定义：从结构上看，由烃基（或氢原子）跟醛基相连而成的化合物叫醛。 3、饱和一元醛的通式：CnH2n+1CHO 或 CnH2nO 4、醛的命名：选择包括醛基在内的最长碳链为主链，编号时从靠近醛基的一端开始，因 醛基总是出现在分子首端，故命名时不用标出醛基的位次。 （二）乙醛 1、乙醛的分子结构 分子式：C2H4O 结构式： 结构简式： 键线式： 乙醛分子结构中含有两类不同位置的氢原子，因此在核磁共振氢谱中有两组峰，峰的 面积与氢原子数成正比。因此峰面积较大或峰高较高的是甲基氢原子，反之，是醛基上的 氢原子。 2、乙醛的物理性质： 乙醛是无色、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， 能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。 3、乙醛的同分异构体： 练习写出 C2H4O 可能有的同分异构体的结构式。 4、乙醛的化学性质： （1）乙醛的加成反应： C=O 双键的加成不如 C=C 容易，通常情况下 C=O 双键与溴水、水、HX 等很难加 成。 该反应还属于还原反应，醛基中碳氧双键发生加成反应，被 H2还原为醇。 乙醇脱氢生成乙醛，乙醛加氢变成乙醇。 （2）乙醛的氧化反应： 1）燃烧： 小结小结乙醇的耗氧量与乙烯相同，生成二氧化碳和水的量与乙烷相同，耗氧量小于 乙烷。乙醛的耗氧量与乙炔相同，生成二氧化碳和水的量与乙烯相同，耗氧量小于乙烯。 2）催化氧化：工业上制取乙酸的原理反应。 3）被弱氧化剂氧化： I、银镜反应 银氨溶液的配制方法：取一洁净试管，加入 2ml2%的 AgNO3溶液，再逐滴滴入 2% 的稀氨水，至生成的沉淀恰好溶解。 Ag+NH3H2O=AgOH+NH4+ AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH-+2H2O 注意：注意：银镜反应的银氨溶液要求现用现配，且配制时不允许 NH3H2O 过量，即先取 AgNO3溶液后滴加稀氨水，使生成的 AgOH 刚好完全溶解为止，否则将产生易爆炸的物质。 银镜反应：在配好的上述银氨溶液中滴入三滴乙醛溶液，然后把试管放在热水浴中 静置。试管壁上出现漂亮的银镜。 CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag+H2O 乙醛与氢氧化银氨溶液反应时，1mol 乙醛可以还原出 2molAg 来。 成镜的基本要求：试管内壁必须洁净；60水浴加热，不能用酒精灯直接加热；加 热时不可振荡和摇动试管；须用新配制的银氨溶液；乙醛用量不可太多。 反应后的试管如何洗涤：实验后，银镜用 HNO3浸泡，再用水洗。 实验室里利用银镜反应检验醛基；工业上利用葡萄糖（含CHO）发生银镜反应制 镜以及在保温瓶胆上镀银。 II、乙醛与新制 Cu（OH）2溶液的反应 配制新制的 Cu(OH)2悬浊液：在 2ml10%NaOH 溶液中滴入 2%CuSO4溶液 48 滴， 振荡。 （顺序、用量、现象）顺序、用量、现象） Cu2+2OH= Cu（OH）2 在上述蓝色浊液中加入 0.5ml 乙醛溶液，加热至沸腾有红色沉淀产生。 CH3CHO+2Cu（OH）2CH3COOH+Cu2O2H2O 注意：注意：向 NaOH 溶液中加入少量 CuSO4溶液，保证 NaOH 过量，使溶液呈碱性，这不 仅使醛跟 Cu(OH)2在碱性条件下更易发生氧化还原反应，同时可避免由 Cu(OH)2分解变黑 (CuO)而掩盖生成的红色 Cu2O。此反应要用酒精灯加热。不可用久置的 Cu(OH)2做实验。 因为新制 Cu(OH)2为蓝色絮状沉淀，跟醛的接触面积大。而久置的 Cu(OH)2变得板结，且 易分解变性。 实验室里利用新制 Cu（OH）2检验脂肪醛；医院里利用这一反应原理检查病人是否 患有糖尿病（检验葡萄糖中的醛基） 。 以上反应中，银氨溶液和新制 Cu（OH）2均为弱氧化剂，说明乙醛（CHO）有较 强的还原性。醛基能被弱氧化剂氧化，更易被强氧化剂：、等氧)( 4 HKMnO 2 O 2 Br 化。 小结小结醛基()中的羰基()由碳和氧以双键结合，具有不饱和性，可加氢 还原成醇，且羟基(OH)位于碳链一端形成CH2OH 类型醇。受羰基()影响，C H 键极性增强，跟羰基相连的氢原子比较活泼，可以被弱氧化剂(银氨溶液、新制 Cu(OH)2 悬浊液)氧化为，显示了还原性。所以说乙醛既具氧化性(加氢还原为醇)，又具还 原性(被氧化为羧酸)。其氧化还原关系为： 练习练习 1、判断下列哪些不能使酸性 KMnO4溶液褪色？ 乙烯、甲烷、苯、 乙酸、甲苯、乙醛、葡萄糖、SO2、H2S、苯酚、聚异戊二烯、裂 化汽油 2、对有机物的化学性质叙述错误的是（ ） A. 既能发生氧化反应又能发生还原反应 B. 与发生加成反应，必定得到一种纯的新有机物 2 H C. 能发生加聚反应生成高聚物 D. 能使的水溶液褪色，1mol 该有机物恰好与 1mol反应 2 Br 2 Br （三）甲醛 甲醛又叫蚁醛，是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。质量分数在 3540的甲醛水溶液叫做福尔马林，具有杀菌和防腐能力，是一种良好的杀菌剂。在 农业上常用质量分数为 0.10.5的甲醛溶液来浸种，给种子消毒。福尔马林还用来浸 制生物标本。此外，甲醛还是用于制氯霉素、香料、染料的原料。甲醛的分子结构与乙醛 的不同点：甲醛中有 2 个活泼氢可被氧化。 甲醛与 Ag(NH3)2OH 及新制的 Cu(OH)2反应后，生成的产物中仍含有一个醛基。因此， 1molHCHO 与足量 Ag(NH3)2OH 或 Cu(OH)2反应，充分反应后生成 4molAg 或 2molCu2O。HCHO 最终的氧化产物为碳酸，碳酸分解产生 CO2。例如： HCHO+4Ag(NH3)2OHCO2+8NH3+4Ag+3H2O 练习练习 1、化合物是一种取代有机氯农药 DDT 的新型杀虫剂，它含有几 种官能团（ ） A. 5 种 B. 4 种 C. 3 种 D. 2 种 2、鉴别苯、甲苯、乙醇、己烯、甲醛、苯酚六种无色液体。 【典型例题典型例题】 例 1. (CH3)2CHCH2OH 是某有机物加氢还原的产物，原有机物可能是 分析：分析：首先应明确题干中的物质其结构简式还可以写成： 因为 C=C 双键、叁键 、C=O 双键均可以与 H2加成，仔细观察四个选项不难发 现正确答案。答案为 A、D。 例 2. 已知丁基共有四种，不必试写，立即可断定分子式为 C5H10O 的醛应有几种 A. 3 种 B. 4 种 C. 5 种 D. 6 种 分析：分析：丁基共有四种，而丙基只有两种，戊基则多达八种。因丙基数目太少，而戊基 数目又太多，所以在试题中常涉及丁基异构的问题。分子式为 C5H10O 的醛可以看作是丁 基上连接一个醛基所得，而丁基只有四种，所以选 B。 例 3. 某 3g 醛和足量的银氨溶液反应，结果析出 43.2gAg，则该醛为 A. 甲醛 . 乙醛 . 丙醛 . 丁醛 分析：分析：在烃的衍生物中，有许多特殊的反应，它们的特殊的性质往往会成为命题的素 材，需引起我们的注意，类似的物质还有 HCOOH、甲酸酯等。1mol 一元醛通常可以还原 得到 2molAg，现得到 0.4molAg，故醛为 0.2mol，该醛的摩尔质量为 3g/0.2mol = 15g/mol，此题似乎无解，但 1mol 甲醛可以得到 4molAg，即 3g 甲醛可得到 43.2g（0.4mol）Ag，符合题意。解答为 A。 例 4. 下面的叙述正确的是 A. 具有 C7H8O 的分子式的芳香族化合物有 5 种同分异构体 B. 乙醛能发生银镜反应，但却不能发生聚合反应，也不使溴水褪色 C. 甲酸与新制氢氧化铜悬浊液共热，可生成砖红色的氧化亚铜沉淀，并释出二氧化碳 D. 分子式为 C3H6O 的有机物有可能是醛、酮或醇等 分析：分析：A 正确。因为 A 中可有芳香族的苯甲醇和苯甲酚，苯甲酚有邻、间、对异构体， 还可能有“醚式”的异构物，共有 5 种同分异构体： B 不正确。乙醛具强还原性而溴水有氧化性。CHO 不与 Br2加成，但可被溴水氧化， 所以乙醛可使溴水褪色。 C 不正确。甲酸氧化为碳酸分解出 CO2，即： 但新制 Cu（OH）2悬浊液中必须有过量碱，所以“氧化出的 H2CO3”不会分解为 CO2 和 H2O，而是与碱生成碳酸钠。 D 正确。C3H6O 的常见异构体例如： 答案为 A，D。 例 5. 甲醛、乙醛和丙醛组成的混合物中，氢元素的质量分数是 9，氧元素的质量分数 是 A. 16 B. 37 C. 48 D. 无法计算 分析：分析：甲醛 CH2O、乙醛 C2H4O、丙醛 C3H6O 分子中，碳氢原子个数比都为 12，即 使在混合物中，碳、氢原子个数比仍为 12。因此在混合物中，碳、氢质量比为 61，由 于在混合物中氢元素的质量分数为 9，那么碳的质量分数必然为 54，所以氧元素的质 量分数为(1-54-9)=37。答案为 B。 例 6. 下列关于丙烯醛 CH2CHCHO 的化学性质的叙述中不正确的是 A. 能被新制 Cu(OH)2氧化 B. 能使酸性 KMnO4溶液褪色 C. 能发生加聚反应 D. 1mol 该有机物最多能与 1mol H2加成 分析：分析：丙烯醛(CH2CHCHO)分子中含有 CC、CHO 两种官能团。含CHO， 可被新制的 Cu(OH)2氧化，也能被酸性 KMnO4溶液氧化，还能与 H2发生加成反应；含 CC，可被酸性 KMnO4溶液氧化，能加聚，也能与 H2发生加成反应，则 1 mol 该有机物 最多可与 2 mol H2加成。故本题答案为 D。 例 7. 某醛结构简式如下： (CH3)2C=CHCH2CH2CHO （1）检验分子中醛基的方法是_；检验 C=C 的方法是_。 （2）实际操作中，哪一个官能团应先检验？ 分析：分析：检验醛基用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液，检验 C=C 用溴水或酸性高锰酸 钾溶液，但当一种有机物中同时含有这两种官能团时，必须要考虑检验的先后顺序，若先 检验 C=C，则CHO 也同时会被氧化，无法再检验CHO，只有先检验CHO（此时 C=C 不会被弱氧化剂氧化）才能继续检验 C=C。 答案：答案：（1）先加入银氨溶液，水浴加热，有银镜生成，可证明有醛基（或加入新制的 氢氧化铜悬浊液，加热煮沸，有红色沉淀生成，也可证明有醛基） ，然后调节溶液的 pH 至 中性再加入溴水，溴水褪色，证明有 C=C。 （2）由于溴水能氧化CHO，因此需要先检验 CHO。 例 8. 请阅读下列短文： 在含羰基 C=O 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 RCOCH3；都是芳香烃基时，叫芳香酮；如两个烃 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反应的是 (多选扣分) A. HCHO B. HCOOH C. CH3COCH2CH3 D. HCOOCH3 （3）有一种名贵香料灵猫香酮是属于 A. 脂肪酮 B. 脂环酮 C. 芳香酮 分析：分析：此题为一信息迁移题。解题的关键是读懂题干所给出的三条信息。一是酮的分 类依据；二是酮的加成反应的原理；三是酮的还原性较弱，弱于醛基。 （1）利用第二条信息可知，HCN 溶液中带负电荷的 CN进攻羰基碳，而带正电荷的 H加到羰基的氧原子上，形成OH。所以反应的方程式为： （2）醛基可被银氨溶液氧化，而羰基不能被氧化，四个选项中 A、B、D 中都含有醛 基，C 中只有羰基，无醛基，故应选 C。 （3）与灵猫香酮中的羰基相连的是相互闭合的环状结构，且无苯环，因此，该物质应 属于脂环酮。 答案：答案： （2）C （3）B 【模拟试题模拟试题】 1. 下列物质中，在常温常压下不是气体的是（ ） A. 丁烷B. 乙醇C. 甲醛D. 一氯甲烷 2. 下列物质不能发生银镜反应的是（ ） A. 甲醛 B. 甲醇C. 苯甲醛D. 苯甲酚 3. 做过银镜反应实验的试管内壁上附着一层银，洗涤时，可选用（ ） A. 浓氨水B. 盐酸C. 稀硝酸D. 烧碱 4. 下列化合物燃烧后生成的 CO2和 H2O（气）的体积比符合=0.5 的有（ VV COH O 22 / ()气 ） A. 乙烷B. 甲醛C. 苯酚D. 甲醇 5. 0.1mol 某饱和一元醛完全燃烧生成 8.96L（标准状况）CO2。3.6 克该醛跟足量银氨溶 液反应，生成固体物质的质量是（ ） A. 10.8 克B. 7.2 克C. 9.4 克D. 11.6 克 6. 区别乙醛、苯和溴苯，最简单的方法是（ ） A. 加酸性高锰酸钾溶液后振荡 B. 与新制氢氧化铜共热 C. 加蒸馏水后振荡 D. 加硝酸银溶液后振荡 7. 将 1mol/L 的 CuSO4溶液 2 毫升与 0.5mol/L 的 NaOH 溶液 4 毫升相互混合后，再加入 40%的甲醛溶液 0.5 毫升，煮沸后未见红色沉淀出现。实验失败的主要原因是（ ） A. 甲醛用量不足B. 硫酸铜用量不足 C. 加热时间太短D. 氢氧化钠用量不足 8. 某一元醛发生银镜反应，生成金属银 4.32 克，等量该醛完全燃烧后，可生成水 1.08 克。则此醛可以是下列中的（ ） A. 丙醛B. 丙烯醛C. 丁醛D. 丁烯醛 9. 物质的量相同的下列各物质分别在足量氧气中完全燃烧，其中消耗氧气量相同的一组 是（ ） A. 丙醇和丙烯 B. 丁烷和丁酮 C. 丙醛和丙炔 D. 苯酚和 2，3二甲基1，3 丁二烯 10. 某有机物的分子式为 C5H10O，它能发生银镜反应和加成反应。若将它与 H2加成， 所得产物结构简式可能是（ ） A.(CH3)3CCH2OH B.(CH3CH2)2CHOH C.CH3(CH2)3CH2OH D.CH3CH2C(CH3)2OH 11. 写出下列反应的化学方程式： OHCCHO 和 H2加成 。 C6H5CHO 催化氧化 。 CH3CH2CHO 和新制 Cu（OH）2的反应 。 OHCCHO 和银氨溶液反应 。 12. 在硫酸铜溶液中加入适量的氢氧化钠溶液后，在此溶液中滴入福尔马林，加热。依 次观察到的实验现象是_，其化学方程式为_， 此反应用于检验_基的存在，医学上常用此反应检验糖尿病病人尿中糖的多少，说 明糖中可能含有_基。 13. 某有机物的结构简式为 CH2CHCHO，该有机物的官能团是(写