高中化学选修五第三章第二节醛

1、2021/2/211 第三章烃的含氧衍生物第三章烃的含氧衍生物2021/2/212【归纳归纳】研究有机物性质的方法研究有机物性质的方法 官能团官能团决定决定有机化合物性质有机化合物性质 研究有机化学和物理性质首先研究有机化学和物理性质首先从研从研究官能团入手。究官能团入手。醛的概念醛的概念:由烃基与醛基相连而构成的化合物由烃基与醛基相连而构成的化合物,简写为简写为RCHO最简单的醛是甲醛。有代表性的是乙醛。最简单的醛是甲醛。有代表性的是乙醛。以乙醛为例以乙醛为例,学习醛的化学性质。学习醛的化学性质。2021/2/213 通过乙醛的核磁共振氢谱通过乙醛的核磁共振氢谱,你能获取什么你能获取什么信息

2、信息?请你指出两个吸收峰的归属。请你指出两个吸收峰的归属。 吸收峰较强的为甲基氢吸收峰较强的为甲基氢, ,较弱的为醛较弱的为醛基氢基氢, ,二者面积比约为二者面积比约为3:13:1醛基上的氢醛基上的氢甲基上的氢甲基上的氢一、醛类中具有代表性的醛乙醛一、醛类中具有代表性的醛乙醛2021/2/214O OC C H HC CH HH HH H1 1、乙醛的结构、乙醛的结构: : 分子式分子式: 结构式结构式: 结构简式结构简式: 官能团官能团:C2H4OCH3CHO-CHO2021/2/215 无色、具有刺激性气味的液体无色、具有刺激性气味的液体, ,密度比水小密度比水小, ,沸点沸点20.8,2

3、0.8,易挥发，易燃烧，能和水、乙醇、易挥发，易燃烧，能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。乙醚、氯仿等互溶。名称名称分子式分子式分子量分子量沸点沸点溶解性溶解性丙烷丙烷C3H844-42.07不溶于水不溶于水乙醇乙醇C2H6O4678.5与水以任与水以任意比互溶意比互溶乙醛乙醛C2H4O4420.82 2、乙醛的物理性质、乙醛的物理性质: :2021/2/216(1)(1)不互为同系物的有机物不互为同系物的有机物, ,熔沸点熔沸点不能由碳原子数多少来比较。不能由碳原子数多少来比较。 在分子量接近时在分子量接近时, ,通常极性强的分通常极性强的分子间作用力强而熔沸点高。子间作用力强而熔沸点高。(2)

4、(2)相似相溶规律。相似相溶规律。2021/2/217 H OH C C H H 根据乙醛的结构根据乙醛的结构预测乙醛的性质预测乙醛的性质不饱和不饱和 烯烃和醛都有不饱和双键烯烃和醛都有不饱和双键, ,能发生加成反应能发生加成反应, ,这是两者的共这是两者的共性。性。但是但是,C=O,C=O双键和双键和C=CC=C双键结构不同，产生的加成反应也不双键结构不同，产生的加成反应也不一样。因此，能跟烯烃起加成反应的试剂（如溴），一般不一样。因此，能跟烯烃起加成反应的试剂（如溴），一般不跟醛发生加成反应。跟醛发生加成反应。 在有机化学反应中，通常还可以从加氢或去氢来分析，即在有机化学反应中，通常还可以

5、从加氢或去氢来分析，即去氢就是氧化反应，加氢就是还原反应。所以，乙醛跟氢气去氢就是氧化反应，加氢就是还原反应。所以，乙醛跟氢气的反应也是氧化还原反应，的反应也是氧化还原反应，乙醛加氢发生还原反应，乙醛有乙醛加氢发生还原反应，乙醛有氧化性氧化性。分析羰基对醛基上氢原子的影响，推测乙醛可能被。分析羰基对醛基上氢原子的影响，推测乙醛可能被氧化，氧化，乙醛又有还原性乙醛又有还原性。 2021/2/218(1) (1) 加成反应加成反应NiCH3CHO+H2CH3CH2OH根据加成反应的概念写出根据加成反应的概念写出CH3CHO和和H2 反应的方程式。反应的方程式。 这个反应属于这个反应属于氧化反应还是

6、氧化反应还是还原反应还原反应?还原反应还原反应3、乙醛的化学性质通常通常CO双键加成双键加成:H2、HCNCC双键加成双键加成:H2、X2、HX、H2O2021/2/219 有机反应中的氧化反应和还原有机反应中的氧化反应和还原反应我们应该怎样判断呢反应我们应该怎样判断呢? ?2CH3CH2OH+O2CuCu2CH3CHO+2H2O氧化反应氧化反应: 有机物分子中有机物分子中加入加入 氧原子氧原子或或 失去失去氢原子氢原子的反应的反应还原反应还原反应: : 有机物分子中有机物分子中加入加入氢原子氢原子或或失去失去 氧原子氧原子的反应。的反应。NiCH3CHO+H2CH3CH2OH【辨析辨析】20

7、21/2/2110（2 2）乙醛的）乙醛的氧化反应氧化反应a. a. 催化氧化催化氧化 2CH3CHOO22CH3COOH催化剂催化剂工业上就是利用这个反应制取乙酸。工业上就是利用这个反应制取乙酸。 【完全燃烧完全燃烧】在点燃的条件下在点燃的条件下,乙醛能在空气或氧乙醛能在空气或氧气中燃烧。乙醛气中燃烧。乙醛完全燃烧完全燃烧的化学方程式为的化学方程式为:OHCOOCHOCH22234452点燃【对比对比】耗氧量与乙炔相同耗氧量与乙炔相同,生成生成CO2相同相同,水量不同水量不同OHCOOHC222222452点燃2021/2/2111*乙醛能否使酸性乙醛能否使酸性KMnO4溶液褪色溶液褪色?*

8、乙醛能否使溴水褪色乙醛能否使溴水褪色,是发生了什么反应是发生了什么反应?b. b. 被强氧化剂氧化被强氧化剂氧化*说明说明:乙醛具有还原性乙醛具有还原性乙醛可乙醛可使溴水和酸性使溴水和酸性KMnO4溶液褪溶液褪色色乙醛有还原性CH3CHO+Br2+H2O CH3COOH+ 2HBr 5CH3CHO+2KMnO4+3H2SO4 5CH3COOH+2MnSO4+K2SO4+3H2O2021/2/2112能使溴水、高锰酸钾褪色的有机物: 五三五三p732021/2/2113 银镜反应银镜反应-与银氨溶液的反应与银氨溶液的反应:（实验（实验3-5） Ag+NH3H2OAgOH + NH4+ AgOH+

9、2 NH3H2OAg(NH3)2+OH+2H2O或或:AgOH+2 NH3H2OAg(NH3)2 OH+2H2O、 配制银氨溶液配制银氨溶液:取一洁净试管取一洁净试管,加入加入1ml 2%的的AgNO3溶液溶液,再边振荡试管边再边振荡试管边逐滴滴入逐滴滴入2%的稀氨水的稀氨水,至至最初产生的最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。C、与弱氧化剂的反应、与弱氧化剂的反应氢氧化二氨合银银氨溶液氢氧化二氨合银银氨溶液 Ag(NH3)2+银氨络银氨络(合合)离子离子2021/2/2114CH3CHO+2 Ag(NH3)2OH水浴水浴CH3COONH4 +2Ag +3NH

10、3+H2O氧化剂还原剂2 2、水浴加热形成银镜水浴加热形成银镜: :在配好的上述银氨溶液在配好的上述银氨溶液中滴入中滴入3 3滴乙醛溶液滴乙醛溶液, ,振荡后把试管放在振荡后把试管放在热水浴热水浴中温热。中温热。注意注意:水浴加热时不可振荡和摇动试管水浴加热时不可振荡和摇动试管银镜银镜离子方程式离子方程式?2021/2/2115【实验注意事项实验注意事项】: :(1)(1)试管内壁应洁净。试管内壁应洁净。(2)(2)必须用水浴加热必须用水浴加热, ,不能用酒精灯直接加热。不能用酒精灯直接加热。(3)(3)加热时不能振荡试管和摇动试管。加热时不能振荡试管和摇动试管。(4)(4)配制银氨溶液时配制

11、银氨溶液时, ,氨水不能过量氨水不能过量. . （防止生成易爆物质）（防止生成易爆物质）2021/2/21161 1、碱性环境下、碱性环境下, ,乙醛被氧化成乙酸后又乙醛被氧化成乙酸后又与与NHNH3 3反应生成乙酸铵。反应生成乙酸铵。2、1mol RCHO被氧化被氧化,就应有就应有 2molAg被还原被还原,此反应可用于醛基的定性和定此反应可用于醛基的定性和定量检测。量检测。3、可用稀、可用稀HNO3清洗试管内壁的银镜清洗试管内壁的银镜 工业上可利用这一反应原理工业上可利用这一反应原理,把银均把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。2021/2/2117 与新制氢氧

12、化铜的反应与新制氢氧化铜的反应:（实验（实验3-6）10%NaOH2%CuSO4乙醛乙醛【操作操作】在试管里加入在试管里加入10%NaOH溶液溶液2mL,滴入滴入2%CuSO4溶液溶液46滴滴,得到新制氢氧化铜。振荡后加入得到新制氢氧化铜。振荡后加入乙醛溶液乙醛溶液0.5mL,加热。观察现象并记录。加热。观察现象并记录。【现象现象】生成红色沉淀生成红色沉淀2021/2/2118 新制新制Cu(OH)2悬浊液悬浊液:的的NaOH溶液中滴加几滴溶液中滴加几滴CuSO4溶液。溶液。 Cu2+2OH= Cu(OH)2CH3CHO + 2Cu(OH)2 CH3COOH +Cu2O+ 2H2O红色沉淀红色

13、沉淀此反应必须在此反应必须在NaOHNaOH过量过量, ,条件下才发生。条件下才发生。 2021/2/2119醛基的检验醛基的检验1、*哪些有机物中含有哪些有机物中含有CHO?2、怎样检验醛基的存在、怎样检验醛基的存在?醛、醛、HCOOH(甲酸甲酸)、HCOOR(甲酸某酯甲酸某酯)、葡萄糖、麦芽糖葡萄糖、麦芽糖新制的新制的Cu(OH)2银镜反应银镜反应常用的氧化剂常用的氧化剂:银氨溶液、新制的银氨溶液、新制的Cu（OH）2、O2 酸性酸性KMnO4溶液溶液2021/2/21204 4、乙醛的工业制法、乙醛的工业制法A、乙炔水化法、乙炔水化法B、乙烯氧化、乙烯氧化法法CH CH H2O CH3C

14、H汞盐汞盐O2CH2 CH2 O2 2CH3CH钯盐钯盐O加压、加热加压、加热2021/2/2121醛基中醛基中碳氧双键碳氧双键能与能与H2发发生加成反应生加成反应醛基中醛基中碳氢键碳氢键较活泼较活泼, ,能被能被氧化成氧化成羧基羧基加成反应加成反应氧化反应氧化反应乙乙 醛醛小结小结:乙醛的化学性质乙醛的化学性质注意注意:2021/2/21221 1、甲醛的组成和结构、甲醛的组成和结构: :注意注意:醛基不能写成醛基不能写成COH官能团：官能团：CHO 或或CH 或或COO H 二、醛类中具有代表性的醛甲醛二、醛类中具有代表性的醛甲醛 官能团醛官能团醛基基, ,本身有一本身有一个个C C原子原

15、子, ,命命名时包含在名时包含在主链内。主链内。分子式分子式:结构式结构式:C C H H2 2 O OHCHO2021/2/21232、甲醛的性质 甲醛又叫蚁醛甲醛又叫蚁醛, ,无色、有刺激性气味的气无色、有刺激性气味的气体体, ,易溶于水和乙醇。易溶于水和乙醇。3540的甲醛水溶液叫的甲醛水溶液叫做福尔马林。做福尔马林。可用于杀菌、消毒。用途非常广可用于杀菌、消毒。用途非常广泛泛, ,是一种主要的有机合成原料，能合成多种是一种主要的有机合成原料，能合成多种有机化合物。有机化合物。【结构特点结构特点】甲醛中甲醛中:醛基醛基, 有有2个活泼氢可被氧化个活泼氢可被氧化分子为平面形极性分子。分子为

16、平面形极性分子。2021/2/2124一、甲醛与酸性一、甲醛与酸性KMnO4溶液的反应溶液的反应实验现象实验现象:实验结论实验结论:酸性酸性KMnO4溶液褪色溶液褪色 甲醛具有还原性甲醛具有还原性 (1) (1) 甲醛与酸性高锰酸钾溶液反应甲醛与酸性高锰酸钾溶液反应现象：现象：是酸性高锰酸钾溶液退色。是酸性高锰酸钾溶液退色。 HCHO HCOOHKMnO42021/2/2125二、甲醛与新制氢氧化铜的反应二、甲醛与新制氢氧化铜的反应 实验现象实验现象:实验结论实验结论:生成砖红色沉淀生成砖红色沉淀 氢氧化铜是氧化剂氢氧化铜是氧化剂,甲醛是还原剂甲醛是还原剂 (2) (2) 与新制与新制Cu(O

17、H)Cu(OH)2 2反应反应现象：现象：有砖红色沉淀生成。有砖红色沉淀生成。HCHO+2Cu(OH)2HCOOH+Cu2O+2H2OHCHO+4Cu(OH)2 CO2+2Cu2O+5H2O加热加热2021/2/2126三、甲醛与银氨溶液的反应三、甲醛与银氨溶液的反应 实验现象实验现象:实验结论实验结论:有银镜生成有银镜生成 甲醛具有还原性甲醛具有还原性 【注意事项注意事项】: 洁净的试管洁净的试管 新制银氨溶液新制银氨溶液 水浴加热时不能再振荡试管水浴加热时不能再振荡试管 乙醛用量不可太多乙醛用量不可太多; (5）实验后实验后,银镜用银镜用HNO3浸泡浸泡,再用水洗再用水洗 2021/2/2

18、127（3 3）银镜反应）银镜反应现象：现象：试管内壁有光亮的银生成试管内壁有光亮的银生成。HCHO+2Ag(NH3)2OH HCOONH4+2Ag+3NH3+H2OHCHO+4Ag(NH3)2OH CO2+4Ag+8NH3+3H2O2021/2/2128四、与氢气的加成反应四、与氢气的加成反应+H2 CH3OH催化剂催化剂HCHO 五、加聚反应五、加聚反应 nHCHO -CH2O-n 说明说明:聚甲醛聚甲醛-CH2O-n-是人造象牙的主是人造象牙的主要成分。要成分。2021/2/2129甲醛的化学性质甲醛的化学性质1甲醛与酸性甲醛与酸性KMnO4溶液溶液 2甲醛与新制氢氧化铜甲醛与新制氢氧化

19、铜 3甲醛与银氨溶液甲醛与银氨溶液 总结总结证明甲醛具有证明甲醛具有还原还原性性,既能既能被强氧化剂被强氧化剂氧化氧化,又可以又可以被弱氧被弱氧化剂氧化化剂氧化。 2021/2/2130 3、甲醛的用途、甲醛的用途 （1 1）甲醛的水溶液是一种良好的杀菌剂。）甲醛的水溶液是一种良好的杀菌剂。 （2 2）重要的有机原料）重要的有机原料, ,应用于塑料工业应用于塑料工业( (如制如制酚醛树脂、脲醛塑料酚醛树脂、脲醛塑料电玉电玉) ) 、合成纤维工业、合成纤维工业( (如合成维尼纶如合成维尼纶聚乙烯醇缩甲醛、氨基树聚乙烯醇缩甲醛、氨基树酯酯) ) 、皮革工业、医药、染料等。、皮革工业、医药、染料等。

20、 （3 3）合成医药上的利尿剂乌洛托品。）合成医药上的利尿剂乌洛托品。 甲醛分子中有醛基发生缩聚反应甲醛分子中有醛基发生缩聚反应, ,得到酚醛树得到酚醛树脂脂( (电木电木) )。（4）在农业上常用质量分数为在农业上常用质量分数为0 01 10 05 5的甲醛溶液来浸种的甲醛溶液来浸种, ,给种子消毒。此外，甲醛给种子消毒。此外，甲醛还是用于制氯霉素、香料、染料的原料。还是用于制氯霉素、香料、染料的原料。2021/2/2131三、醛类三、醛类COHHHCCOHHHHCCOHHHCHH甲醛丙醛乙醛COHR醛醛2021/2/2132 1、醛的分类、醛的分类2021/2/21332 2、饱和一元醛的

21、通式、饱和一元醛的通式: :C Cn nH H2n+12n+1CHOCHO 或或 C Cn nH H2n2nO O 由于有机物分子里每有一个醛基的存在由于有机物分子里每有一个醛基的存在,致使碳原致使碳原子上少两个氢原子。因此若烃子上少两个氢原子。因此若烃 衍变衍变x元醛元醛,该醛该醛的分子式为的分子式为 ,而饱和一元醛的通式为而饱和一元醛的通式为 （n=1、2、3）mnHCXxmnOHC2OHCnn22021/2/2134醛可看成醛基取代了烃中的氢原子醛可看成醛基取代了烃中的氢原子,书写书写同分异构体时应把醛写成同分异构体时应把醛写成: 【想一想想一想】如何写出如何写出C5H10O表示醛表示醛

22、的同分异构体的同分异构体R-CHO再判断烃基再判断烃基-R有几种同分异构体有几种同分异构体C5H10OC4H9CHOC4H9C4H9-C4H9有有四种四种同分异构体同分异构体2021/2/21353 3、化学性质、化学性质(1) (1) 和和H H2 2加成加成被被还原还原成醇成醇OHCHCHCHHCHOCHCH223223催化剂2021/2/2136（2 2）氧化反应氧化反应a.催化氧化成羧酸催化氧化成羧酸2021/2/2137b. b. 被弱氧化剂氧化被弱氧化剂氧化银镜反应银镜反应与新制的氢氧化铜反应与新制的氢氧化铜反应c.使酸性使酸性KMnO4溶液和溴水褪色溶液和溴水褪色OHNHCOON

23、HCHCHAgOH)NH(AgCHOCHCH234232323322 2021/2/2138 4 4醛的主要用途醛的主要用途 由于醛基很活泼由于醛基很活泼, ,可以发生很多反应可以发生很多反应, ,因因此醛在有机合成中占有重要的地位。在此醛在有机合成中占有重要的地位。在工农业生产上和实验室中工农业生产上和实验室中, ,醛被广泛用醛被广泛用作原料和试剂作原料和试剂; ;而有些醛本身就可作药而有些醛本身就可作药物和香料。物和香料。2021/2/2139【思考思考】已知柠檬醛的结构简式为已知柠檬醛的结构简式为CH3C=CHCH2CH2CH=CHCH CH3 O若要检验出其中的碳碳双键若要检验出其中的碳碳双键,其方法是其方法是 先加足量的银氨溶液（或新制的先加足量的银氨溶液（或新制的Cu(OH)2）使）使醛基氧化。然后再用酸性醛基氧化。然后再用酸性KMnO4溶液（或溴水）溶液（或溴水）检验碳碳双键检验碳碳双键,碳碳双键能使酸性碳碳双键能使酸性KMnO4溶液（或溶液（或溴水）褪色。溴水）褪色。 若某有机物同时含有双键和醛基若某有机物同时含有双键和醛基, ,试思考如何证试思考如何证明该有机物确实含有醛基明该有机物确实含有醛基? ? 2021/2/21401 1丙酮的分子式丙酮的分子式C C3 3H H6 6O,O,结构简式结构简式CHCH3 3COCHCOCH3 3。 酮的