2020-2021学年化学人教版选修5学案：3-2 醛 Word版含解析

2020-2021学年化学人教版选修5学案：3-2 醛 Word版含解析

www.ks5u.com 第二节　醛 一、醛 ‎1．醛 ‎(1)概念：分子里由烃基与醛基相连接而形成的化合物。‎ 注意：①醛基要写成—CHO，而不能写成—COH。‎ ‎②醛一定含有醛基，但含有醛基的物质不一定是醛(如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等都含有醛基)，但它们都具有醛基的化学性质。‎ ‎(2)官能团：醛基(—CHO)。‎ ‎(3)通式：饱和一元醛为CnH2nO或CnH2n＋1CHO。‎ ‎2．甲醛、乙醛的比较 二、乙醛的化学性质 ‎1．氧化反应：‎ ‎(1)银镜反应：‎ ‎①银氨溶液制备：在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡边滴加2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止。‎ ‎②反应现象：试管内壁出现光亮的银镜。‎ ‎③有关方程式：‎ a．银氨溶液配制：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3；AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O。‎ b．银氨反应：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O ‎④应用：a.可用于检验醛基的存在；‎ b．工业上用于制镜或保温瓶胆。‎ ‎(2)与新制Cu(OH)2的反应：‎ ‎(3)催化氧化：乙醛在有催化剂并加热的条件下，能被氧气氧化为乙酸，反应的化学方程式为2CH3CHO＋O22CH3COOH。‎ 氧化规律：—CHO —COOH ‎(4)燃烧反应方程式：2CH3CHO＋5O24CO2＋4H2O。‎ ‎2．还原反应(加成反应)：乙醛蒸气和H2能发生加成反应，生成乙醇。‎ 反应方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。‎ 三、酮 ‎1．酮的结构 ‎2．丙酮 ‎(1)结构 丙酮是最简单的酮类，结构简式为。‎ ‎(2)物理性质 常温下，丙酮是无色透明的液体，易挥发，具有令人愉快的气味，能与水、乙醇等混溶。‎ ‎(3)化学性质 丙酮不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成2丙醇。‎ 探究点一　醛类的性质 一、醛类的化学性质 ‎1．醛类的基本性质：‎ ‎(1)C—H键可断裂，发生氧化反应，生成羧酸。2RCHO＋O2‎ 2RCOOH，醛也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，而使高锰酸钾溶液褪色。‎ ‎(3)醛基既有氧化性，又有还原性，其氧化还原关系为：‎ 醇醛羧酸。‎ ‎2．醛基的加成反应：醛基含有不饱和碳原子，可发生加成反应。能与乙醛发生加成反应的试剂有氢氰酸、氨及氨的衍生物、醇等。‎ 这类加成反应在有机合成中可用于增长碳链。‎ 乙醛与氨及氨的衍生物可发生加成反应，反应的产物还会发生分子内脱水反应。从总的结果来看，相当于在醛和氨及氨的衍生物的分子之间脱掉了1个水分子，其转化可表示为：‎ 乙醛还能发生自身加成反应：‎ 故这一反应称为羟醛缩合反应，主要用于制备α、β－不饱和醛酮；另外，由于它是增长碳链的反应，在有机合成中也有着重要的用途。‎ ‎3．醛基的氧化反应 ‎(1)银镜反应：RCHO＋2Ag(NH3)2OHRCOONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。‎ ‎(2)与新制的Cu(OH)2悬浊液的反应：‎ RCHO＋2Cu(OH)2RCOOH＋Cu2O↓＋2H2O。‎ 二、甲醛的结构与性质 ‎1．甲醛的结构 ‎2．甲醛的化学性质 ‎(1)氧化反应 ‎①与银氨溶液反应 ‎1．乙醛能使溴水褪色吗？原理是什么？‎ 提示：能。因为醛基具有较强的还原性，能被溴水氧化，而自身被还原而褪色。‎ ‎2．在有机推断题中，醛具有怎样的特殊地位？‎ 提示：‎ 醛基既具有还原性，又具有氧化性，醛基可被氧化剂氧化为羧基，也可被H2还原为醇羟基，其转化关系如下：‎ ‎—CH2OH —CHO —COOH 因此，在有机推断题中，醛通常作为中间物质出现。‎ ‎【例1】　丙烯醛的结构简式为CH2===CH—CHO。下列关于它性质的叙述中错误的是(　　)‎ A．能使溴水褪色，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色 B．在一定条件下与H2充分反应，生成1丙醇 C．能发生银镜反应表现出氧化性 D．在一定条件下能被空气氧化 ‎【思路分析】　有机物分子中若含有多个官能团，判断其性质时，先全面分析各个官能团对应的性质，再进行归类整合。‎ ‎【解析】　由于丙烯醛含有，又含有，所以它既有的性质，也有醛的性质。‎ ‎①可与溴水发生加成反应；②可与高锰酸钾酸性溶液反应；③催化加H2生成饱和一元醇；④被O2氧化；⑤发生银镜反应等。A、B、D三项的叙述是正确的。C项中在与Ag(NH3)2OH发生银镜反应时，表现为还原性，故选C项。‎ ‎【答案】　C 已知柠檬醛的结构简式为 根据已有知识判断下列说法不正确的是(　D　)‎ A．它可使高锰酸钾溶液褪色 B．它可跟银氨溶液反应生成银镜 C．它可使溴水褪色 D．它被催化加氢的最终产物的分子式为C10H20O 解析：柠檬醛结构中有两个碳碳双键，所以具备烯烃的性质，由于有醛基，又具备醛类物质的性质。它被催化加氢后，生成饱和一元醇，分子式是C10H22O。‎ 探究点二　醛的氧化反应及醛基的检验 一、检验方法 ‎1．银镜反应 醛基具有较强的还原性，能和银氨溶液反应，被氧化为羧酸铵，同时得到银单质，若控制好反应条件，可以得到光亮的银镜。‎ ‎2．与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 醛类可以在加热条件下与新制的Cu(OH)2悬浊液反应，醛被氧化为羧酸，同时Cu(OH)2被还原为砖红色的Cu2O沉淀，这是检验醛基的又一种方法。‎ 二、实验操作 实验一：乙醛与银氨溶液反应。‎ 步骤：在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止。再加入3滴乙醛，振荡后将试管放在热水浴中温热。‎ 现象：试管内壁上产生一层光亮的银镜。‎ 原理：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3‎ AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O(此反应又称银镜反应，常用来检验醛基)‎ 实验时应注意以下几点：‎ a．试管必须洁净。‎ b．配制银氨溶液是向AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止，滴加顺序不能颠倒，氨水不能过量，否则，最后得到的不是银氨溶液。‎ c．实验条件是水浴加热，不能直接加热煮沸。‎ d．加热时不可振荡或摇动试管。‎ e．必须用新配制的银氨溶液，因久置的银氨溶液会产生Ag3N，易爆炸。‎ 实验二：乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应 步骤：在试管里加入10%的NaOH溶液2 mL，滴入2%的CuSO4溶液4～6滴，振荡后加入乙醛溶液0.5 mL，加热。‎ 现象：溶液中有红色沉淀产生。‎ 原理：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O(该反应生成了红色的Cu2O沉淀，也可用来检验醛基)‎ 该实验注意以下几点：‎ a．所用Cu(OH)2必须是新制的，在制备Cu(OH)2时，应向NaOH溶液中滴加少量硫酸铜，NaOH溶液必须明显过量。‎ b．加热时需将混合溶液加热至沸腾，才有明显的红色沉淀产生。‎ c．加热煮沸时间不能过久，过久将出现黑色沉淀，原因是Cu(OH)2受热分解为CuO。‎ 说明：能与银氨溶液发生银镜反应或新制Cu(OH)2反应的物质含有醛基(—CHO)，但不一定属于醛。如甲酸(‎ ‎)、甲酸与醇反应生成的甲酸酯()以及葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]等都含有醛基(—CHO)，都能与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应，但都不属于醛。‎ 能否用溴水和酸性KMnO4溶液检验醛基？应注意哪些问题？‎ 提示：醛能被溴水或酸性KMnO4氧化而使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，但要注意其他官能团的干扰。如某有机物中既含有碳碳双键又含有醛基，应先通过银镜反应检验醛基的存在；酸化后，再加溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键的存在。‎ ‎【例2】　下列试剂可以鉴别1己烯、甲苯和丙醛的是(　　)‎ A．银氨溶液和酸性KMnO4溶液 B．酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液 C．银氨溶液和FeCl3溶液 D．银氨溶液和溴的四氯化碳溶液 ‎【解析】　银氨溶液只能检验出丙醛；酸性KMnO4溶液与题给三种物质都能反应而褪色；溴的四氯化碳溶液可以与1己烯发生加成反应而褪色，可检验出1己烯；FeCl3溶液与三种物质混合都无明显现象。由此可知，银氨溶液和溴的四氯化碳溶液可以鉴别1己烯、甲苯和丙醛。‎ ‎【答案】　D 某醛的结构简式为(CH3)2C===CHCH2CH2CHO。‎ ‎(1)检验分子中醛基的方法是 加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基，‎ 化学方程式为(CH3)2C===CHCH2CH2CHO＋2Ag(NH3)2OH2Ag↓＋3NH3＋(CH3)2C===CHCH2CH2COONH4＋H2O。‎ ‎(2)检验分子中碳碳双键的方法是在加银氨溶液氧化—CHO后，调节pH至酸性再加入溴水，看是否褪色，‎ 化学方程式为 ‎。‎ ‎(3)实验操作中，哪一个官能团应先检验？醛基。‎ 解析：本题应从和—CHO的性质入手进行解答。‎ 探究点三　关于醛的银镜反应以及与新制Cu(OH)2悬浊液的反应的定量计算 ‎1．一元醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时，量的关系如下：‎ ‎2．甲醛发生氧化反应时，可理解为：‎ 所以，甲醛分子中相当于有2个—CHO，当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液作用时，可存在如下量的关系：1 mol HCHO～4‎ ‎ mol Ag ‎1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O ‎3．二元醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时有如下量的关系：‎ ‎1 mol二元醛～4 mol Ag ‎1 mol二元醛～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O ‎【例3】　某饱和一元醇和一元醛的混合物共3 g，和足量银氨溶液反应后，还原出16.2 g银，下列说法正确的是(　　)‎ A．该一元醇能与银氨溶液反应生成银 B．混合物中一定含有甲醛 C．混合物中醇与醛的物质的量之比为5∶3‎ D．混合物中的一元醛是乙醛 ‎【思路分析】　解答本题的关键是根据银镜反应原理判断出醛的种类，注意甲醛发生银镜反应时的量的关系为HCHO～4Ag。‎ ‎【解析】　n(Ag)＝＝0.15 mol，由1 mol一元醛～2 mol Ag的比例式可知n(醛)＝0.075 mol。混合物中一元醛的质量小于3 g。因此Mr(醛)<＝40 g·mol－1，所以一元醛一定是甲醛。由于1 mol甲醛～4 mol Ag，故n(甲醛)＝0.037 5 mol。m(甲醛)＝1.125 g，m(醇)＝1.875 g，＝，由于一元醇与甲醛的相对分子质量不相等，因此≠。A选项明显不正确，通过以上分析可知C、D选项错误。‎ ‎【答案】　B ‎3 g某醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43.2 g Ag，则该醛为(　A　)‎ A．甲醛 B．乙醛 C．丙醛 D．丁醛 解析：1 mol一元醛通常可以还原得到2 mol Ag，由题给信息知生成0.4 mol Ag，故醛为0.2 mol，则该醛的摩尔质量为＝15 g·mol－1，此题似乎无解，但1 mol甲醛可以得到4 mol Ag，即3 g甲醛可得到43.2 g(0.4 mol)Ag，符合题意。‎ ‎1．下列说法中正确的是(　C　)‎ A．凡能发生银镜反应的有机物一定是醛 B．在氧气中燃烧时，只生成CO2和H2O的物质一定是烃 C．将1丙醇与氧气的混合气体通过赤热的铜，发生反应生成丙醛 D．1 mol任何一元醛发生银镜反应时，最多可以得到2 mol Ag 解析：易错选A项。分子中含有醛基的物质都可以发生银镜反应，但含有醛基的物质不一定是醛，如甲酸酯分子中含有，能发生银镜反应，但不是醛，故A项不正确；烃的含氧衍生物燃烧也只生成CO2和H2O，故B项不正确；HCHO是一元醛，但当1 mol HCHO发生银镜反应时，可以生成4 mol Ag，故D项不正确。‎ ‎2．下列有机化合物中，能够发生酯化反应、加成反应和氧化反应的是(　C　)‎ ‎①CH2===CHCOOH　②CH2===CHCOOCH3‎ ‎③CH2===CHCH2OH　④CH3CH2CH2OH ‎⑤CH3CH(OH)CH2CHO A．①③④ B．②④⑤‎ C．①③⑤ D．①②⑤‎ ‎3．下列有关醛的判断正确的是(　D　)‎ A．用溴水检验CH2===CH—CHO中是否含有碳碳双键 B．1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag C．对甲基苯甲醛()使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含有醛基 D．能发生银镜反应的有机物不一定是醛类 解析：分析多官能团物质的性质时要考虑官能团之间的干扰，如碳碳双键、醛基均可使溴水褪色，苯的同系物、碳碳双键、醛基等均可使酸性KMnO4溶液褪色，故A、C均不正确；1个HCHO分子中相当于含有2个醛基，1 mol HCHO发生银镜反应最多生成4 mol Ag，B项错误；能发生银镜反应的有机物只能说明含有“—CHO”，但不一定是醛类，D项正确。‎ ‎4．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式为 ‎。下列关于茉莉醛的叙述错误的是(　D　)‎ A．在加热和催化剂作用下能被氢气还原 B．能被KMnO4酸性溶液氧化 C．在一定条件下能与溴发生取代反应 D．不能与氢溴酸发生加成反应 解析：在加热和催化剂的作用下，茉莉醛中的—CHO能被H2还原成—CH2OH，、—CHO能被KMnO4酸性溶液氧化，在一定条件下能和Br2发生取代反应，A、B、C三项正确；能和HBr发生加成反应，D项错误。故正确答案为D。‎ ‎5．某有机物的化学式为C5H10O，它能发生银镜反应和加成反应。它与氢气在一定条件下发生加成反应后，所得产物可能是(　A　)‎ 解析：能发生银镜反应的必含有—CHO，与H2‎ 加成的醇中一定有—CH2OH的结构。‎ ‎6．某一元醛发生银镜反应，生成10.8 g银，再将等质量的醛完全燃烧生成6.72 L的CO2(标准状况)，则该醛可能是(　C　)‎ A．丙醛　B．丁醛　C．己醛　D．苯甲醛 解析：设一元醛为RCHO。根据银镜反应特点及燃烧规律，知 RCHO　～　2Ag ‎1 2‎ n mol ‎1∶n＝2∶ mol 得n＝0.05 mol 而n(CO2)＝＝0.3 mol，则0.05 mol RCHO中含0.3 mol C，即1 mol RCHO中含6 mol C，醛为己醛。‎ ‎7．分子式为C3H7Br的有机物甲在适宜的条件下能发生如下一系列转化：‎ ‎(1)若B能发生银镜反应，试回答下列问题：‎ ‎①试确定有机物甲的结构简式：CH3CH2CH2Br；‎ ‎②用化学方程式表示下列转化过程。‎ 甲―→A：CH3CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH2OH＋NaBr，‎ B和银氨溶液反应：CH3CH2CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3CH2COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O。‎ ‎(2)若B不能发生银镜反应，请回答下列问题：‎ ‎①试确定A的结构简式：；‎ ‎②用化学方程式表示下列转化过程。‎ 解析：本题的突破口在于C3H7Br有两种同分异构体：CH3CH2CH2Br和。前者水解生成CH3CH2CH2OH，其氧化产物是CH3CH2CHO，能发生银镜反应；后者水解生成，其氧化产物是酮，不能发生银镜反应。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)一元醇A中氧的质量分数约为21.6%，则A的分子式为C4H10O；结构分析显示A只有一个甲基，A的名称为1丁醇(或正丁醇)。‎ ‎(2)B能与新制的Cu(OH)2发生反应，该反应的化学方程式为CH3CH2CH2CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3CH2CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O。‎ ‎(3)C有2种结构；若一次取样，检验C中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂：银氨溶液、稀盐酸、溴水(或其他合理答案)。‎ ‎(4)第③步的反应类型为还原反应(或加成反应)；D所含官能团的名称为羟基。‎ 解析：(1)A的相对分子质量为≈74，除氧原子外的式量为74－16＝58，则58÷12＝4……10，故A的分子式是C4H10O。若A只有一个甲基，则A的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH。(2)B是CH3CH2CH2CHO，其与新制的Cu(OH)2的反应类似于乙醛与新制的Cu(OH)2的反应。(3)根据信息知由B生成C实际上发生了两步反应，即2分子B先发生加成反应，生成中间产物 ‎，再由此中间产物发生脱水得到C。由于此中间产物的结构不对称，所以有两种脱水方式，得到的C有两种： 。C分子中含有碳碳双键和—CHO两种官能团。检验碳碳双键可用溴水或酸性高锰酸钾溶液，但—CHO也能被上述试剂氧化，对碳碳双键的检验带来干扰，所以应先检验醛基，再检验碳碳双键。(4)C的相对分子质量是126，D的相对分子质量为130，显然从C到D是C与H2发生的加成反应，且碳碳双键与—CHO都发生了加成反应，生成的D是饱和一元醇。‎