学年高中化学 专题4 烃的衍生物 第三单元 醛羧酸 第1课时 醛的性质和应用教学案.docx

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学年高中化学专题4烃的衍生物第三单元醛羧酸第1课时醛的性质和应用教学案

第1课时　醛的性质和应用

[目标导航]　1.通过阅读课本和观察模型，掌握乙醛的分子结构，知道醛基为乙醛的官能团。

2.通过对乙醛的性质实验探究，理解醛类典型的化学性质。

3.了解甲醛在日常生活、工农业生产中的用途以及甲醛对人体健康的危害。

一、乙醛

1.分子的组成和结构

分子式

结构式

结构简式

C2H4O

CH3CHO

2.物理性质

乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点低。

乙醛易挥发，能跟水、乙醇、氯仿等互溶。

3.化学性质

（1）氧化反应

①银镜反应

实验操作

实验现象

向①中滴加氨水，现象为先产生白色沉淀后变澄清，加入乙醛，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜

有关反应的

化学方程式

①中：

AgNO3＋NH3·H2O==AgOH↓（白色）＋NH4NO3，

AgOH＋2NH3·H2O==Ag（NH3）2OH＋2H2O；

③CH3CHO＋2Ag（NH3）2OH

2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O

②与新制Cu（OH）2的反应

实验操作

实验现象

①中：

溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，③中溶液有砖红色沉淀产生

有关反应的

化学方程式

①中：

2NaOH＋CuSO4==Cu（OH）2↓＋Na2SO4

③中：

CH3CHO＋2Cu（OH）2＋NaOH

CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O

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＋O2

2CH3COOH。

④燃烧反应方程式：

2CH3CHO＋5O2

4CO2＋4H2O。

（2）加成反应

乙醛蒸气和H2的混合气体通过热的镍催化剂，发生加成反应的化学方程式为CH3CHO＋H2

CH3CH2OH。

议一议

银氨溶液和新制Cu（OH）2悬浊液都是弱氧化剂，那么乙醛能否被KMnO4酸性溶液和溴水氧化？

为什么？

答案　可以，因为醛具有较强的还原性，能被Ag（NH3）2OH溶液或新制Cu（OH）2悬浊液等弱氧化剂氧化。

而溴水或酸性KMnO4溶液的氧化能力比Ag（NH3）2OH溶液、新制Cu（OH）2悬浊液强得多，故溴水、酸性KMnO4溶液也能氧化乙醛，而自身被还原，从而使溶液褪色。

二、醛类及甲醛

1.醛类

2.甲醛又称为蚁醛，是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于水，质量分数为35%～40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。

甲醛水溶液具有杀菌和防腐能力，是一种良好的杀菌剂。

与苯酚发生聚合反应生成酚醛树脂

＋nH2O。

议一议

1.下列物质不属于醛类的是（　　）

③CH2==CH—CHO　④Cl—CH2—CHO

A.①③B.②④C.②③D.①④

答案　B

解析　根据醛的定义：

①③属于醛，④不属于醛，CH3—O—CHO中虽然存在—CHO，但是它属于酯类。

2.按要求回答下列问题：

（1）所有的醛都是只由烃基跟醛基相连构成的吗？

答案　甲醛是由氢原子连接醛基而构成的。

（2）已知甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图：

试写出它与足量银氨溶液或新制Cu（OH）2悬浊液发生反应的化学方程式。

答案　发生银镜反应的化学方程式为

HCHO＋4Ag（NH3）2OH

（NH4）2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O

与新制Cu（OH）2悬浊液反应的化学方程式：

HCHO＋4Cu（OH）2＋2NaOH

Na2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O

（3）能发生银镜反应的有机物都属于醛类吗？

答案　有机物只要含有醛基就可以发生银镜反应，能发生银镜反应的不一定都是醛类，可能是其他含有醛基的有机物，例如：

甲酸、甲酸某酯，另外，还有将要学习的葡萄糖等。

三、酮

1.概念：

羰基与两个烃基相连的化合物。

2.官能团：

羰基（

）。

3.通式：

。

饱和一元脂肪酮的分子式通式为CnH2nO（n≥3）。

4.丙酮：

丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为

。

丙酮不能被银氨溶液、新制的Cu（OH）2悬浊液等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成2丙醇。

5.环己酮：

分子式C6H10O，结构简式

，催化加氢生成

（填结构简式）。

议一议

含有

且分子式为C4H8O的有机物一定属于醛吗？

请写出符合该条件的所有有机物的结构简式。

答案　不一定，还可以是酮类物质。

属于醛类的同分异构体有：

CH3CH2CH2CHO、

两种，属于酮类的同分异构体只有

一种。

一、含醛基物质的性质及醛基的检验

1.醛基与醛的关系

（1）醛基为醛类有机物的官能团，因此醛中一定含醛基，而含醛基的物质不一定是醛。

（2）含醛基的物质主要有：

①醛类；②甲酸；③甲酸盐；④甲酸某酯；⑤某些糖类，如葡萄糖、麦芽糖等；⑥其他含醛基的多官能团有机物。

2.醛基的性质

醛基可被氧化剂氧化为羧基，也可被H2还原为醇羟基，因此既有还原性，也具有氧化性，可用图示表示如下：

3.醛基的检验

（1）能和银氨溶液发生银镜反应

实验中注意事项：

①试管内壁（玻璃）要光滑洁净；

②银氨溶液要现用现配；

③银氨溶液的制备、乙醛的用量及操作要符合实验说明中的规定；

④混合溶液的温度不能太高，受热要均匀，以水浴加热为宜；

⑤在加热过程中，试管不能振荡。

（2）与新制Cu（OH）2反应产生砖红色沉淀

实验中注意事项：

①Cu（OH）2要新制备的；

②制备Cu（OH）2是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液，应保持碱过量；

③反应条件必须是加热煮沸。

特别提醒

　能发生银镜反应的有机物一定含醛基，但不一定是醛。

如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖等含醛基物质均能发生银镜反应。

例1

　醛类因易被酸性KMnO4溶液或溴水等氧化为羧酸。

（1）向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液，可观察到的现象是

________________________________________________________________________。

（2）某醛的结构简式为（CH3）2C==CHCH2CH2CHO，通过实验方法检验其中的官能团。

①实验操作中，应先检验哪种官能团？

________，原因是

________________________________________________________________________。

②检验分子中醛基的方法是________________________________________________，

化学方程式为____________________________________________________________。

③检验分子中碳碳双键的方法是____________________________________________。

解析　

（1）乙醛中的醛基被酸性KMnO4溶液氧化而褪色。

（2）由于碳碳双键、醛基都能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，故应先用足量的银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液将醛基氧化，检验醛基，再加酸酸化，然后加入溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键。

答案　

（1）酸性KMnO4溶液褪色

（2）①醛基　检验碳碳双键要使用溴水或酸性KMnO4溶液，而醛基也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色

②在洁净的试管中加入银氨溶液和少量试样后，水浴加热有银镜生成（或在洁净的试管中加入少量试样和新制氢氧化铜悬浊液，加热煮沸，有砖红色沉淀生成）

（CH3）2C==CHCH2CH2CHO＋2Ag（NH3）2OH

2Ag↓＋3NH3＋（CH3）2C==CHCH2CH2COONH4＋H2O[或（CH3）2C==CHCH2CH2CHO＋2Cu（OH）2＋NaOH

（CH3）2C==CHCH2CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O]

③加入过量银氨溶液氧化醛基后，调节溶液至酸性再加入溴水（或酸性KMnO4溶液），看是否褪色

解题反思

（1）只要有机物的分子中含有—CHO，就能发生银镜反应，就能被新制的Cu（OH）2悬浊液氧化。

（2）醛被银氨溶液氧化，产物写成羧酸铵，被新制Cu（OH）2悬浊液氧化，产物写成羧酸盐。

（3）银氨溶液或新制Cu（OH）2悬浊液为弱氧化剂，不能氧化碳碳双键，但溴水或酸性KMnO4溶液为强氧化剂，可氧化—CHO，故应先检验—CHO后再检验碳碳双键。

变式训练1　一个学生做乙醛的还原性实验时，取1mol·L－1CuSO4溶液和0.5mol·L－1NaOH各1mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入0.5mL40%的乙醛，加热至沸腾，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.加入乙醛太少

C.加入NaOH溶液的量不足

D.加入CuSO4溶液不足

答案　C

解析　醛与新制Cu（OH）2悬浊液反应，必须在强碱条件下进行。

该学生配制Cu（OH）2悬浊液中CuSO4有余，明显不呈强碱性，则不能发生反应生成砖红色沉淀。

二、醛基与银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液反应的定量计算

一元醛与新制Cu（OH）2悬浊液反应或发生银镜反应的定量关系

（1）1mol

～1molCu2O～2molCu（OH）2

1mol

～2molAg

（2）甲醛发生氧化反应时，可理解为

（H2CO3即H2O和CO2）

所以，甲醛分子相当于有2个—CHO，当与足量新制Cu（OH）2悬浊液或银氨溶液反应时，可存在如下量的关系：

1molHCHO～4molCu（OH）2～2molCu2O

1molHCHO～4molAg

例2

　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B.乙醛C.丙醛D.丁醛

解析　因1mol一元醛通常可以还原得到2molAg，现得到0.4molAg，故该一元醛为0.2mol，该醛的相对分子质量为

＝15，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。

答案　A

变式训练2　某饱和一元醛和酮的两种混合物共3g，跟足量的银氨溶液反应后，可还原出16.2g银。

下列说法正确的是（　　）

A.混合物中一定有甲醛

B.混合物中可能含乙醛

C.醛与酮的质量比为5∶3

D.该酮为丙酮

答案　A

解析　n（Ag）＝

＝0.15mol。

（1）若是除HCHO之外的其他饱和一元醛，则n（醛）＝

mol，若为乙醛，其质量为

mol×44g·mol－1＝3.3g＞3g。

与题意矛盾，所以一定含甲醛。

（2）n（HCHO）＝

mol

m（HCHO）＝

mol·30g·mol－1＝1.125g

m（酮）＝3g－1.125g＝1.875g

故醛与酮的质量之比为3∶5。

1.下列说法中正确的是（　　）

A.凡是能发生银镜反应的物质一定是醛

B.乙醛能发生银镜反应，表明乙醛具有氧化性

C.在加热和有催化剂的条件下，醇都能被空气中的O2所氧化，生成对应的醛

D.福尔马林是35%～40%的甲醛水溶液，可用于浸制生物标本

答案　D

解析　有醛基的物质均可以发生银镜反应，但不一定属于醛类。

2.下列关于醛的说法中正确的是（　　）

A.所有醛中都含醛基和烃基

B.所有醛都会使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，并能发生银镜反应

C.一元醛的分子式符合CnH2nO的通式

D.醛的官能团是—COH

答案　B

解析　甲醛不含烃基，A选项错误；饱和一元醛的分子式符合CnH2nO，C选项错误；醛基应写为—CHO，D选项错误。

3.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共平面的是（　　）

答案　D

解析　分子中的原子共平面的结构有苯、乙烯、乙炔、甲醛，甲烷分子的5个原子不共面。

4.下列物质不可能由醛与氢气发生加成反应得到的是（　　）

B.CH3—CH2—CH2—CH2OH

答案　A

解析　根据醛基与H2发生加成反应的特点：

—CHO

—CH2OH可知，生成物中一定含有—CH2OH结构。

5.已知柠檬醛的结构简式为

，根据已有知识判定下列说法不正确的是（　　）

A.它可使酸性KMnO4溶液褪色

B.它可以与溴发生加成反应

C.它可以发生银镜反应

D.它被催化加氢后最终产物的化学式为C10H20O

答案　D

解析　柠檬醛的分子结构中有碳碳双键和醛基，无论哪一种官能团都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；碳碳双键可与溴发生加成反应，B正确；醛基在一定条件下可以发生银镜反应，C正确；柠檬醛与氢气完全加成后分子式应为C10H22O，D不正确。

理解感悟　在研究多官能团化合物（含有两种或两种以上官能团的有机物）时，应先分析该分子中每种官能团的性质，如上述题目中含有

和—CHO，然后将这两种官能团合起来，看是否有共性，如这两种官能团都能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应，区别在于

与溴水反应是加成反应，而醛基与溴水反应是氧化反应。

[基础过关]

一、醛的分子组成与结构

1.下列有机物不属于醛类物质的是（　　）

A.

B.

C.CH2==CHCHOD.

答案　D

解析　紧扣醛类物质的定义：

醛是由烃基或氢和醛基（—CHO）相连构成的化合物。

D项中不含醛基，故不属于醛类物质。

2.下列说法正确的是（　　）

A.乙醛的分子式为CH3CHO

B.乙醛的结构式为

C.乙醛是一种有刺激性气味的气体

D.乙醛易溶于有机溶剂，不溶于水

答案　B

解析　乙醛的分子式是C2H4O；乙醛应为具有刺激性气味的液体；乙醛不但易溶于有机溶剂（如乙醇），也易溶于水。

3.下列有机物中含有官能团最多的是（　　）

A.甲醇B.甲醛C.甲酸D.乙酸甲酯

答案　C

解析　甲醇只有羟基；甲醛只有醛基；但甲酸（HCOOH）一边是醛基，另一边是羧基；乙酸甲酯只有酯基。

二、醛的化学性质

4.室内装潢和家具挥发出来的一种有机物是室内空气的主要污染物，该有机物易溶于水，所得溶液常温下有强烈刺激性气味，可用作防腐剂。

推断该有机物是（　　）

A.甲醛B.乙醛C.乙醇D.苯

答案　A

5.下列反应中属于有机物被还原的是（　　）

A.乙醛发生银镜反应

B.新制Cu（OH）2悬浊液与乙醛反应

C.乙醛加氢制乙醇

D.乙醛制乙酸

答案　C

解析　有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应，加入氧原子或失去氢原子的反应叫做氧化反应。

A、B、D中均由乙醛生成乙酸，是在有机物分子中加入了氧原子，属于氧化反应；C中由乙醛生成乙醇，是在有机物分子中加入氢原子，属于还原反应。

6.丙烯醛的结构简式为CH2==CHCHO，下列有关其性质的叙述中错误的是（　　）

A.能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色

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，且反应过程中表现氧化性

D.在一定条件下能被空气氧化

答案　C

解析　由于丙烯醛分子中既含有碳碳双键，又含有醛基，所以它既有烯烃的性质，又有醛的性质。

丙烯醛可以与溴发生加成反应、与酸性高锰酸钾溶液反应、被氧气氧化、发生银镜反应（表现还原性）、与氢气发生加成反应生成饱和一元醇等。

7.从甜橙的芳香油中可分离得到如图结构的化合物：

现有试剂：

①KMnO4酸性溶液；

②H2/Ni；

③Ag（NH3）2OH；

④新制Cu（OH）2悬浊液。

能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂是（　　）

A.①②B.②③C.③④D.①④

答案　A

解析　该有机物中含有

和—CHO两种官能团。

试剂①和②均能与上述两种官能团分别发生氧化反应、加成反应；而试剂③④只与—CHO发生反应，不与

发生反应。

三、醛的还原性实验

8.下列说法正确的是（　　）

A.乙醛与新制Cu（OH）2悬浊液反应生成红色的Cu

B.银镜反应中醛发生的是还原反应

C.银镜反应实验采用水浴加热，不能直接加热

D.醛类的通式可写为RCOH

答案　C

解析　乙醛与新制Cu（OH）2悬浊液只有在加热时才反应，且生成的砖红色物质为Cu2O，故A错；在银镜反应中醛发生氧化反应，故B错；醛类通式应写为RCHO（R为烃基或氢），故D错。

9.某学生做乙醛的还原性实验时（如图），加热至沸腾，未观察到砖红色沉淀，分析其原因可能是（　　）

A.乙醛量不够B.烧碱量不够

C.硫酸铜量不够D.加热时间短

答案　B

解析　乙醛还原氢氧化铜的实验要求在碱性环境中进行，而题中所给NaOH的量不足。

硫酸铜过量时，其水解会使溶液呈酸性，导致实验失败。

10.向2.9g某饱和一元醛中加入足量银氨溶液，在一定条件下充分反应后析出10.8g银，该醛是（　　）

A.HCHOB.CH3CHO

C.CH3CH2CHOD.CH3CH（CH3）CHO

答案　C

解析　除HCHO外，在各饱和一元醛跟银氨溶液的反应中，醛与生成物银的量的关系为

RCHO　～　2Ag

R＋292×108

2.9g10.8g

（R＋29）∶2.9g＝（2×108）∶10.8g，解得R＝29，

根据题意R为烷烃基，则R为乙基，该醛应为C2H5CHO。

[能力提升]

11.某醛的分子式为C5H10O，其属于醛类的同分异构体种数为______________；写出属于酮的三种同分异构体：

________________、________________、________________。

答案　4种　CH3COCH2CH2CH3　CH3COCH（CH3）2　CH3CH2COCH2CH3

解析　可用条件变换法推断：

将C5H10O变为C4H9—CHO，丁基的种数就是C4H9—CHO的种数。

已知丁基有4种：

①—CH2CH2CH2CH3、②—CH（CH3）CH2CH3、③—C（CH3）3、

④—CH2CH（CH3）2，所以C4H9—CHO有4种同分异构体。

属于酮的同分异构体有CH3COCH2CH2CH3、CH3COCH（CH3）2、CH3CH2COCH2CH3。

12.根据实验回答问题：

（1）做乙醛与新制氢氧化铜悬浊液氧化的实验时，下列各步操作中：

①加入0.5mL乙醛溶液；②加入10%的氢氧化钠溶液2mL；③加入2%的CuSO4溶液4～5滴；④加热试管。

正确的顺序是____________（填序号）。

（2）实验室配制少量银氨溶液的方法：

先向试管中加入______________，然后___________，其反应的离子方程式为______________________________、__________________________，向银氨溶液中滴加少量乙醛，________________________，片刻即可在试管内壁形成银镜，化学方程式为_________________________________________________________________。

答案　

（1）②③①④

（2）AgNO3溶液　加稀氨水至沉淀恰好溶解为止

Ag＋＋NH3·H2O==AgOH↓＋NH

AgOH＋2NH3·H2O==[Ag（NH3）2]＋＋OH－＋2H2O　置于盛有热水的烧杯中　CH3CHO＋2Ag（NH3）2OH

CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O

解析　

（1）本题主要考查乙醛与新制Cu（OH）2悬浊液反应的实验操作。

做该实验时，应将少量CuSO4溶液加入NaOH溶液中得新制Cu（OH）2悬浊液，然后加入乙醛，并用酒精灯加热至沸腾，即可产生砖红色Cu2O沉淀。

（2）要熟悉银氨溶液的配制及所发生的反应。

13.某化学兴趣小组的同学在乙醛溶液中加入溴水，溴水褪色。

分析乙醛的结构和性质，同学们认为溴水褪色的原因有三种可能（请补充完整）：

①溴在不饱和键上发生加成反应。

②溴与甲基上的氢原子发生取代反应。

③____________________________________。

为确定此反应的机理，同学们作了如下探究：

（1）向反应后的溶液中加入硝酸银溶液，若有沉淀产生，则上述第________种可能被排除。

（2）有同学提出通过检测反应后溶液的酸碱性作进一步验证，就可确定该反应究竟是何种反应原理。

此方案是否可行？

_______________________________________________________，

理由是________________________________________________________________________。

（3）若反应物Br2与生成物Br－的物质的量之比是1∶2，则乙醛与溴水反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

答案　乙醛具有还原性，被溴水氧化

（1）①

（2）不可行　②③反应都有酸生成

（3）CH3CHO＋Br2＋H2O―→CH3COOH＋2HBr

解析　乙醛具有较强的还原性，能被弱氧化剂（银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液）氧化，溴具有较强的氧化性，因此乙醛可能被溴氧化。

（1）向反应后的溶液中加入AgNO3溶液，若有沉淀产生，则说明反应生成了能电离出Br－的电解质，即HBr，而CH3CHO与Br2加成不可能生成HBr。

（2）②③反应中都有酸性物质生成，不能通过检测反应后溶液酸碱性的方法来确定反应机理。

（3）因为CH3CHO可被弱氧化剂氧化为CH3COOH，所以CH3CHO被Br2氧化的产物肯定为CH3COOH。

根据反应的环境和元素守恒，可知Br2的还原产物为HBr。

14.有机物甲的分子式为C3H7Br，在适宜的条件下能发生如下转化：

B

A

甲

D

E

（1）若B能发生银镜反应，试回答下列问题：

确定有机物甲的结构简式______________；

用化学方程式表示下列转化过程：

甲―→A______________________________________________________________________；

B与银氨溶液的反应____________________________________________________________。

（2）若B不能发生银镜反应，试回答下列问题。

确定有机物甲的结构简式____________；

用化学方程式表示下列转化过程：

甲―→D________________________________________________________________________；

A―→B________________________________________________________________________。

答案　

（1）CH3CH2CH2Br

CH3CH2CH2Br＋NaOH

CH3CH2CH2OH＋NaBr

CH3CH2CHO＋2Ag（NH3）2OH

CH3CH2COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O

（2）CH3CHBrCH3

CH3—CHBr—CH3＋NaOH

CH3CH==CH2↑＋NaBr＋H2O

＋2H2O

解析　甲为卤代烃。

从反应条件看，甲―→A为卤代烃水解，生成醇；甲―→D为卤代烃的消去反应，生成烯烃。

B能否发生银镜反应决定了A中羟基的位置，从而决定了甲的结构。

[拓展探究]

15.实验室可利用甲醇、空气和铜制备甲醛。

甲醇和甲醛的沸点和水溶性见下表：

沸点/℃

水