学年人教版选修5 第三章第二节 醛 学案Word下载.docx
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。
(3)通式:
(4)代表物:
丙酮,其结构简式为
,不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化,能与H2发生加成反应。
1.下列物质中不属于醛类的是( )
A.①③B.②④
C.②③D.①④
解析:
选B。
①属于醛,②属于酯类,③属于醛,④中含有氯元素,不属于醛。
2.下列关于醛的说法中正确的是( )
A.所有的醛都有醛基和烃基
B.一元醛的通式为CnH2nO
C.醛的官能团为—COH
D.同碳数的饱和一元醛与饱和一元酮是同分异构体
选D。
A项,甲醛(HCHO)中没有烃基,B项为饱和一元醛的通式,C项醛的官能团为—CHO。
同碳数的饱和一元醛和饱和一元酮的通式均为CnH2nO,故为同分异构体。
1.醛和酮的区别与联系
类别
醛
酮
区
别
官能团
位置
碳链末端
碳链中间
简写
形式
联
系
通式
饱和一元醛:
CnH2nO
饱和一元酮:
同分异
构现象
相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体
2.饱和一元醛的异构体判断技巧
由于醛基必为端点原子团,故分子式为CnH2nO的醛类有机物可写作Cn-1H2n-1CHO,它的结构由烷基Cn-1H2n-1的结构决定。
由此推断,掌握烷基的异构情况可快速确定相关醛的异构体种类。
例如:
分子式为C5H10O的醛由丁基(C4H9—)决定,共4种,分子式为C6H12O的醛由戊基(C5H11—)决定,共8种。
一氧化碳、烯烃和氢气在催化剂作用下发生烯烃的醛化反应,又叫羰基的合成,如由乙烯可制丙醛:
CH2===CH2+CO+H2
CH3CH2CHO。
由丁烯进行醛化反应也可得到醛,则得到的醛共有( )
A.2种B.3种
C.4种D.5种
[解析] 分子式为C4H8的烯烃有CH3—CH2—CH===CH2、CH3—CH===CH—CH3、
3种。
由题给信息可知,C4H8醛化后得到分子式为C5H10O的醛,其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CHO、CH3CH2CH(CHO)CH3、(CH3)3CCHO、
,共4种。
[答案] C
结合“重难解读”规律,上述例题中醛的种数有没有快速确定的思路?
答案:
有。
C4H8醛化后分子式为C5H10O,它由丁基决定,故为4种。
醛类的概念
1.下列物质分子结构中含有醛基,但是不属于醛的是( )
醛的结构为R—CHO,其中R为H或烃基,A项物质不含—CHO,B、C、D项中含—CHO,但B项物质—CHO连接的不是H或烃基,B为甲酸乙酯,不属于醛类。
A.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛
B.甲醛是具有刺激性气味的液体
C.饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO
D.甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体
选C。
甲醛是氢原子跟醛基相连构成的化合物;
甲醛是无色、具有刺激性气味的气体;
饱和一元脂肪醛的通式可以用CnH2nO表示;
丙醛分子式为C3H6O,与丙酮(
)互为不同类别的同分异构体。
3.分子式为C4H8O的链状有机物中不含
的同分异构体有( )
链状的C4H8O中不含
,则必有碳氧双键,为醛或酮,醛有2种为CH3CH2CH2CHO和
,酮有1种为
,共3种。
乙醛及醛类的化学性质[学生用书P43]
一、乙醛的化学性质
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
有关方程式
①中:
AgNO3+NH3·
H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3,
AgOH+2NH3·
H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
③中:
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
(2)与新制Cu(OH)2的反应
①中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,③中溶液有红色沉淀产生
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
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)燃烧反应方程式为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。
二、醛类的化学性质
醛类物质的官能团为—CHO,代表物为乙醛,根据乙醛的化学性质,可推知醛类的化学性质。
R—CHO+2Ag(NH3)2OH
2Ag↓+R—COONH4+3NH3+H2O
(2)与新制的Cu(OH)2反应
R—CHO+2Cu(OH)2+NaOH
R—COONa+Cu2O↓+3H2O
2R—CHO+O2
2R—COOH
R—CHO+H2
R—CH2—OH
注意:
甲醛在氧化反应中的特殊性,由于HCHO可看作2个醛基的存在
,故甲醛在与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应时,所消耗的Ag(NH3)2OH和Cu(OH)2均为乙醛的2倍,本身被氧化为CO2。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)等物质的量的乙醛和乙炔完全燃烧时,二者耗氧量相等。
( )
(2)醛类化合物既能发生氧化反应又能发生还原反应。
(3)1molHCHO发生银镜反应最多生成2molAg。
(4)用溴水检验CH2===CH—CHO中是否含有碳碳双键。
(5)对甲基苯甲醛(
)使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明它含有醛基。
(1)√
(2)√ (3)×
(4)×
(5)×
2.下列说法中不正确的是( )
A.能发生银镜反应的物质不一定是醛
B.乙醛能发生银镜反应,表明乙醛具有氧化性
C.有些醇不能发生氧化反应生成对应的醛
D.福尔马林是35%~40%的甲醛水溶液,可用于浸泡生物标本
葡萄糖能发生银镜反应但不是醛类,A正确;
乙醛能发生银镜反应,表明乙醛具有还原性,B错误;
只有含—CH2OH的醇才能发生催化氧化反应生成对应的醛,C正确;
35%~40%的甲醛水溶液称为福尔马林,具有防腐性,可用于浸泡生物标本,D正确。
一、乙醛被弱氧化剂氧化的实验问题
1.银镜反应实验成功的关键
(1)试管内壁必须洁净。
(2)混合溶液的温度不能太高,受热要均匀,必须水浴加热(60~70℃),不可用酒精灯直接加热。
(3)加热时不可振荡和摇动试管。
(4)须用新配制的银氨溶液,银氨溶液不能久置,以免发生危险。
(5)乙醛用量不宜太多。
(6)实验后银镜可用硝酸浸泡,再用水洗而除去。
2.乙醛与新制Cu(OH)2反应实验成功的关键
(1)所配制的Cu(OH)2呈碱性。
(2)加热至沸腾。
(3)Cu(OH)2必须是新制的。
二、醛基的检验
只要有机物的分子中含有—CHO,就能发生银镜反应,能被新制Cu(OH)2氧化,故可用银氨溶液或新制Cu(OH)2检验醛基的存在,在做该类实验时,注意控制溶液环境为碱性,其他注意事项同上。
三、关于醛的银镜反应以及醛与新制的Cu(OH)2反应的定量计算
1.一元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,定量关系如下:
1mol
~2molAg,
~2molCu(OH)2~1molCu2O。
2.甲醛的氧化反应,可用以下关系表示:
所以,甲醛分子中相当于有2个—CHO,与足量的银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应时,存在如下定量关系:
1molHCHO~4molAg,
1molHCHO~4molCu(OH)2~2molCu2O。
3.二元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,有如下定量关系:
1mol二元醛~4molAg,
1mol二元醛~4molCu(OH)2~2molCu2O。
(1)某饱和一元醇和一元醛的混合物共3g,和足量银氨溶液反应后,还原出16.2g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
(2)做乙醛被新制氢氧化铜氧化的实验时,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4~6滴;
④加热试管。
正确的顺序是____________________。
(3)实验室配制少量银氨溶液的方法是先向试管中加入________,然后________________________________________________________________________,
其反应的离子方程式为______________________________________、__________________________。
向银氨溶液中滴加少量的乙醛,________________________,片刻即可在试管内壁形成银镜,化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
(1)n(Ag)=
=0.15mol,由1mol一元醛~2molAg的比例关系可知n(醛)=0.075mol。
混合物中一元醛的质量小于3g,因此M(醛)<
=40g·
mol-1,所以一元醛一定是甲醛。
由于1mol甲醛~4molAg,故n(甲醛)=0.0375mol。
m(甲醛)=1.125g,m(醇)=1.875g,
=
,由于一元醇与甲醛的相对分子质量不相等,因此
≠
(2)做该实验时,应将少量CuSO4溶液滴入NaOH溶液中得新制Cu(OH)2,然后加入乙醛,并用酒精灯加热至沸腾,即可产生红色Cu2O沉淀。
(3)要熟悉银氨溶液的配制及所发生的反应。
[答案]
(1)B
(2)②③①④ (3)AgNO3溶液 边振荡试管边逐滴滴入稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解为止 Ag++NH3·
H2O===AgOH↓+NH
AgOH+2NH3·
H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O 振荡后将试管放在热水浴中温热 CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(1)银氨溶液和新制Cu(OH)2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?
(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:
试写出它分别与足量银氨溶液、新制Cu(OH)2发生反应的化学方程式。
(1)能,因为醛具有较强的还原性,能被Ag(NH3)2OH溶液或新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
而溴水或KMnO4酸性溶液的氧化能力比Ag(NH3)2OH溶液、新制Cu(OH)2强得多,故溴水、KMnO4酸性溶液也能氧化乙醛。
(2)甲醛发生银镜反应的化学方程式为HCHO+4Ag(NH3)2OH
(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O;
甲醛与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH
Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O。
乙醛及醛类的化学性质
1.下列有关说法正确的是( )
A.含有醛基的物质一定是醛
B.含醛基的物质能发生银镜反应,但不能使KMnO4酸性溶液褪色
C.醛类物质常温、常压下都为液体或固体
D.醛与H2发生的加成反应也是还原反应
含醛基的物质不一定是醛,如甲酸、甲酸某酯等,A项错误;
因醛基还原性很强,能被弱氧化剂[如银氨溶液、新制的Cu(OH)2]氧化,更易与强氧化剂(如溴水、KMnO4酸性溶液)反应,B项错误;
甲醛在常温下呈气态,C项错误;
在有机反应中,得氧或失氢的反应称为氧化反应,反之称为还原反应,因此醛与H2发生的加成反应也属于还原反应,D项正确。
2.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.它可以使KMnO4酸性溶液褪色
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分子式为C10H20O
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高锰酸钾酸性溶液褪色,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。
醛基的性质实验及定量计算
3.某学生做乙醛还原性的实验,取1mol·
L-1的硫酸铜溶液2mL和0.4mol·
L-1的氢氧化钠溶液4mL,在一个试管中混合后加入0.5mL40%的乙醛溶液加热至沸腾,无红色沉淀,实验失败的原因是( )
A.氢氧化钠的量不够
B.硫酸铜的量不够
C.乙醛溶液太少
D.加热时间不够
选A。
该实验成功的关键之一是NaOH必须过量,而本次实验中所加的NaOH还不足以使CuSO4完全沉淀为Cu(OH)2。
4.完全燃烧0.1mol某饱和一元醛生成8.96L(标准状况)二氧化碳。
3.6g该醛跟足量的银氨溶液反应,生成固体物质的质量为( )
A.10.8gB.7.2g
C.9.4gD.11.6g
该饱和一元醛分子中含碳原子数为
=4,该醛为丁醛;
3.6g丁醛跟足量的银氨溶液反应生成Ag的质量为
×
2×
108g·
mol-1=10.8g。
重难易错提炼
1.醛的官能团为—CHO,不能写作—COH。
2.银氨溶液和Cu(OH)2必须现用现配,不能久置后使用。
3.银镜反应实验只能用水浴加热,且加热过程中不能搅拌,应静置,否则不能形成银镜。
4.醛与新制的Cu(OH)2的反应必须加热煮沸,配制Cu(OH)2时NaOH应过量。
5.
分子中相当于有两个醛基,与银氨溶液反应,1mol该分子生成4molAg。
6.能发生银镜反应的物质不一定为醛,如
、
等均能发生银镜反应。
7.有机物发生氧化反应、还原反应的判断方法
氧化反应
还原反应
加氧或去氢
加氢或去氧
反应后有机物中碳元素的平均化合价升高
反应后有机物中碳元素的平均化合价降低
在反应中有机物被氧化,作还原剂
在反应中有机物被还原,作氧化剂
有机物的燃烧和被其他氧化剂氧化的反应
有机物与H2的加成反应
课后达标检测[学生用书P103(单独成册)]
[基础巩固]
1.下列说法中正确的是( )
A.醛类只能发生还原反应
B.乙醛与新制的Cu(OH)2反应,表现酸性
C.在加热和有催化剂的条件下,醇都能被空气中的O2氧化,生成对应的醛
D.甲醛是一种无色气体,使用不当会危害人体健康
醛类既能发生氧化反应又能发生还原反应;
乙醛被新制的Cu(OH)2氧化表现还原性;
分子结构中羟基所连C原子上无H原子的醇不能被催化氧化,只有一个H原子的醇被催化氧化成酮。
2.下列说法中,正确的是( )
A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上
B.苯乙醛的结构简式:
C.醛类既能被氧化为羧基,又能被还原为醇
D.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等
—CH3中四个原子不共面,A错;
醛基应写成—CHO而不可写成—COH,B错;
完全燃烧1mol乙醛、乙醇消耗氧气的物质的量分别为2.5mol、3mol,质量不相等,D错。
3.区别乙醛、苯和四氯化碳,最简单的方法是( )
A.加高锰酸钾酸性溶液后振荡
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
区别三者最简单的方法,应该是加蒸馏水。
4.(2017·
河北隆化存瑞中学质检)下列有关银镜反应实验的说法正确的是( )
A.实验前试管先用热烧碱溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤
B.加热过程中,要不断振荡试管
C.可采用水浴加热,也能直接加热
D.可用浓盐酸洗去银镜
银镜反应实验成功与否与试管是否洁净有很大关系,先用碱液洗涤试管,主要是除去油污,故A正确;
在加热过程中,不可振荡试管,故B错误;
银镜反应实验不能直接加热,故C错误;
盐酸不能洗去银镜,应用稀硝酸洗涤,故D错误。
5.在2HCHO+NaOH(浓)―→HCOONa+CH3OH中,关于HCHO(甲醛)的说法正确的是( )
A.仅被氧化
B.既未被氧化,又未被还原
C.仅被还原
D.既被氧化,又被还原
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。
6.在一定条件下,能把醛基(—CHO)氧化的物质有( )
①新制的Cu(OH)2
②银氨溶液
③氧气
④溴水
⑤KMnO4酸性溶液
A.①②⑤ B.①②④
C.①②③⑤D.①②③④⑤
醛基可以催化氧化为羧基,也可被银氨溶液、新制的Cu(OH)2氧化,溴水、KMnO4酸性溶液氧化性更强,都能把—CHO氧化为—COOH。
7.茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示:
下列关于茉莉醛的叙述错误的是( )
A.在加热和催化剂作用下,能被氢气还原
B.能被高锰酸钾酸性溶液氧化
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
茉莉醛中所具有的官能团为碳碳双键、醛基,且还含有苯环,故该物质可能具有的性质即为上述官能团和苯环的性质之和,故A、B、C三项均正确,而D项错误。
8.下列实验操作正确的是( )
A.检验某溶液中是否含有乙醛:
在盛有2mL10%硫酸铜溶液的试管中滴加10%氢氧化钠溶液0.5mL,混合均匀,滴入待检液,加热
B.实验室制硝基苯:
先加入苯,再加浓硫酸,最后滴入浓硝酸
C.配制少量银氨溶液:
向盛有1mL2%的稀氨水的试管中逐滴加入2%硝酸银溶液,边滴边振荡至最初产生的沉淀恰好消失为止
D.提取水中的碘:
加入CCl4振荡、静置、分层后取出有机层,最后分离出碘
制备新制氢氧化铜悬浊液时氢氧化钠需要过量,否则不能氧化醛基,A错误;
实验室制硝基苯时,先加入浓硝酸,再加浓硫酸,冷却后,滴入苯,B错误;
配制少量银氨溶液时,向盛有1mL2%的硝酸银溶液的试管中逐滴加入2%稀氨水,边滴边振荡至最初产生的沉淀恰好消失为止,C错误;
提取水中的碘,加入CCl4振荡、静置、分层后取出有机层,最后分离出碘,D正确。
9.某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。
该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目增加,则该试剂是( )
A.Br2的CCl4溶液B.Ag(NH3)2OH溶液
C.HBrD.H2
该有机物中的1个碳碳双键与Br2发生加成反应后引入2个—Br,官能团数目增加,A项正确;
该有机物与银氨溶液反应后2个—CHO变为2个—COONH4,官能团数目不变,B项错误;
该有机物中的1个碳碳双键与HBr发生加成反应后引入1个—Br,官能团数目不变,C项错误;
该有机物与H2发生加成反应后—CHO变为—CH2OH,碳碳双键消失,官能团数目减少,D项错误。
10.现有以下几种化合物:
(1)请写出丙中含氧官能团的名称:
(2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体?
____________________________。
(3)请分别写出鉴别甲、乙、丙三种化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可)。
①鉴别甲的方法:
②鉴别乙的方法:
③鉴别丙的方法:
(2)甲、乙、丙三种有机物的分子式均为C8H8O2,但结构不同,三者互为同分异构体。
(3)①甲含有酚羟基和羰基,可选用饱和溴水或FeCl3溶液来鉴别,加饱和溴水时产生白色沉淀,加FeCl3溶液时,溶液显紫色。
②乙含有羧基,具有弱酸性,可选用Na2CO3溶液或NaHCO3溶液来鉴别,均有大量气泡产生。
③丙中含有醛基和醇羟基,可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2进行鉴别。
(1)醛基、(醇)羟基
(2)甲、乙、丙
(3)①FeCl3溶液,溶液变成紫色(或饱和溴水,产生白色沉淀) ②Na2CO3(或NaHCO3)溶液,有大量气泡产生
③银氨溶液,有光亮的银镜产生[或新制的Cu(OH)2,有红色沉淀产生]
11.已知在同一碳原子上连有两个羟基的化合物是极不稳定的,它会自动失水生成含醛基的化合物。
现在,在无其他氧化剂存在的条件下,以甲苯和氯气为主要原料按下列过程制取苯甲醛(C6H5CHO)。
(1)条件2中试剂为________。
(2)写出苯甲醛与新制Cu(OH)2反应的化学方程式:
(3)苯甲醛在强碱性条件下可发生自身氧化还原反应,即部分氧化成羧酸盐A,部分还原成醇B。
A经酸化后的产物苯