同步鲁科版化学选修五讲义第2章 第3节 第1课时 醛和酮.docx

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同步鲁科版化学选修五讲义第2章第3节第1课时醛和酮

第3节　醛和酮　糖类

第1课时　醛和酮

目标与素养：

1.了解常见的醛、酮（存在、结构、物理性质）。

（宏观辨识）2.掌握醛、酮的化学性质和二者的异同。

（微观探析）

一、常见的醛、酮

1．醛、酮

（1）结构特点

（2）通式

饱和一元脂肪醛的分子通式为CnH2nO（n≥1）；

饱和一元脂肪酮的分子通式为CnH2nO（n≥3）。

分子中碳原子数相同的饱和一元脂肪醛、酮互为同分异构体。

微点拨：

书写醛的结构简式时，醛基中C、H、O三原子的排列顺序一定是CHO。

2．醛、酮的命名：

醛、酮的命名和醇的命名相似。

请写出下面的两种物质的名称：

3．常见的醛和酮

名称

结构简式

状态

气味

水溶性

用途

甲醛

HCHO

气体

刺激性

易溶

制酚醛树脂、脲醛树脂

乙醛

CH3CHO

液体

刺激性

易溶

—

苯甲醛　

液体

杏仁味

—

染料、香料的重要中间体

丙酮

液体

特殊

气味

易溶

有机溶剂、有机合成原料

微点拨：

甲醛是常温下唯一呈气态的烃的含氧衍生物。

二、醛和酮的化学性质

1．羰基的加成反应

（1）加成原理

（2）加成反应

①加成试剂有HCN、NH3、醇等。

②典型加成反应：

乙醛与HCN：

2．氧化反应

（1）催化氧化

乙醛催化氧化的方程式：

2CH3CHO＋O2

2CH3COOH。

（2）被弱氧化剂氧化

①银镜反应：

CH3CHO＋2[Ag（NH3）2]OH

CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。

②与新制氢氧化铜悬浊液的反应：

CH3CHO＋2Cu（OH）2

CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O。

微点拨：

银镜反应口诀：

银镜反应很简单，生成醋酸铵，还有一水二银三个氨。

3．还原反应

（1）还原产物：

加H2之后得到

，产物属于醇类。

（2）与氢气加成的通式

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）含有羰基的化合物属于酮。

（　　）

（2）

的名称为2甲基1丁醛。

（　　）

（3）醛、酮都可以发生还原反应。

（　　）

（4）醛和酮都可以发生银镜反应。

（　　）

（5）碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮完全燃烧，生成的二氧化碳和水的物质的量相等。

（　　）

[提示]　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）√

2．下列说法正确的是（　　）

A．甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛

B．醛的官能团是—COH

C．甲醛和丙酮互为同系物

D．饱和一元脂肪醛的分子组成符合通式CnH2nO（n≥1）

D　[甲醛的结构式为

，是氢原子与醛基相连而成的，醛的官能团为“—CHO”并非“—COH”，故A、B两项错误；甲醛和丙酮属于不同类别的物质，故甲醛与丙酮不是同系物，C项错误；饱和一元脂肪醛的分子通式均为CnH2nO（n≥1），D项正确。

]

3．下列反应中，属于氧化反应的是（　　）

①CH2===CH2＋H2

CH3CH3

②2CH3CHO＋O2

2CH3COOH

③CH3CH2CHO＋2Cu（OH）2

CH3CH2COOH＋Cu2O↓＋2H2O

④CH3COCH3＋H2

CH3CH（OH）CH3

A．②B．②④　　　

C．②③　D．②③④

[答案]　C

醛、酮的同分异构体

1.官能团类型异构

饱和一元醛、酮的通式都是CnH2nO，即含有相同数目碳原子的饱和一元醛与饱和一元酮互为同分异构体。

如丙醛（CH3CH2CHO）和丙酮（CH3COCH3）。

2．官能团位置异构

因为醛基一定在1号碳位上，所以醛不存在此类异构。

但酮羰基的位置不同可造成异构，如2戊酮与3戊酮互为同分异构体。

3．碳链异构

醛类的同分异构体可以从碳链异构去考虑，将醛的分子式写成R—CHO，找出R—的碳链异构体数目即为该分子醛类异构体的数目。

酮类的同分异构体可以先从碳链异构去考虑，然后考虑位置异构。

【典例1】　相同碳原子数的醛和酮（碳原子数大于3），因官能团类型不同，互为同分异构体，同时还存在官能团位置异构及碳链异构等同分异构现象。

试写出分子式为C5H10O的有机物的同分异构体（只写属于醛类或酮类的）。

（1）属于醛类的：

①______________________；②______________________；

③______________________；④______________________。

（2）属于酮类的：

①____________________；②____________________；

③____________________。

（3）结合醇的系统命名知识对上述醛、酮进行命名。

醛：

__________________________________________。

酮：

__________________________________________。

[解析]　

（1）C5H10O可写成C4H9—CHO，找出C4H9—的碳链异构体数目，即为C5H10O分子醛类异构体的数目，因C4H9—的碳链异构体数目有四种，故C5H10O分子醛类异构体的数目就有四种。

（2）C5H10O从形式上去掉一个酮羰基后还剩余4个碳原子，碳链有以下两种结构：

C—C—C—C、

；然后将酮羰基放在合适的位置，一共有如下6个位置可以安放：

；但由于①和③；④、⑤和⑥是相同的，所以共有3种同分异构体。

[答案]　

（1）①CH3CH2CH2CH2CHO

（3）①戊醛、②3甲基丁醛、③2甲基丁醛、④2,2二甲基丙醛　①2戊酮、②3甲基2丁酮、③3戊酮

符合分子式为C5H10O的异构体只有上述7种吗？

为什么？

[答案]　不是。

因为饱和一元醛、酮与烯醇之间也可能存在同分异构现象，如CH2===CH—CH2—CH2—CH2OH也是C5H10O的异构体。

某饱和一元脂肪醛中所含碳元素质量是所含氧元素质量的3倍，此醛可能的结构式有（　　）

A．2种B．3种　　　

C．4种　D．5种

A　[饱和一元脂肪醛的分子组成通式是CnH2nO，由“所含碳元素质量是所含氧元素质量的3倍”可得n＝16×3÷12＝4，所以此醛的分子式为C4H8O。

分子式为C4H8O的醛即C3H7—CHO，因为丙基有两种（正丙基和异丙基），所以该醛的结构有2种。

]

两种检验醛基方法的对比

实验操作

实验现象

实验结论

银镜

反应

向硝酸银溶液中滴加氨水

先生成沉淀，之后沉淀逐渐溶解

AgNO3（aq）与过量的稀氨水作用制得银氨溶液

将乙醛滴加到银氨溶液中并水浴加热

试管内壁出现光亮的银镜

银氨溶液的主要成分[Ag（NH3）2]OH是一种弱氧化剂，将乙醛氧化成乙酸，而[Ag（NH3）2]＋中的银离子被还原成单质银

与新制氢氧化铜悬浊液的反应

将硫酸铜溶液滴加到氢氧化钠溶液中

有蓝色沉淀产生

NaOH溶液与CuSO4溶液反应制得

Cu（OH）2悬浊液

向氢氧化铜悬浊液中滴加乙醛，并加热煮沸

有砖红色沉淀生成

新制的Cu（OH）2悬浊液是一种弱氧化剂，将乙醛氧化，自身被还原为Cu2O

科学探究：

银镜反应与新制Cu（OH）2悬浊液反应的实验注意事项

1．银镜反应的注意事项

（1）试管内壁必须洁净。

（2）必须用水浴加热，不能用酒精灯直接加热。

（3）加热时不能振荡或摇动试管。

（4）配制银氨溶液时，氨水加到沉淀恰好消失。

（5）实验后，银镜用稀硝酸浸泡，再用水洗。

2．与新制氢氧化铜悬浊液反应的注意事项

（1）新配制的Cu（OH）2悬浊液，配制时NaOH过量。

（2）该反应必须在碱性条件下进行。

（3）加热时须将混合溶液加热至沸腾。

（4）加热煮沸时间不能过长，否则会出现黑色沉淀。

【典例2】　某醛的结构简式为（CH3）2C===CHCH2CH2CHO。

（1）检验分子中含有醛基的方法是________反应，化学方程式为______________________________________________________。

（2）检验分子中含有碳碳双键的方法是________，反应化学方程式为____________________________________________________。

（3）实验操作中，应先检验哪一个官能团？

________。

[解析]　

（1）加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基。

（CH3）2C===CHCH2CH2CHO发生银镜反应后生成（CH3）2C===CHCH2CH2COONH4。

（2）在加银氨溶液氧化—CHO后，调pH至酸性再加入溴水，看是否退色。

（CH3）2C===CHCH2CH2COOH＋Br2―→

。

（3）由于Br2也能氧化（—CHO），所以应先用银氨溶液检验醛基（—CHO），又因为氧化后溶液为碱性，所以应先调节pH至酸性后再加溴水检验碳碳双键。

[答案]　

（1）银镜

（CH3）2C===CHCH2CH2CHO＋2[Ag（NH3）2]OH

（CH3）2C===CHCH2CH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O

（2）将银镜反应后的溶液调至酸性，加溴水，观察是否退色

（CH3）2C===CHCH2CH2COOH＋Br2―→

（3）醛基

（1）检验醛基的存在还可以使用的方法是________________。

（2）检验上述分子醛基和碳碳双键的方法中对应的反应类型为________、________。

[答案]　

（1）与新制Cu（OH）2悬浊液反应

（2）氧化反应　加成反应

（1）醛基具有较强的还原性，分子中含有醛基的物质可以被氧化剂氧化，可以使溴水和酸性KMnO4溶液退色。

（2）银镜反应，与新制Cu（OH）2悬浊液的反应环境均是碱性。

某学生做乙醛的还原性实验时，取1mol·L－1CuSO4溶液和0.5mol·L－1NaOH溶液各1mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入0.5mL40%的乙醛溶液，加热，结果无砖红色沉淀出现。

导致该实验失败的原因可能是（　　）

A．加入NaOH溶液的量太少

B．加入乙醛溶液的量太少

C．加入CuSO4溶液的量太少

D．加入乙醛溶液的量太多

A　[乙醛和新制氢氧化铜悬浊液的反应需要在碱性环境下加热进行，取1mL1mol·L－1CuSO4溶液，与NaOH溶液恰好反应生成氢氧化铜时，需要0.5mol·L－1NaOH溶液的体积为

mL＝4mL，说明实验中CuSO4过量，NaOH的量不足，不满足碱性条件，故加热无砖红色沉淀出现，A项符合题意。

]

1．在催化剂存在下，1丙醇被氧化成有机物X，则与X互为同分异构体的化合物是（　　）

A．CH3CHOHCH3　B．CH3OCH3

C．C2H5CHOD．CH3COCH3

D　[1丙醇被氧化后生成的应是丙醛CH3CH2CHO，此题实际上是判断丙醛的同分异构体，故应为D。

]

2．

是某有机物和氢气加成的产物，该有机物可能是（　　）

A　[A项中可通过—CHO加氢还原；B项中丙醛的同分异构体有三个碳原子，不合题意；C项加氢得到

；D项加氢还原产物为

，故选A。

]

3．下列有关银镜反应的说法中，正确的是（　　）

A．配制银氨溶液时氨水必须过量

B．1mol甲醛发生银镜反应时最多生成2molAg

C．银镜反应通常采用水浴加热

D．银镜反应的试管一般采用浓硝酸洗涤

C　[配制银氨溶液时，需向2%的AgNO3溶液中滴加2%的氨水，直至最初产生的沉淀恰好消失为止，要防止氨水过量。

1mol甲醛发生银镜反应最多生成4molAg。

生成的银镜用少量稀硝酸洗去并用水洗净，一般不用浓硝酸。

]

4．下列试剂可用于鉴别1己烯、甲苯和丙醛的是（　　）

A．银氨溶液和酸性高锰酸钾溶液

B．酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液

C．氯化铁溶液

D．银氨溶液和溴的四氯化碳溶液

D　[分析题给三种物质及选项中的试剂，1己烯中含碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液加成，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，但不能被银氨溶液氧化；甲苯只能被酸性高锰酸钾溶液氧化；丙醛可被银氨溶液等弱氧化剂或酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化；三种物质均不与氯化铁溶液反应。

A项银氨溶液可检验出丙醛，但另外两种物质均可使酸性高锰酸钾溶液退色；B项1己烯和丙醛两种物质都可使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液退色；C项三种物质均不与氯化铁反应；D项用银氨溶液可鉴别出丙醛，用溴的四氯化碳溶液可鉴别1己烯和甲苯。

]

5．有A、B、C三种烃的衍生物，相互转化关系如下：

其中B可发生银镜反应，C跟石灰石反应产生使石灰水变浑浊的气体。

（1）A―→B的化学方程式为：

__________________________。

（2）B―→C的化学方程式为：

___________________________。

（3）B―→A的化学方程式为：

___________________________。

[解析]　已知A、B、C为烃的衍生物，A

B

C，说明A为醇，B为醛，C为羧酸，且三者分子中碳原子数相同，醇与浓硫酸加热至170℃时，产生的气体与溴水加成得1,2二溴乙烷，则A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。

[答案]　

（1）2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O

（2）2CH3CHO＋O2

2CH3COOH

（3）CH3CHO＋H2

CH3CH2OH