高中人教版高中化学选修5第三章第二节醛.docx
《高中人教版高中化学选修5第三章第二节醛.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中人教版高中化学选修5第三章第二节醛.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![高中人教版高中化学选修5第三章第二节醛.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-2/4/ceeaf7a4-e9d5-43a1-9d9b-ff3436dbb455/ceeaf7a4-e9d5-43a1-9d9b-ff3436dbb4551.gif)
高中人教版高中化学选修5第三章第二节醛
【关键字】高中
第二节 醛
[学习目标定位] 1.能够通过对乙醛的学习,明确醛类的组成、结构和性质。
2.学会根据醛基的性质来检验醛类的存在。
3.知道甲醛、乙醛在生产生活中的应用。
1.物质具有的官能团名称是醛基、羰基、羟基、羧基、碳碳双键。
2.
(1)乙醇催化氧化的方程式为
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(2)乙二醇催化氧化的方程式为
(3)上述两个反应有机产物中的官能团是—CHO,由烃基与醛基相连而构成的化合物称为醛,饱和一元醛的通式为CnH2n+1CHO或CnH2nO。
探究点一 乙醛的性质
1.乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,易挥发,易燃烧,能跟水、乙醇等互溶。
2.按表中要求完成下列实验并填表:
实验操作
实验现象
实验结论
银镜反应
先生成白色沉淀,之后白色沉淀逐渐溶解
AgNO3(aq)与过量的稀氨水作用制得银氨溶液
试管内壁出现光亮的银镜
银氨溶液的主要成分Ag(NH3)2OH,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
制的
氢氧
化铜
悬浊
液反
应
有蓝色沉淀产生
NaOH溶液与CuSO4溶液反应制得Cu(OH)2悬浊液
有红色沉淀生成
新制的Cu(OH)2是一种弱氧化剂,将乙醛氧化,自身被还原为Cu2O
(1)由以上实验可知,乙醛能与弱氧化剂银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液反应,写出反应的化学方程式:
①AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3,
AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O,
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
②CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4,
2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
(2)乙醛在一定温度和催化剂存在下,也能被空气中的氧气氧化,方程式为
。
3.乙醛中的和烯烃中的性质类似,也能与H2发生加成反应,方程式为CH3CHO+H2CH3CH2OH。
[归纳总结]
(1)醛的化学性质与乙醛类似:
能发生氧化反应生成羧酸;能与H2发生加成反应,被复原为醇。
(2)检验醛基的方法:
①与银氨溶液反应生成银镜;②与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成红色沉淀。
[活学活用]
1.下列物质不属于醛类的是( )
③CH2===CH—CHO ④Cl—CH2—CHO
A.①③B.②④
C.②③D.①④
答案 B
解析 根据醛的定义:
①③属于醛,④不属于醛,中虽然存在—CHO,但是它属于酯类。
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,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。
3.今有以下几种化合物:
(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:
。
答案
(1)醛基、羟基
(2)甲、乙、丙
(3)①FeCl3溶液,溶液变成紫色(或饱和溴水,有白色沉淀生成) ②Na2CO3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悬浊液,有红色沉淀产生]
解析
(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溶液后,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悬浊液进行鉴别。
理解感悟
(1)只要有机物的分子中含有
,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。
探究点二 甲醛与丙酮
1.甲醛(蚁醛)常温下是无色有刺激性气味的气体,易溶于水,35%~40%的甲醛水溶液又称福尔马林。
甲醛的分子式为CH2O,其分子可以看成含两个醛基,如图。
它发生银镜反应的方程式为
HCHO+4Ag(NH3)2OH
(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O
它与新制Cu(OH)2悬浊液反应的方程式:
HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH
Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O
2.
(1)写出分子式为C3H8O的两种醇催化氧化反应的方程式:
①2CH3CH2CH2OH+O2
2CH3CH2CHO+2H2O,
②
(2)上述两个反应中有机产物分子结构上的相同点是都含有
,因此它们都能与H2发生加成反应生成醇。
(3)上述反应②中有机产物的分子不含有醛基,其物质类别是酮,该物质名称是丙酮,是一种无色液体,能跟水、乙醇等互溶。
[归纳总结]
(1)甲醛与其它醛类相比较,其分子结构特点是醛基与H原子相连,无烃基。
甲醛分子发生氧化反应时,相当于有2个醛基,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:
1molHCHO~4molAg,
1molHCHO~4molCu(OH)2~2molCu2O。
(2)鉴别丙醛和丙酮的方法是与银氨溶液反应,能生成银镜的是丙醛,不能生成银镜的是丙酮(或与新制Cu(OH)2悬浊液反应)。
[活学活用]
4.两种饱和一元脂肪醛的混合物,其平均相对分子质量为51。
取4.08g混合物与足量银氨溶液共热,生成银21.6g。
试通过计算判断这两种醛是什么醛,并求它们各自的物质的量。
答案 甲醛和丙醛,物质的量分别为0.02mol和0.06mol。
解析 混合醛的物质的量=4.08g÷51g·mol-1=0.08mol,生成银的物质的量=21.6g÷108g·mol-1=0.2mol>0.08mol×2,由此可知:
混合物中必含有甲醛。
设甲醛的物质的量为x,另一种醛A的物质的量为y。
⇒
MA=
=58g·mol-1
根据题意,醛A应符合通式CnH2nO:
12n+2n+16=58,
n=3,所以A为丙醛。
综上可知,这两种醛是甲醛和丙醛,物质的量分别是
0.02mol和0.06mol。
5.在2HCHO+NaOH(浓)―→CH3OH+HCOONa反应中,甲醛发生的反应是( )
A.仅被氧化
B.仅被还原
C.既被氧化又被还原
D.既未被氧化又未被还原
答案 C
解析 有机反应中,把有机物得氧或失氢的反应称为氧化反应,该有机物被氧化;把有机物失氧或得氢的反应称为还原反应,该有机物被还原。
理解感悟 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
1.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
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 醛中不一定含有烃基,如HCHO,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( )
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.有A、B、C三种烃的衍生物,相互转化关系如下:
1,2二溴乙烷
气体
A
B
C
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。
A→B的化学方程式为;
B→C的化学方程式为;
B→A的化学方程式为。
答案 2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
CH3CHO+H2
CH3CH2OH
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H2SO4混合加热至170℃时,产生的有机气体与溴加成得1,2二溴乙烷,则A为乙醇,B为乙醛,C为乙酸。
[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( )
答案 D
解析 紧扣醛类物质的定义:
醛是由烃基和醛基(—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.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。
5.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。
6.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有( )
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。
7.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。
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.
(1)做乙醛被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。
(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的乙醛,,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溶液滴入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,即可产生红色Cu2O沉淀。
(2)要熟悉银氨溶液的配制及所发生的反应。
[能力提升]
11.凡结构为CH3COR的有机物,与次卤酸钠(NaXO)作用,可以生成卤仿(CHX3),这种反应叫做卤仿反应(式中R表示烷烃基,X表示卤素),如:
,以上反应称为碘仿反应,试判断下列物质中能发生碘仿反应的是( )
答案 D
解析 能发生碘仿反应的物质必须有
,并且
中的C原子连有甲基。
12.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 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
、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。
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
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/℃
水溶性
甲醇
65
混溶
甲醛
-21
混溶
如图是两个学生设计的实验装置,右边的反应装置相同,而左边的气体发生装置不同,分别如(甲)和(乙)所示,试回答:
(1)若按(甲)装置进行实验,则通入A管的X是,B中反应的化学方程式为。
(2)若按(乙)装置进行实验,则B管中应装,反应的化学方程式为。
(3)C中应装的试剂是。
(4)在仪器组装完成后,加试剂前都必须要进行的操作是;添加药品后,如何检验(乙)装置的气密性?
。
(5)两种装置中都需加热的仪器是(填“A”、“B”或“C”),加热的方式分别为。
实验完成时,都应先停止对(填“A”、“B”或“C”)的加热,再。
实验完成时,先打开D处气球的铁夹,再撤去酒精灯,打开铁夹的目的是,其工作原理为。
(6)你认为哪套装置好?
(填“甲”或“乙”),理由是。
答案
(1)空气(或氧气)
2CH3OH+O2
2HCHO+2H2O
(2)CuO CH3OH+CuO
HCHO+H2O+Cu
(3)H2O
(4)检验装置的气密性 导管口伸入水中,手握试管A,若试管C中导管口有气泡冒出,表明装置气密性良好
(5)A、B A水浴加热,B酒精灯加热 B 撤出C中导管 防止倒吸 气球内空气进入反应装置,装置内气体压强增大
(6)甲 制得的甲醛溶液浓度大
解析 在解答本题时,应前后通读,使得后面的为前面“服务”的内容能够提炼出来(如A试管的加热问题、C和D的作用等),从而能更好地答题。
(1)根据题目所给的内容和已有的知识,可以知道利用Cu或CuO来催化反应,所以直接用气体(空气或氧气)在铜丝的催化下反应(这时只好水浴加热),用(甲)装置;也可以间接用CuO作氧化剂,同时催化反应,用(乙)装置。
由于(甲)装置反应时,气体与甲醇接触充分,生成的甲醛浓度大,(甲)装置比(乙)装置好。
此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本!