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(共65张PPT)
第三节　醛　酮
素养·目标定位
目标素养
1.了解醛、酮的结构特点、区别和联系
2.以典型代表物乙醛为例,学习并掌握醛的物理性质和化学性质
3.了解丙酮的结构特点和主要性质
4.了解醛和酮在生产、生活中的应用
知识概览
课前·基础认知
一、乙醛
1.醛的结构、组成。
微思考1 醛是饱和的有机化合物吗 为何某些醛被称为饱和一元醛
提示:醛中的醛基可以发生加成反应,所以不能说醛是饱和的有机化合物。所谓的饱和一元醛实际指的是醛的烃基部分是饱和的。
2.乙醛的物理性质。
颜色
(状态) 气味 密度 沸点 挥发性 溶解性
无色
(液体) 刺激性
气味 比水的小 20.8 ℃ 易挥发 与水、乙醇等互溶
3.乙醛的化学性质。
(1)加成反应。
(2)氧化反应。
①银镜反应。
实验
操作
实验
现象 向A中逐滴滴加氨水,现象为先出现白色沉淀后变澄清。向B中滴加3滴乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层光亮的银镜
实验
结论 由实验可知,硝酸银与氨水生成的银氨溶液中含有[Ag(NH3)2]OH(氢氧化二氨合银),能把乙醛氧化成乙酸,化学方程式为 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
应用 常用来检验醛基
微思考2 实验结束后,如何洗涤试管中的银单质
提示:可以利用稀硝酸与银反应生成硝酸银的原理,用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管。
②与新制的Cu(OH)2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+O2 2CH3COOH　。
微思考3 新制氢氧化铜将乙醛氧化为乙酸,为何最后得到的产物是乙酸钠
提示:因为新制的氢氧化铜中有剩余的碱,氧化得到的乙酸和碱发生中和反应得到乙酸盐。
4.其他常见醛类。
物质 甲醛 苯甲醛
用途 重要的化工原料,水溶液(又称福尔马林)可用于消毒和制作生物标本 制造染料、香料及药物的重要原料
(2)乙醛是无色液体,难溶于水。(　　)
(3)甲醛常温下为气体,其水溶液可用于浸制生物标本。
(　　)
×
×
√
二、酮
1.酮的组成和结构。
2.最简单的酮——丙酮。
(1)物理性质:无色透明的液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。
(2)化学性质:丙酮不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化,在催化剂存在的条件下,可与H2发生　加成　反应,生成2-丙醇,反应的化学方程式为
3.酮的应用。
酮是重要的有机溶剂和化工原料。如丙酮可作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂,还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。
微思考4 丙酮和丙醛属于同分异构体吗
提示:分子式都是C3H6O,属于同分异构体。
课堂·重难突破
一 乙醛的特征反应
问题探究
茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示,可用于香料的合成。
1.能否通过溴水褪色的现象证明茉莉醛中含有碳碳双键 可以采用什么试剂检验茉莉醛中的醛基
提示:不能通过溴水褪色现象证明茉莉醛中含有碳碳双键,因为醛基也能使溴水褪色。可用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验茉莉醛中的醛基。
2.检验醛基时,有以下步骤:①加入2 mL 2%硫酸铜溶液;②加入4~5滴10% NaOH溶液;③加入0.5 mL乙醛溶液;④加热至沸腾。未看到明显现象,原因是什么
提示:氢氧化钠溶液不足。配制新制的Cu(OH)2应保证NaOH溶液过量,保证碱性的反应环境。
归纳总结
1.乙醛的银镜反应和乙醛与新制的氢氧化铜反应的比较。
反应
名称 银镜反应 与新制的Cu(OH)2反应
定量
关系 CH3CHO~
2[Ag(NH3)2]OH~2Ag CH3CHO~2Cu(OH)2~Cu2O
反应
现象 产生光亮的银镜 产生砖红色沉淀
反应
名称 银镜反应 与新制的Cu(OH)2反应
注意
事项 (1)试管内壁必须洁净;
(2)银氨溶液随用随配,不可久置;
(3)水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
(4)醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴;
(5)银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去 (1)新制的Cu(OH)2要随用随配,不可久置;
(2)配制新制的Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量
特别提醒 银镜反应、与新制的氢氧化铜的反应都必须在碱性条件下进行,若溶液呈酸性,必须先用氢氧化钠中和至碱性,否则就不会产生对应的现象。
2.含醛基的物质中碳碳双键的检验方法。
(1)因为碳碳双键可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,所以通常用这两种物质检验碳碳双键。但是如果某物质中既有碳碳双键又有醛基,则不能直接用这两种试剂检验碳碳双键。
(2)醛基也会使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,所以当有机化合物中既有醛基又有碳碳双键时,要先用新制的Cu(OH)2把—CHO氧化成—COOH,再用酸性KMnO4溶液或溴水等检验碳碳双键。若顺序颠倒,则无法验证。
特别提醒 (1)含有醛基的有机化合物除了醛,还有甲酸(HCOOH)、甲酸某酯(HCOOR)及一些含有醛基的糖等。
(2)使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机化合物或官能团:
试剂 碳碳
双键 碳碳
三键 苯的同
系物 醇 酚 醛
溴水 √ √ × × √ √
酸性KMnO4溶液 √ √ √ √ √ √
注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色。
苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子的才能使酸性KMnO4溶液褪色。
典型例题
【例1】 人们能够在昏暗的光线下看见物体,是因为视网膜中的“视黄醛”吸收光线后,其分子结构由顺式变为反式,并从所在蛋白质上脱离,这个过程产生的信号传递给大脑。
下列有关“视黄醛”的说法正确的是(　　)。
A.“视黄醛”属于烯烃
B.“视黄醛”的分子式为C20H15O
C.“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应
D.在金属镍催化并加热下,1 mol“视黄醛”最多能与5 mol H2发生加成反应
答案:C
解析:“视黄醛”中除C、H元素外,还有O元素,不属于烯烃,A项错误。根据“视黄醛”的结构简式可知,其分子式为C20H28O, B项错误。“视黄醛”中含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应, C项正确。1个“视黄醛”分子中含有5个碳碳双键和1个醛基,所以在金属镍催化并加热下,1 mol“视黄醛”最多能与6 mol H2发生加成反应,D项错误。
【例2】 柠檬醛是一种具有柠檬香味的有机化合物,广泛存在于植物精油中,是食品工业中重要的调香剂,且可用于合成维生素A。已知柠檬醛的结构简式为
。
(1)对柠檬醛的推测正确的有　　　　(填字母)。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②能与乙醇发生酯化反应
③能发生银镜反应
④能与新制的Cu(OH)2反应
⑤能使酸性高锰酸钾溶液褪色
⑥它与H2完全加成后产物的分子式为C10H20O
A.①③④⑥ B.②④⑤⑥
C.①③④⑤ D.①②⑤⑥
(2)检验柠檬醛分子中含有醛基的方法为　　　　　　　　,发生反应的化学方程式为　 　 。
(3)检验柠檬醛分子中含有碳碳双键的方法为 　。
(4)实验操作中,应先检验的官能团是　　　　,原因是 　。
答案:(1)C
(2)加入银氨溶液后水浴加热,有银镜出现,说明含有醛基
(3)加入新制的Cu(OH)2氧化醛基后,取上层清液,调节溶液至酸性再加入溴的四氯化碳溶液(或酸性高锰酸钾溶液),若溶液褪色说明含有碳碳双键
(4)醛基(或—CHO)检验碳碳双键要使用溴水或酸性高锰酸钾溶液,而醛基也能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
二 醛的转化关系和相关定量关系
问题探究
1.1 mol 能与多少摩尔氢气发生加成反应 与足量的银氨溶液反应,析出银的物质的量是多少
提示:氢气能与醛基和苯环发生加成反应,1 mol 能与5 mol H2发生加成反应。含有2 mol醛基,能与银氨溶液反应,析出4 mol Ag。
2.醛基、酮羰基、羧基中都存在C═O结构,它们都能与氢气发生加成反应吗
提示:通常羧基中的碳氧双键不发生加成反应,醛基和酮羰基中的碳氧双键可以与氢气发生加成反应。
3.甲醛相当于含有两个醛基,你能写出甲醛与氧气发生催化氧化的化学方程式吗
归纳总结
1.醇氧化为醛、酮,醛、酮还原成醇的规律。
2.有机化合物的氧化反应、还原反应。
(1)氧化反应:有机化合物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应,即加氧或去氢。
(2)还原反应:有机化合物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应,即加氢或去氧。
3.相关定量关系。
(1)一元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,量的关系如下:1 mol ~2 mol [Ag(NH3)2]OH~2 mol Ag
1 mol ~2 mol Cu(OH)2~1 mol Cu2O
(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的Cu(OH)2反应时,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。
1 mol二元醛~4 mol [Ag(NH3)2]OH~4 mol Ag
1 mol二元醛~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O
典型例题
【例3】 某饱和一元醛和某饱和一元酮的混合物共6.0 g,与一定量的银氨溶液恰好完全反应后析出32.4 g银。则在混合物中该醛的质量可能为(　　)。
A.1.2 g B.2.2 g
C.4.0 g D.4.6 g
答案:C
解析:32.4 g银的物质的量为0.3 mol,根据—CHO~2Ag,若为乙醛,则乙醛的物质的量为0.15 mol,质量为6.6 g>6.0 g,则该饱和一元醛为甲醛。由HCHO~4Ag,则甲醛的物质的量为0.075 mol,质量为2.25 g;也可能发生HCHO~2Ag,则甲醛的物质的量为0.15 mol,质量为4.5 g,则混合物中该醛的质量可能为2.25 ~4.5 g。
【例4】 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
(　　)。
A.丙醛 B.丁醛
C.己醛 D.苯甲醛
答案:C
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
则0.05 mol RCHO中含0.3 mol C,即1 mol RCHO中含6 mol C,醛为己醛。
成 果 验 收 站
1.下列关于乙醛性质的说法正确的是(　　)。
A.通常情况下乙醛是一种有特殊气味的气体
B.乙醛能被银氨溶液氧化
C.乙醛催化氧化可生成乙醇
D.在酸性条件下,乙醛能被新制的氢氧化铜氧化生成砖红色沉淀
答案:B
解析:通常情况下乙醛是一种有特殊气味的无色液体,A项错误。乙醛分子中含有醛基,与银氨溶液在水浴加热的条件下发生氧化反应生成乙酸铵、氨、银和水,B项正确。在催化剂作用下,乙醛与氧气发生催化氧化反应生成乙酸,C项错误。乙醛分子中含有醛基,在碱性条件下,乙醛能被新制的氢氧化铜氧化生成砖红色的氧化亚铜沉淀,D项错误。
2.不能由醛或酮加氢还原制得的醇是(　　)。
A.CH3CH2OH
B.CH3CH2CH(OH)CH3
C.(CH3)3CCH2OH
D.(CH3)3COH
答案:D
解析:乙醇能够由乙醛发生加成反应生成,A项不符合题意。CH3CH2CH(OH)CH3分子中,羟基相连的碳原子上有氢原子,说明可以由酮加氢还原制得,B项不符合题意。(CH3)3CCH2OH分子中,羟基相连的碳原子上有氢原子,能够由醛加氢还原制得,C项不符合题意。(CH3)3COH分子中,羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能够由醛或酮加氢还原制得,D项符合题意。
3.有关醛、酮的下列说法中,正确的是(　　)。
A.醛和酮都能与氢气、氰化氢等发生加成反应
B.醛和酮都能与银氨溶液发生银镜反应
C.碳原子数相同的醛和酮互为同分异构体
D.不能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮
答案:A
解析:醛的官能团为醛基,酮的官能团为酮羰基,醛基和酮羰基都能与氢气、氰化氢等发生加成反应,A项正确。醛的官能团为醛基,酮的官能团为酮羰基,醛能与银氨溶液发生银镜反应,而酮不能,B项错误。碳原子数相同的醛和酮,其分子式可能不同,如CH2═CH—CHO与 ,只有分子式相同的醛与酮才互为同分异构体,C项错误。醛的官能团为醛基,醛基能与新制的Cu(OH)2发生氧化反应,酮的官能团为酮羰基,酮羰基不能与新制的Cu(OH)2发生氧化反应,能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮,D项错误。
4.下列有关乙醛的银镜反应和乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的说法正确的是(　　)。
A.实验前,试管应先用热的烧碱溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤
B.向2%的稀氨水中滴入2%的AgNO3溶液,配得银氨溶液
C.将乙醛滴入银氨溶液中,用酒精灯直接加热煮沸制银镜
D.2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,加热,产生砖红色沉淀
答案:A
解析:配制银氨溶液时,应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解,滴加顺序不能颠倒,B项错误。制取光亮的银镜必须用水浴加热,C项错误。根据题给CuSO4溶液和NaOH溶液的量知,CuSO4过量,而乙醛与新制的Cu(OH)2的反应要在碱性条件下进行,故不能产生砖红色沉淀,D项错误。
5.某有机化合物结构简式如图所示。该物质具有下列结构和性质,不正确的是(　　)。
A.最多可以与5 mol H2发生加成反应
B.所有原子有可能在同一平面内
C.能与Br2在光照下发生取代
D.能与[Ag(NH3)2]OH溶液发生反应
答案:B
解析:由于分子中存在甲基,故不可能所有原子都在同一平面上,B项不正确。
6.现有相对分子质量为58的几种有机化合物,试写出符合条件的有机化合物的结构简式。
(1)若该有机化合物为烃,则其可能的结构简式为
　　　　　　、　　　　　　。
(2)若该有机化合物是一种饱和一元醛,则其结构简式为
　　　　　　　　。
(3)若1 mol该有机化合物与足量银氨溶液作用可析出4 mol Ag,则该有机化合物的结构简式为　　　　　　　　。
答案:(1)CH3CH2CH2CH3　CH(CH3)3
(2)CH3CH2CHO
(3)OHC—CHO
解析:(1)已知有机化合物的相对分子质量为58,若只由碳、氢两种元素组成,根据商余法 =4……2可知,其分子式为C4H10,为丁烷,丁烷的结构简式有CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3。
(2)若该有机化合物是一种饱和一元醛,且相对分子质量是58,设饱和一元醛的通式为CnH2nO,则14n+16=58,解得n=3,因此该有机化合物的结构简式为CH3CH2CHO。
(3)1 mol该有机化合物与足量的银氨溶液作用,可析出4 mol Ag,可知该有机化合物分子中含有2个醛基,相对分子质量为58,不可能为甲醛,则该有机化合物的分子式为C2H2O2,结构简式为OHC—CHO。

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