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第三章 第三节　醛　酮学案及课堂检测
核心素养发展目标
1.通过醛基中原子成键情况的分析，了解醛类的结构特点，理解乙醛的化学性质与醛基的关系，学会醛基的检验方法。
2.了解甲醛对环境和健康的影响，关注有机化合物安全使用的问题。
知识梳理
一、乙醛的性质
1．醛的概念及结构特点
醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式是—CHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO。
2．乙醛的结构与物理性质

3．乙醛的化学性质
(1)加成反应
①催化加氢(还原反应)
乙醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质类似，也能与氢气发生加成反应，化学方程式为
CH3CHO＋H2CH3CH2OH。
②与HCN加成
在醛基的碳氧双键中，由于氧原子的电负性较大，碳氧双键中的电子偏向氧原子，使氧原子带部分负电荷，碳原子带部分正电荷，从而使醛基具有较强的极性。乙醛能和一些极性试剂例如氰化氢(HCN)发生加成反应：＋H—CN―→(2-羟基丙腈)。
(2)氧化反应
①可燃性
乙醛燃烧的化学方程式：2CH3CHO＋5O24CO2＋4H2O。
②催化氧化
乙醛在一定温度和催化剂作用下，能被氧气氧化为乙酸的化学方程式：
＋O2 。
③与银氨溶液反应
实验操作

实验现象
向A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
A中：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓(白色)＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O；
C中：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O

④与新制氢氧化铜反应
实验操作

实验现象
A中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，C中溶液有砖红色沉淀产生
有关反应的化学方程式
A中：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4；
C中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O

⑤乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。
总结归纳
1．醛与弱氧化剂发生化学反应的注意事项
(1)银镜反应
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；⑤不可搅拌、振荡。
(2)与新制的Cu(OH)2反应
①Cu(OH)2必须用新配制的；②配制Cu(OH)2时，所用NaOH必须过量；③反应液必须直接加热煮沸。
2．使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物
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。
二、醛的结构与常见的醛
1．常见的醛
(1)甲醛：又名蚁醛，是结构最简单的醛，结构简式为HCHO。通常状况下是一种无色有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。它的水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本。
①结构特点
甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图：

②甲醛氧化反应的特殊性
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作用时，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。
(2)苯甲醛
苯甲醛是最简单的芳香醛，俗称苦杏仁油，是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。
2．醛的化学通性
(1)醛可被氧化为羧酸，也可被氢气还原为醇，因此醛既有氧化性，又有还原性，其氧化、还原的关系为R—CH2OH。
(2)有机物的氧化、还原反应
①氧化反应：有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应，即加氧去氢。
②还原反应：有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应，即加氢去氧。
③醛基的检验：在洁净的试管中加入新制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的Cu(OH)2，加热煮沸，有砖红色沉淀生成。
总结归纳(1)醛的官能团为—CHO，不能写作—COH。
(2)分子中相当于有两个醛基，与银氨溶液反应，1 mol该分子生成4 mol Ag。
(3)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。

三、酮的结构与性质
1．酮的概念和结构特点

2．丙酮
(1)丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为：。
(2)丙酮的物理性质
常温下丙酮是无色透明液体，沸点56.2 ℃，易挥发，能与水、乙醇等互溶。
(3)丙酮的化学性质
不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇。
反应的化学方程式：
＋H2。
总结归纳：醛和酮的区别与联系

醛
酮
官能团
醛基：
酮羰基：
官能团位置
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
结构通式
(R为烃基或氢原子)
(R、R′均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体


课堂检测
1．下列说法正确的是(　　)
A．乙醛和甲醛分子中都有醛基
B．乙醛由乙基和醛基组成，甲醛由甲基和醛基组成
C．乙醇经催化还原可生成乙醛
D．乙醛的官能团是醛基，醛基可表示为—COH
答案　A
解析　乙醛和甲醛都为醛类物质，都含有醛基，故A正确；乙醛由甲基和醛基组成，甲醛由氢原子和醛基组成，故B错误；乙醇经催化氧化生成乙醛，故C错误；醛基应表示为—CHO，故D错误。
2．(2019·天津南开中学高二课时练习)下列物质不属于醛类的是(　　)
①　②　③CH2==CH—CHO　④Cl—CH2—CHO
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
答案　B
解析　醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。为苯甲醛，分子中含有官能团醛基，属于醛类，故不选①；为甲酸甲酯，官能团为酯基，不属于醛类，故选②；CH2==CH—CHO为丙烯醛，分子中含有官能团醛基，属于醛类，故不选③；Cl—CH2—CHO中含有官能团醛基和碳氯键，属于氯代醛，不符合醛的概念，不属于醛类，故选④。
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．1 mol甲醛发生银镜反应最多生成2 mol Ag
C．银镜反应通常采用水浴加热
D．银镜反应后的试管一般采用稀盐酸洗涤
答案　C
解析　配制银氨溶液时氨水不能过量，过量会生成易爆物质，故A错误；一个甲醛分子中含2个—CHO，故1 mol甲醛能反应生成4 mol Ag，故B错误；水浴加热能保证试管受热均匀，且易于控制反应温度，直接加热受热不均匀，故C正确；银和盐酸不反应，银镜反应所得的银镜，应用稀硝酸洗涤，故D错误。
4．用2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液与3 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液混合后，加入40%的甲醛溶液0.5 mL，加热至沸腾，无砖红色沉淀生成，实验失败的主要原因是(　　)
A．甲醛的量太少 B．CuSO4的量太少
C．NaOH的量太少 D．加热的时间太短
答案　C
解析　该反应的本质是：甲醛中的醛基具有还原性，新制的Cu(OH)2具有弱氧化性，醛基与Cu(OH)2中的＋2价的铜发生氧化还原反应。只要有醛基即可与新制的Cu(OH)2发生反应；根据题意可知：n(CuSO4)＝2×10－3 L×1 mol·L－1＝0.002 mol，根据反应：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，可知n(OH－)＝2n(Cu2＋)＝0.004 mol，则需要0.5 mol·L－1 NaOH溶液的体积为＝＝8×10－3 L＝8 mL，反应过程中要保持碱过量，则所需NaOH溶液的体积V＞8 mL，而题中该NaOH溶液的体积为3 mL，NaOH的量不够，导致实验中未见砖红色沉淀。故由以上结论可知，实验失败的主要原因是NaOH的量不够，C项正确。
5．(2019·天津南开中学高二课时练习)下列说法中正确的是(　　)
A．凡能发生银镜反应的物质一定是醛
B．乙醛能发生银镜反应，表明了醛具有氧化性
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%的甲醛的水溶液，可用于浸制生物标本
答案　D
解析　能发生银镜反应的物质含有醛基，但不一定为醛，如甲酸，A项错误；乙醛能发生银镜反应，表明了醛具有还原性，B项错误；在加热和有催化剂(如铜)的条件下，与羟基所连碳上有氢原子的醇可能被空气中的O2所氧化，生成对应的醛或酮，C项错误；福尔马林是35%～40%的甲醛水溶液，可以使蛋白质发生变性，可用于浸制生物标本，D项正确。
6．(2020·湖北省高二月考)乙醛能与银氨溶液反应析出银，如果条件控制适当，析出的银会均匀分布在试管上，形成光亮的银镜，这个反应叫银镜反应。某实验小组对银镜反应产生兴趣，进行了以下实验。
(1)配制银氨溶液时，随着向硝酸银溶液中滴加氨水，观察到先产生灰白色沉淀，而后沉淀消失，形成无色透明的溶液。该过程可能发生的反应有________(填字母)。
A．AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3
B．AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O
C．2AgOH===Ag2O＋H2O
D．Ag2O＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]OH＋3H2O
(2)该小组探究乙醛发生银镜反应的最佳条件，部分实验数据如表：
实验序号
银氨溶液/mL
乙醛的量/滴
水浴温度/℃
反应混合液的pH
出现银镜时间/min
1
1
3
65
11
5
2
1
3
45
11
6.5
3
1
5
65
11
4
4
1
3
50
11
6

请回答下列问题：
①推测当银氨溶液的量为1 mL，乙醛的量为3滴，水浴温度为60 ℃，反应混合液pH为11时，出现银镜的时间范围是______________________________________。
②进一步实验还可探索________________对出现银镜快慢的影响(写一条即可)。
(3)该小组查阅资料发现强碱条件下，加热银氨溶液也可以析出银镜，并做了以下两组实验进行分析证明。已知：[Ag(NH3)2]＋＋2H2O??Ag＋＋2NH3·H2O。
装置
实验序号
试管中的药品
现象

实验Ⅰ
2 mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液
有气泡产生，一段时间后，溶液逐渐变黑，试管壁附着银镜

实验Ⅱ
2 mL银氨溶液和数滴浓氨水
有气泡产生，一段时间后，溶液无明显变化

①两组实验产生的气体相同，该气体化学式为______，检验该气体可用________试纸。
②实验Ⅰ的黑色固体中有Ag2O，产生Ag2O的原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)该小组同学在清洗试管上的银镜时，发现用FeCl3溶液清洗的效果优于Fe2(SO4)3溶液，推测可能的原因是__________________；实验室中，我们常选用稀HNO3清洗试管上的银镜，写出Ag与稀HNO3反应的化学方程式：___________________________________________。
答案　(1)ABCD　(2)①5～6 min　②银氨溶液的用量不同或pH不同　(3)①NH3　湿润的红色石蕊　②在NaOH存在下，加热促进NH3·H2O的分解，逸出NH3，促使[Ag(NH3)2]＋＋2H2O??Ag＋＋2NH3·H2O平衡正向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋、OH－反应产生的AgOH立即转化为Ag2O：2Ag＋＋2OH－===Ag2O↓＋H2O　(4)产物AgCl的溶解度小于Ag2SO4　3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O
解析　(1)向硝酸银溶液中滴加氨水，首先发生复分解反应：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3，AgOH能够被氨水溶解，会发生反应：AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O；反应产生的AgOH不稳定，会发生分解反应： 2AgOH===Ag2O＋H2O，分解产生的Ag2O也会被氨水溶解得到氢氧化二氨合银，反应的化学方程式为Ag2O＋4NH3·H2O=== 2[Ag(NH3)2]OH＋3H2O，故合理选项是ABCD。
(2)①当银氨溶液的量为1 mL，乙醛的量为3滴，水浴温度为60 ℃，反应混合液pH为11时，由实验1和实验4可知出现银镜的时间范围是在5～6 min之间。
②根据实验1、2可知，反应温度不同，出现银镜时间不同；根据实验1、3 可知：乙醛的用量不同，出现银镜时间不同；在其他条件相同时，溶液的pH不同，出现银镜时间也会不同，故还可以探索银氨溶液的用量或溶液pH对出现银镜快慢的影响。
(3)①在银氨溶液中含有[Ag(NH3)2]OH，该物质在溶液中存在平衡：[Ag(NH3)2]＋＋2H2O??Ag＋＋2NH3·H2O，NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，加热并加入碱溶液时，电离平衡逆向移动，一水合氨分解产生氨气，故该气体化学式为NH3，可根据氨气的水溶液显碱性，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变为蓝色，证明产生了氨气。
②生成Ag2O的原因是：在NaOH存在下，加热促进NH3·H2O的分解，逸出NH3促使
[Ag(NH3)2]＋＋2H2O??Ag＋＋2NH3·H2O平衡正向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋、OH－反应产生的AgOH立即转化为Ag2O：2Ag＋＋2OH－===Ag2O↓＋H2O。
(4)FeCl3和Fe2(SO4)3的阳离子都是Fe3＋，阴离子不同，而在清洗试管上的银镜时，发现用FeCl3溶液清洗的效果优于Fe2(SO4)3溶液，这是由于Cl－与Ag＋结合形成的AgCl是难溶性的物质，而SO与Ag＋结合形成的Ag2SO4微溶于水，物质的溶解度：Ag2SO4>AgCl，物质的溶解度越小，越容易形成该物质，使银单质更容易溶解而洗去，因此使用FeCl3溶液比Fe2(SO4)3溶液清洗效果更好。

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