資源簡介

2.3第1課時　常見的醛、酮　醛、酮的化學性質
【學習目標】
1.了解醛、酮在自然界中的存在,能列舉簡單的醛、酮并能寫出它們的結構簡式。
2.能比較醛、酮分子中官能團的相似和不同之處,能預測醛、酮可能發生的化學反應。
3.從反應條件、生成物種類等角度對比醛、酮的主要化學性質,了解醛、酮與羧酸、醇等烴的衍生物間的轉化。
【自主預習】
1.常見的醛、酮
(1)醛:羰基碳原子分別與　　　　和　　　　(或氫原子)相連,官能團為　　　　。
(2)酮:羰基碳原子與兩個　　　　相連,官能團為　　　　()。
2.醛、酮的命名:醛、酮的命名和醇的命名相似。請寫出下面兩種物質的名稱。
(1):　　　　　　。
(2):　　　　　　。
3.飽和一元醛和飽和一元酮
(1)通式:　　　　。
(2)關系:碳原子數相同的飽和一元醛和飽和一元酮互為　　　　。
4.常見的醛和酮
名稱 結構簡式 狀態 氣味 溶解性 用途
甲醛 　　　 　 　　　 易溶于水 制酚醛樹脂、脲醛樹脂
乙醛 　　　 液體 刺激性氣味 易溶于水 —
苯甲 醛 　　　 液體 　　　　氣味,工業上稱苦杏仁油 微溶于水 制染料、香料的中間體
丙酮 液體 特殊氣味 與水以任意比例互溶 有機溶劑、有機合成原料
5.氧化反應和還原反應
(1)氧化反應:醛比酮容易發生氧化反應。醛能被O2催化氧化,也能被弱氧化劑如　　　　、　　　　氧化,而酮一般需要很強的氧化劑才能被氧化。
①CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH　 。
②CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH　 。
③銀氨溶液和新制Cu(OH)2懸濁液常用于鑒別有機化合物分子中是否含有　　　　。
還原反應:醛、酮中都含　　　　,都能發生還原反應,還原產物一般是　　　　,化學反應的通式分別為R—CHO+H2　　　　、+H2　　　　。
【答案】1.(1)氫原子　烴基　醛基()
(2)烴基　酮羰基
2.(1)4-甲基戊醛　(2)2-丁酮
3.(1)CnH2nO　(2)同分異構體
4.HCHO　氣體　刺激性氣味　CH3CHO　　苦杏仁
5.(1)銀氨溶液　新制Cu(OH)2懸濁液
①CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
②CH3COONa+Cu2O↓+3H2O　③醛基　(2)羰基醇　R—CH2OH　
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)乙醛分子中的所有原子都在同一平面內。 (　　)
(2)乙醛的密度比水大,且能與水以任意比例混溶。 (　　)
(3)凡是能發生銀鏡反應的有機物都是醛。 (　　)
(4)醛類既能被氧化為羧酸,又能被還原為醇。 (　　)
(5)完全燃燒等物質的量的乙醛和乙醇,消耗氧氣的質量相等。 (　　)
(6)用溴水可以檢驗CH2CH—CHO中的醛基。 (　　)
(7)醛、酮的官能團均為酮羰基()。 (　　)
(8)醛基的碳原子采用sp2雜化。 (　　)
(9)乙醛既可以發生氧化反應,又可以發生還原反應。 (　　)
(10)醛、酮均可與溴水發生加成反應。 (　　)
　　【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× (7)×　(8)√　(9)√　(10)×
2.等物質的量的乙醛和乙炔完全燃燒時,二者耗氧量的大小關系是什么
　　【答案】二者耗氧量相等。乙醛(C2H4O)的分子式可以看作C2H2·H2O,故燃燒時與C2H2的耗氧量相同。
3.乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色嗎 為什么
　　【答案】能。因為醛基有較強的還原性,能被[Ag(NH3)2]OH溶液或新制Cu(OH)2懸濁液等弱氧化劑氧化。而溴水或酸性KMnO4溶液的氧化能力比[Ag(NH3)2]OH溶液、新制Cu(OH)2懸濁液強得多,故溴水、酸性KMnO4溶液也能氧化乙醛,從而使溶液褪色。
4.如何檢驗CH2CH—CHO分子中的官能團
【答案】銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液為弱氧化劑,不能氧化碳碳雙鍵,但溴水或酸性KMnO4溶液為強氧化劑,可氧化—CHO和碳碳雙鍵,故應先檢驗—CHO,再檢驗碳碳雙鍵。
【合作探究】
任務1　醛、酮的命名和物理性質
1.醛、酮的命名
(1)系統命名
①選主鏈:選含醛基或羰基且最長的碳鏈作主鏈。
②編位號:從靠近羰基的一端開始編號。
③寫名稱:醛基碳是一號碳,支鏈以取代基的形式標明位號寫在名稱前面。酮分子中的羰基碳必須標明其位號。例如,的名字為2-戊酮。
(2)習慣命名
　　甲醛　　　　　乙醛　　　　苯甲醛
2.醛、酮的同分異構體
(1)官能團類型異構:飽和一元醛、酮的通式都是CnH2nO,即含有相同數目碳原子的飽和一元醛與飽和一元酮互為同分異構體,如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮()。
烯醇與等碳原子數的飽和一元醛或飽和一元酮互為同分異構體,如CH2CH—CH2OH和CH3CH2CHO或。
(2)官能團位置異構:因為醛基一定在1號位上,所以醛不存在此類異構。但酮存在官能團位置異構,如2-戊酮與3-戊酮互為同分異構體。
(3)碳骨架異構:分子中碳原子數較多時,醛和酮與其他有機物一樣,均存在碳骨架異構,如CH3CH2CH2CHO和。
【典型例題】
【例1】下列有機物不屬于醛類物質的是(　　)。
A. B.
C.CH2CHCHO D.
　　【答案】D
【解析】緊扣醛類物質的定義:醛是由烴基或氫和醛基(—CHO)相連構成的化合物。D項物質中的官能團為酯基,故不屬于醛類物質。
【例2】相同碳原子數的醛和酮(碳原子數大于3),因官能團類型不同而互為同分異構體,同時還存在官能團位置異構及碳骨架異構等同分異構現象。試寫出分子式為C5H10O的有機物的同分異構體(只寫屬于醛類或酮類的)。
(1)屬于醛類的:
①　　　　　　　　;②　　　　　　　　;
③　　　　　　　　;④　　　　　　　　。
(2)屬于酮類的:
①　　　　　　　　;②　　　　　　　　;
③　　　　　　　　。
(3)結合醇的系統命名知識對上述醛、酮進行命名。
醛:　 。
酮:　 。
　　【答案】(1)①CH3CH2CH2CH2CHO
②　③
④
(2)①
②
③
(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
【解析】(1)C5H10O可寫成C4H9—CHO,找出C4H9—的碳骨架異構體數目,即為C5H10O分子醛類異構體的數目,因C4H9—的碳骨架異構體數目有4種,故C5H10O分子醛類異構體的數目有4種。
C5H10O從形式上去掉一個酮羰基后還剩余4個碳原子,碳鏈異構有C—C—C—C、兩種;然后將酮羰基放在合適的位置,一共有如下6個位置可以安放:、;但由于①和③,④、⑤和⑥是相同的,所以共有3種同分異構體。
任務2　醛、酮的化學性質
情境導入　苯甲醛俗稱苦杏仁油,是工業上最常用的芳香醛,分子式為C7H6O。自然界中苯甲醛以苦杏仁苷的形式存在于苦杏仁中,常溫下是一種略帶苦杏仁味的無色液體。苯甲醛是一種重要的化工原料,常用于制肉桂醛、肉桂酸、苯乙醛等,也是生產香料的重要原料。
問題生成
1.苯甲醛在分類上屬于哪類物質 寫出其結構簡式,其官能團是什么
　　【答案】苯甲醛屬于醛類,結構簡式為,官能團是醛基。
2.能否用酸性高錳酸鉀溶液鑒別中的醛基 可以使用什么試劑
　　【答案】不能,苯環上的甲基和醛基都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。應該使用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液來鑒別苯甲醛中的醛基。
3.甲醛的氧化反應與乙醛有哪些不同
　　【答案】甲醛發生氧化反應時,可理解為:
所以,甲醛分子中相當于有2個—CHO,當與足量的銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液作用時,可存在如下量的關系:1 mol HCHO~4 mol [Ag(NH3)2]OH~4 mol Ag;1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O。
乙醛發生氧化反應時:
所以,乙醛與足量的銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液作用時,可存在如下量的關系:1 mol CH3CHO~2 mol [Ag(NH3)2]OH~2 mol Ag;1 mol CH3CHO~2 mol Cu(OH)2~1 mol Cu2O。
【實驗探究】
1.乙醛與銀氨溶液反應
實驗 操作
實驗 現象 向a中滴加氨水,現象為　　　　　　　　　　　　　　　　　,加入乙醛,水浴加熱一段時間后,試管內壁出現一層　　　　　　　　　
有關 反應 的化 學方 程式 a中:AgNO3+NH3·H2OAgOH↓(白色)+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O c中:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
　　【答案】先產生白色沉淀,后沉淀溶解,溶液變澄清　光亮的銀鏡
2.乙醛與新制氫氧化銅反應
實驗操作
實驗現象 a中溶液出現　　　　　　　　,滴入乙醛,加熱至沸騰后,c中溶液有　　　　　　　產生
有關反應的 化學方程式 a中:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4 c中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
　　【答案】藍色絮狀沉淀　磚紅色沉淀
【核心歸納】
1.羰基的加成反應
(1)加成反應原理
+—。
(2)醛、酮加成反應實例
①與氫氰酸加成
a.CH3CHO+HCN;
b.+HCN。
②與氨及氨的衍生物加成
a.CH3CHO+NH3;
b.+H2NR。
(3)與醇類加成
CH3CHO+CH3OH。
(4)與H2加成
RCHO+H2RCH2OH;
+H2
注意:
(1)醛和酮的還原反應:醛和酮能在催化劑的作用下與H2發生加成反應生成醇。
(2)在有機合成中可利用醛和酮的加成反應來增長碳鏈。
2.—CHO檢驗應注意的問題
(1)銀鏡反應實驗注意事項
①試管要潔凈,否則單質銀不易附著在試管內壁上,會生成黑色的銀沉淀,而得不到光亮的銀鏡。實驗前洗滌試管時一般要先用熱的NaOH溶液洗,再用水洗。
②銀氨溶液必須現用現配,不可久置,否則會生成易爆物質。
③配制銀氨溶液時,氨水、硝酸銀溶液都必須是稀溶液,且是將稀氨水逐滴加入稀硝酸銀溶液中(順序不能顛倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解為止,氨水不能過量,否則也會生成易爆物質。
④銀鏡反應的條件是水浴加熱,不能直接加熱,加熱時不可振蕩或搖動試管,以防生成黑色的銀,而不能在試管內壁形成光亮的銀鏡。
⑤實驗結束后,試管內壁附著的銀鏡,可用稀硝酸浸泡,待銀溶解后再用自來水、蒸餾水洗滌干凈。
(2)乙醛與新制Cu(OH)2懸濁液反應實驗注意事項
①所用Cu(OH)2懸濁液必須是新制備的。
②配制Cu(OH)2懸濁液時,必須保證NaOH溶液過量,即保證所得溶液呈堿性。
③用酒精燈直接加熱試管至溶液沸騰,才有明顯的磚紅色沉淀產生。
④加熱煮沸時間不能過久,否則會導致Cu(OH)2分解成CuO而出現黑色沉淀。
3.總結使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有機物
　官能團 試劑 碳碳雙鍵 碳碳三鍵 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。
【典型例題】
【例3】下列有關醛、酮的說法中正確的是(　　)。
A.醛和酮都能與氫氣、HCN等發生加成反應
B.醛和酮都能與銀氨溶液發生銀鏡反應
C.碳原子數相同的醛和酮互為同分異構體
D.不能用新制Cu(OH)2懸濁液來區分醛和酮
　　【答案】A
【解析】A項,醛的官能團為醛基,酮的官能團為羰基,醛基和羰基都能與氫氣、HCN等發生加成反應,正確;B項,醛能與銀氨溶液發生銀鏡反應,而酮不能,錯誤;C項,碳原子數相同的醛和酮,其分子式可能不同,如CH2CH—CHO與,只有碳原子數相同的飽和一元脂肪醛和飽和一元脂肪酮互為同分異構體,錯誤;D項,醛基能與銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液發生氧化反應,羰基不能與銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液發生氧化反應,故能用新制Cu(OH)2懸濁液來區分醛和酮,錯誤。
【例4】科學家研制出多種新型殺蟲劑代替DDT,化合物A是其中的一種,其結構如圖。下列關于化合物A的說法中正確的是(　　)。
A.化合物A的分子式為C15H22O3
B.與FeCl3溶液發生反應后溶液顯紫色
C.1 mol A最多可以與2 mol新制 Cu(OH)2懸濁液反應
D.1 mol A最多與1 mol H2發生加成反應
　　【答案】A
【解析】由結構簡式可確定A的分子式為C15H22O3,A項正確;分子中不含酚羥基,不能與FeCl3溶液發生顯色反應,B項錯誤;根據1 mol —CHO能與2 mol 新制Cu(OH)2懸濁液反應,可知1 mol A最多能與4 mol新制Cu(OH)2懸濁液反應,C項錯誤;醛基、碳碳雙鍵均能與H2發生加成反應,即1 mol A最多能與3 mol H2發生加成反應,D項錯誤。
【靈犀一點】
與醛有關的定量關系
(1)一元醛發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2懸濁液反應時,量的關系如下:
1 mol~2 mol Ag
1 mol~1 mol Cu2O
(2)甲醛發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2懸濁液反應時,量的關系如下:
1 mol HCHO~4 mol Ag
1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O
(3)二元醛發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2懸濁液反應時,量的關系如下:
1 mol二元醛~4 mol Ag
1 mol二元醛~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O
【隨堂檢測】
1.某學生做乙醛的還原性實驗時,取1 mol·L-1 CuSO4溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液各1 mL,在一支潔凈的試管內混合后,向其中又加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,加熱,結果無磚紅色沉淀出現。導致該實驗失敗的原因可能是(　　)。
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
　　【答案】A
【解析】乙醛和新制氫氧化銅懸濁液的反應需要在堿性環境下加熱進行,取1 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液,與NaOH溶液恰好反應生成氫氧化銅時,需要0.5 mol·L-1 NaOH溶液的體積為4 mL,說明實驗中CuSO4過量,NaOH的量不足,不滿足堿性條件,故加熱無磚紅色沉淀出現,A項符合題意。
2.某一元醛發生銀鏡反應,生成4.32 g銀,等量的該一元醛完全燃燒后,可生成1.08 g水。則此醛可能是(　　)。
①丙醛　②丙烯醛　③丁醛　④丁烯醛
A.①②　　　B.③④　　　C.②③　　　D.①④
　　【答案】D
【解析】銀鏡反應中一元醛與生成銀的物質的量的關系:~2[Ag(NH3)2]OH~2Ag。
設該一元醛的物質的量為x,則有:
~2Ag
1 mol 216 g
x 4.32 g
=,
解得x=0.02 mol,n(H2O)==0.06 mol。由題意可知,0.02 mol該一元醛完全燃燒后生成0.06 mol H2O,故1 mol該一元醛完全燃燒后生成3 mol H2O,該醛的分子組成中含有6個氫原子,分子中含有6個氫原子的是丙醛和丁烯醛。
3.某醛的結構簡式為(CH3)2CCHCH2CH2CHO,請回答下列問題:
(1)檢驗該分子中醛基的方法是　　　　　　　　　,化學方程式為　　　　　　　　　　　。
(2)檢驗該分子中的方法是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)實驗中應先檢驗　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　。具體操作:　　　　　　　　　　　　　　。
　　【答案】(1)加入銀氨溶液,水浴加熱,觀察是否有銀鏡產生(答案合理即可)
(CH3)2CCHCH2CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OH(CH3)2CCHCH2CH2COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
(2)加入溴水,觀察溴水是否褪色
(3)—CHO　因—CHO會干擾的檢驗,取少量醛加入適量銀氨溶液,水浴加熱后觀察到銀鏡的生成可證明含—CHO,然后再加酸將溶液調至pH<7,加入少量溴水后,溴水褪色,可證明含(答案合理即可)
2

展開更多......

收起↑