第二单元 醛 羧酸
第1课时 醛的性质和应用
[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。
一、醛的结构与常见的醛
1.认识甲醛、乙醛的结构特点
(1)读图,尝试写出甲醛、乙醛分子的结构式
甲醛:;乙醛:。
(2)分析结构:甲醛和乙醛分子中都存在醛基。醛基中包含羰基,羰基中的碳原子与氧原子之间通过双键连接在一起,羰基再与一个氢原子相连则构成醛基。羰基以及与羰基直接相连的原子处于同一平面上。例如,甲醛分子中的4个原子就处于同一平面上。
2.醛的概念与结构
(1)概念:醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连构成的化合物。
(2)结构特点: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(n≥0)。
3.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,具有杀菌、防腐性能等。
(2)乙醛:分子式为C2H4O,乙醛的结构简式为CH3CHO,是一种无色有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点是20.8 ℃,易挥发,易燃烧,能跟水、乙醇等互溶。
(1)乙醛分子中所有原子处于同一平面上( )
(2)福尔马林是甲醛的水溶液,可用于浸制生物标本,具有防腐性( )
(3)碳原子数相同的醛和醚互为同分异构体( )
(4)甲醛的1H核磁共振谱图中只有一组峰( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
1.下列有机物不属于醛类物质的是( )
A. B.
C.CH2==CHCHO D.
答案 D
解析 紧扣醛类物质的定义:醛是由烃基或氢原子和醛基(—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.下列关于甲醛的几种说法中,不正确的是( )
A.它在常温、常压下是一种无色、有刺激性气味的气体
B.现代装修房子的很多材料中都会散发出甲醛等有害气体
C.40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,可用来浸制生物标本
D.甲醛溶液可以浸泡海鲜产品,以防止产品变质
答案 D
解析 甲醛在常温、常压下是一种无色、有刺激性气味的气体,A项正确;现代装修房子的很多材料中都会散发出甲醛等有害气体,要注意开窗通风,B项正确;40%的甲醛水溶液又称福尔马林,可用来浸制生物标本,C项正确;甲醛有毒,不可以浸泡海鲜产品,D项错误。
二、醛的化学性质——以乙醛为例
1.氧化反应
(1)银镜反应
实验操作
实验现象 向A中逐滴加入稀氨水,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
有关化学方程式 A中:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O; C中:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
注意事项 ①试管内壁必须洁净; ②加热时不可振荡和摇动试管; ③须用新配制的银氨溶液,银氨溶液不能久置,以免发生危险
(2)与新制Cu(OH)2的反应
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中溶液有红色沉淀产生
有关化学 方程式 A中:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4; C中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
注意事项 ①反应在碱性条件下进行; ②加热至沸腾; ③Cu(OH)2必须是新制的
(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。
2CH3CHO+O22CH3COOH。
(4)燃烧反应
2CH3CHO+5O24CO2+4H2O。
2.加成反应(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。
3.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)醛的加成反应(试剂:H2、HCN)
①RCHO+H2RCH2OH;
②RCHO+HCN―→。
(3)醛类的两个特征反应
①+2Ag(NH3)2OH2Ag↓++3NH3+H2O;
②+2Cu(OH)2+NaOHCu2O↓++3H2O。
(1)乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色( )
(2)乙醛和乙酸的混合液可以用分液漏斗分离( )
(3)用新制银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛( )
(4)银氨溶液的配制,将硝酸银溶液滴加到稀氨水中至生成的白色沉淀恰好完全溶解为止
( )
(5)乙醛加氢得到乙醇的反应是加成反应,也称为还原反应( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
1.乙醇、乙醛和乙酸三者转化关系如图所示,请结合具体反应和三者的分子结构、官能团的变化情况,谈谈有机化学反应中的氧化反应和还原反应的特点。
乙醇乙醛乙酸
提示 乙醇被氧化为乙醛时醇羟基被氧化为—CHO,从组成上看减少了2个氢原子,乙醛被氧化成乙酸时,—CHO变成—COOH,从组成上看增加了氧原子,乙醛被还原为乙醇时—CHO变成—CH2OH,从组成上看增加了氢原子。因此,有机化学反应若从氢、氧原子数目变化角度来看,失去氢原子、增加氧原子的反应过程称为氧化反应。增加氢原子、失去氧原子的过程称为还原反应。
2.在做乙醛和银氨溶液的银镜反应实验时,为什么要控制在碱性条件?
提示 在酸性或弱酸条件下,H+与NH3反应生成NH,Ag(NH3)不能存在,不能发生银镜反应。
3.某同学用2 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液与4 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合,然后加入0.5 mL 4%的CH3CHO溶液,加热后未见红色沉淀生成,实验失败的原因是什么?
提示 乙醛与新制Cu(OH)2的反应必须在碱性条件下进行,实验失败的原因是NaOH的量偏少。
4.某醛的结构简式为(CH3)2C==CHCH2CH2CHO,通过实验方法检验其中的官能团。
(1)实验操作中,应先检验哪种官能团?________,原因是_________________________。
(2)检验分子中醛基的方法是__________________________________________________,
化学方程式为______________________________________________________________。
(3)检验分子中碳碳双键的方法是______________________________________________。
答案 (1)醛基 检验碳碳双键要使用溴水或酸性KMnO4溶液,而醛基也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色
(2)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氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,有红色沉淀生成)
(CH3)2C==CHCH2CH2CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+3NH3+(CH3)2C==CHCH2CH2COONH4+H2O[或(CH3)2C==CHCH2CH2CHO+2Cu(OH)2+NaOH(CH3)2C==CHCH2CH2COONa+Cu2O↓+3H2O]
(3)加入过量银氨溶液氧化醛基后,调节溶液至酸性再加入溴水(或酸性KMnO4溶液),看是否褪色
解析 (1)由于碳碳双键、醛基都能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,故应先用足量的新制银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液将醛基氧化,检验完醛基,再加酸酸化,然后加入溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键。
使溴的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液褪色的有机物及褪色原因的比较
官能 团 试剂 碳碳双键 碳碳三键 苯的同系物 醇 酚 醛
能否褪色 原因 能否褪色 原因 能否褪色 原因 能否褪色 原因 能否褪色 原因 能否褪色 原因
溴的CCl4 溶液 √ 加成反应 √ 加成反应 × - × - √ 取代反应 √ 氧化反应
酸性KMnO4 溶液 √ 氧化反应 √ 氧化反应 √ 氧化反应 √ 氧化反应 √ 氧化反应 √ 氧化反应
注:“√”代表能,“×”代表不能。
三、甲醛、酮的结构与性质
1.甲醛的结构与性质
(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,如下图所示:
(2)氧化反应的特殊性
甲醛发生氧化反应时,可理解为
所以,1个甲醛分子中相当于有2个 —CHO,当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应时,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)甲醛与苯酚反应生成酚醛树脂:
nHCHO+n+(n-1)H2O
①反应机理:在浓盐酸(或浓氨水)的催化下,甲醛分子中的氧原子与苯酚分子中羟基邻位或对位上的氢原子结合生成水,其余部分形成高分子化合物。像这种由有机化合物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应,称为缩聚反应。
②酚醛树脂的结构与性质的关系:在浓氨水催化下,主要得到体型酚醛树脂,体型酚醛树脂是热固性的;在浓盐酸催化下,主要得到线型酚醛树脂,线型酚醛树脂是热塑性的。
③甲醛与尿素在一定条件下也能发生反应生成高分子材料脲醛树脂。
2.酮的代表物
(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,其1H核磁共振谱图有1组特征峰,其球棍模型为。
②常温下丙酮是无色透明液体,易挥发,能与水、乙醇等混溶,是常用的有机溶剂,主要用于制备重要化工原料双酚A和制备有机玻璃。
(3)环己酮(C6H10O)也是一种常见的酮,环己酮的键线式为,常作为生产合成纤维、树脂、合成橡胶、石蜡、虫胶、油漆、染料和制药中间体的溶剂,还可用于制备己二酸和己内酰胺,它们都是生产聚酰胺纤维的重要原料。
3.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。
如反应的化学方程式:
+H2。
+H2。
(1)1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag( )
(2)酮类物质能与氢气发生加成反应,不能被银氨溶液氧化,所以只能发生还原反应,不能发生氧化反应( )
(3)丙酮是结构最简单的酮,也可以发生银镜反应和加氢还原( )
(4)丙酮难溶于水,但丙酮是常用的有机溶剂( )
(5)环己酮的1H核磁共振谱图只有1组特征峰( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
1.香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物,其结构简式为,下列关于茉莉酮的说法正确的是( )
A.该有机物的化学式是C11H16O
B.1 mol该有机物与H2充分反应,消耗4 mol H2
C.该有机物属于不饱和酮类物质,能发生银镜反应
D.该有机物能发生加成反应,但不能发生氧化反应
答案 A
解析 该有机物中含有酮羰基和碳碳双键,能发生加成反应,也能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化,但不能发生银镜反应,1 mol该有机物与H2充分反应消耗3 mol H2。
2.有机玻璃是聚甲基丙烯酸甲酯,其合成路线如下:
D
A B C
E
(1)A的名称为________。
(2)C中官能团的名称为________________。
(3)D的结构简式为________________________。
(4)A→B、D→E的反应类型分别为________________、____________。
答案 (1)丙酮 (2)羟基、羧基 (3) (4)加成反应 加聚反应
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.有一种有机物的结构简式为 CH3—CH==CHCH2CHO,下列对其化学性质的说法中,不正确的是( )
A. 能发生加聚反应
B. 能被银氨溶液氧化
C.1 mol该有机物能与1 mol Br2发生加成反应
D.1 mol该有机物只能与1 mol H2发生加成反应
答案 D
解析 含有碳碳双键能发生加聚反应,A正确;含有醛基能被银氨溶液氧化,B正确;含有1个碳碳双键,因此1 mol该有机物能与1 mol Br2发生加成反应,C正确;碳碳双键和醛基均能与氢气发生加成反应,1 mol该有机物能与2 mol H2发生加成反应,D错误。
3.使用哪组试剂可鉴别在不同试剂瓶内的1-己烯、甲苯和丙醛( )
A.酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液
B.银氨溶液和溴的CCl4溶液
C.FeCl3溶液和银氨溶液
D.银氨溶液和酸性KMnO4溶液
答案 B
解析 A项,酸性KMnO4溶液与三种物质均反应而褪色,溴的CCl4溶液仅能够鉴别出不褪色的甲苯,错误;B项,银氨溶液可以鉴别出发生银镜反应的丙醛,而溴的CCl4溶液又可以鉴别出发生加成反应而褪色的1-己烯,不反应的为甲苯,正确;C项,银氨溶液只可以鉴别出丙醛,而三种物质均不与FeCl3溶液反应,错误;D项,银氨溶液可以鉴别出丙醛,而酸性KMnO4溶液和另外两种物质均反应而褪色,故无法鉴别,错误。
4.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DABC
(1)A、B、C中所含官能团的名称是________、________、________。
(2)A→B的化学方程式为_________________________________________________________。
(3)B→C的化学方程式为_________________________________________________________。
(4)B→A的化学方程式为_________________________________________________________。
答案 (1)羟基 醛基 羧基
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3)2CH3CHO+O22CH3COOH
(4)CH3CHO+H2CH3CH2OH
解析 已知A、B、C为烃的衍生物,ABC,说明A为醇,B为醛,C为羧酸,且三者碳原子数相同,醇在浓H2SO4、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。
题组一 醛类的组成与结构
1.下列关于醛的说法正确的是( )
A.醛的官能团是
B.所有醛中都含醛基和烃基
C.一元醛的分子式符合CnH2nO的通式
D.所有醛都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,并能发生银镜反应
答案 D
解析 醛的官能团是醛基(—CHO);醛分子中都含有醛基(—CHO),醛基有较强的还原性,可还原溴水和酸性KMnO4溶液;甲醛中无烃基;只有饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.分子式为C5H10O,且结构中含有的有机物共有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
答案 D
解析 分子式为C5H10O满足饱和一元醛、酮的通式CnH2nO,且结构中含有,故可以从醛类、酮类两方面考虑。醛类:可写为C4H9—CHO,因为C4H9—有4种结构,故醛有4种形式。酮类:可写为CH3COC3H7,因—C3H7有2种结构,故此种形式有2种,分别为CH3COCH2CH2CH3、CH3COCH(CH3)2;也可写成C2H5COC2H5,此种形式只有1种,所以酮类共有3种形式。综上所述,满足条件的有机物共有4种+3种=7种。
题组二 醛、酮的性质及应用
3.下列叙述正确的是( )
A.醛和酮互为同分异构体,二者的化学性质相似
B.能发生银镜反应的物质是醛,1 mol 一元醛与银氨溶液反应只能生成2 mol 银
C.醛类化合物既能发生氧化反应,又能发生还原反应
D.丙醛、丙酮、丙酸均能与氢气在催化剂作用下发生加成反应
答案 C
解析 醛和酮含有的官能团分别是醛基和羰基,化学性质不同也不相似,A项错误;1 mol甲醛能反应生成4 mol Ag,B项错误;醛类既能发生氧化反应也能发生还原反应,C项正确;丙酸中含有羧基,—COOH不能与氢气发生加成反应,D项错误。
4.把有机物氧化为,所用氧化剂最合理的是( )
A.O2 B.酸性KMnO4
C.银氨溶液 D.溴水
答案 C
解析 比较两种有机物,前者中的醛基变为羧基,而碳碳双键不被氧化,所以选择弱氧化剂银氨溶液或新制氢氧化铜。
5.(2020·河北省张家口一中高二期中)C、H、O三种元素组成的T、X在一定条件下可以发生如下转化:
X不稳定,易分解。为使转化能够成功进行,方框内不可能加入的试剂是( )
A.新制的Cu(OH)2 B.NaOH溶液
C.KMnO4溶液 D.Ag(NH3)2OH溶液
答案 B
解析 HCHO中含有两个—CHO,能被新制的Cu(OH)2氧化为—COOH,从而生成H2CO3,A不符合题意;NaOH溶液没有氧化性,与HCHO不发生反应,不能将其氧化为H2CO3,B符合题意;KMnO4溶液为强氧化剂,能将HCHO氧化为H2CO3,C不符合题意;Ag(NH3)2OH溶液具有与新制的Cu(OH)2类似的性质,D不符合题意。
6.已知β-紫罗兰酮的结构简式如图所示:,下列关于该有机物的说法正确的是( )
A.其分子式为C13H18O
B.能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色
C.属于芳香族化合物
D.能发生加成反应、取代反应、水解反应
答案 B
解析 由有机物结构简式可知该有机物分子中有13个碳原子、1个氧原子和4个不饱和度,则氢原子的个数为13×2+2-4×2=20,故分子式为C13H20O,A项错误;分子中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,B项正确;分子中不含苯环,不属于芳香族化合物,C项错误;分子中含有的官能团为碳碳双键和羰基,都不能发生水解反应,D项错误。
题组三 醛类的简单计算
7.1 mol有机物与足量的氢气和新制备的氢氧化铜反应,消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别是( )
A.1 mol 2 mol B.3 mol 4 mol
C.3 mol 2 mol D.1 mol 4 mol
答案 B
解析 由有机物的结构简式知,1 mol有机物中含2 mol —CHO和1 mol ,故需消耗3 mol H2,—CHO~2Cu(OH)2,故2 mol —CHO消耗4 mol Cu(OH)2。
8.(2020·馆陶县第一中学高二月考)某饱和一元醛发生银镜反应,可得21.6 g银,等物质的量的该醛完全燃烧时生成7.2 g水,则该醛可能是( )
A.乙醛 B.丙醛 C.甲醛 D.丁醛
答案 D
解析 21.6 g银的物质的量是n(Ag)= = 0.2 mol,根据醛发生银镜反应后产生的银之间的物质的量关系R—CHO~2Ag,反应产生0.2 mol Ag,则饱和一元醛物质的量为
0.1 mol。醛完全燃烧时,生成水的质量为7.2 g,n(H2O)==0.4 mol,则其中含H为0.8 mol,根据饱和一元醛分子式通式CnH2nO,2n=8,所以n=4,则该醛为丁醛。
题组四 新情境下醛的性质考查
9.(2020·应城市第一高级中学高二期中)有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列关于A的说法不正确的是( )
A.能被银氨溶液氧化
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.1 mol A只能与1 mol H2发生加成反应
D.检验A中官能团的一种方法:先加入足量的新制Cu(OH)2,微热,酸化后再加溴水
答案 C
解析 有机物A中所含的官能团有—CHO,能被银氨溶液氧化,故A正确;有机物A含有碳碳双键和—CHO,都能使酸性KMnO4溶液褪色,故B正确;1 mol A中含碳碳双键和—CHO各1 mol,能与2 mol H2发生加成反应,故C错误;碳碳双键和—CHO均能使溴水褪色,先加新制Cu(OH)2,微热产生砖红色沉淀,能检验出—CHO,反应后溶液仍显碱性,溴水能与碱反应,需加酸酸化,再加溴水,溴水褪色检验出碳碳双键,故D正确。
10.(2020·张家界期中)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,其分子结构由顺式转变为反式(如图所示),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条件下,1 mol“视黄醛”最多能与5 mol H2发生加成反应
答案 C
解析 因烯烃只含C、H元素,而“视黄醛”中含有O元素,则不属于烯烃,故A错误;由结构可知,每个折点都有1个C,则1个“视黄醛”分子中含有19个C,故B错误;分子中含有—CHO,能发生银镜反应,则“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应,故C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条件下,1 mol“视黄醛”最多能与6 mol H2发生加成反应,故D错误。
11.苯甲醛(C6H5—CHO)在浓NaOH溶液中发生分子间的氧化还原反应,结果一半苯甲醛被氧化,一半苯甲醛被还原。由此判断最终的反应产物是( )
A.苯甲醇 B.苯甲酸
C.苯甲醇和苯甲酸 D.苯甲醇和苯甲酸钠
答案 D
解析 一半苯甲醛被氧化,一半苯甲醛被还原,则说明—CHO分别转化为—COOH和—OH,可知生成苯甲酸、苯甲醇,苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠。
12.已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应,生成羟基醛:
+
如果将甲醛、乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生反应,最多可以形成羟基醛的种类是( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
答案 D
解析 该反应的原理实际上是醛基的邻位碳原子上的氢原子与羰基的加成,乙醛、丙醛中醛基的邻位碳原子上均有氢原子,而甲醛没有。故乙醛、丙醛分子中的邻位碳原子上的氢原子分别与甲醛、乙醛和丙醛中的羰基加成可以生成6种羟基醛。
13.(2020·枣庄市第三中学高二月考)已知醛或酮可与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇,若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3,可选用的醛或酮与格氏试剂是( )
+R′MgX―→
A.与 B.CH3CH2CHO与CH3CH2MgX
C.CH3CHO与 D.与CH3CH2MgX
答案 D
解析 A中二者反应后水解生成HOCH2CH(CH3)CH2CH3,不符合题意;B中二者反应后水解生成CH3CH2CH(OH)CH2CH3,不符合题意;C中二者反应后水解生成CH3CH(OH)CH(CH3)2,不符合题意;D中二者反应后水解生成HOC(CH3)2CH2CH3,D符合题意。
14.肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
+CH3CHO+H2O
(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型:__________________________________(任填两种)。
(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:_______________________________。
(3)请写出同时满足括号内条件的B的所有同分异构体的结构简式:_____________________。
(①分子中不含羰基和羟基;②是苯的对位二取代物;③除苯环外,不含其他环状结构)
答案 (1)加成反应、氧化反应、还原反应(任填两种)
(2)2CH3CHOCH3CH==CHCHO+H2O
(3)、
解析 (1)根据B分子侧链上含碳碳双键和醛基,推测它可以发生加成反应、氧化反应、还原反应等。(2)根据题给反应类比推出两分子乙醛反应的化学方程式:2CH3CHOCH3CH==CHCHO+H2O。(3)根据要求可知,其同分异构体的结构简式为、。
15.(2020·绥棱县第一中学高二月考)已知:醛在一定条件下可以两分子间反应RCH2CHO+RCH2CHO,兔耳草醛是重要的合成香料,它具有独特的新鲜水果的清香。由枯茗醛()合成兔耳草醛的路线如下:
(1)枯茗醛的1H核磁共振谱图有________组峰;A→B的反应类型是________。
(2)B中含有的官能团是________________(写结构式);检验B中含氧官能团的实验试剂是________。
(3)写出C→兔耳草醛的化学方程式:_____________________________________________。
(4)枯茗醛发生银镜反应的化学方程式:___________________________________________。
答案 (1)5 消去反应 (2)、 银氨溶液(或新制氢氧化铜)
(3)2+O22+2H2O
(4)+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
解析 (1)枯茗醛除醛基外,分子中上下对称,其对称位上的氢是等效的,故其1H核磁共振谱图有5组峰,A→B的过程中A脱去了一个H2O生成的B中多了一个碳碳双键,所以反应类型是消去反应。
(2)根据B的结构可知B中含有的官能团是碳碳双键和醛基,结构式为、,其中含氧官能团为醛基,检验醛基可用银氨溶液,其方法是将B加入银氨溶液中再水浴加热,如果出现银镜,说明其中有醛基。
(3)由上述分析,C发生催化氧化生成兔耳草醛,反应的化学方程式为2+O22+2H2O。
(4)枯茗醛在加热的条件下与银氨溶液发生银镜反应,反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O。
16.酚醛树脂是应用广泛的高分子材料,可用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成,类似的合成过程如下:
反应①:+
反应②:n+(n-1)H2O
请回答:
(1)化合物Ⅰ的分子式为_______________________________________________________。
(2)苯酚与浓溴水反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)化合物Ⅱ()也能与CH3CHO发生类似反应①的反应,生成有机物Ⅲ,该反应的化学方程式为____________________________________________。有机物Ⅲ发生类似反应②的反应,生成的高分子化合物Ⅳ的结构简式为__________________。
(4)下列有关化合物Ⅱ和Ⅲ的说法正确的有____(填字母)。
A.都属于芳香烃
B.都能与FeCl3溶液发生显色反应
C.都能与NaHCO3溶液反应放出CO2
D.1 mol的Ⅱ或Ⅲ都能与2 mol的NaOH完全反应
答案 (1)C7H8O2
(2)+3Br2―→+3HBr
(3)+CH3CHO
(4)BCD
解析 (1)根据化合物Ⅰ的结构简式,可知其分子式为C7H8O2。(2)苯酚与溴发生酚羟基邻位、对位上的取代反应生成2,4,6-三溴苯酚与HBr,化学方程式为+3Br2―→+3HBr。(3)化合物Ⅱ()也能与CH3CHO发生类似反应①的加成反应,生成有机物Ⅲ,则Ⅲ为,该反应的化学方程式为+CH3CHO。有机物Ⅲ发生类似反应②的反应,酚羟基邻位的H与侧链中羟基脱去水发生缩聚反应,则Ⅳ的结构简式为。(4)Ⅱ、Ⅲ均含有氧元素,不属于芳香烃,为芳香烃的含氧衍生物,故A错误;Ⅱ、Ⅲ均含有酚羟基,遇氯化铁溶液发生显色反应,故B正确;Ⅱ、Ⅲ均含有羧基,可以与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,故C正确;酚羟基、羧基与氢氧化钠反应,Ⅱ、Ⅲ均含有1个—COOH、1个酚羟基,1 mol的Ⅱ或Ⅲ都能与2 mol NaOH完全反应,故D正确。