3.3 醛 酮 学案（含答案） 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修第三册
文档属性
| 名称 | 3.3 醛 酮 学案（含答案） 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修第三册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 340.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-18 16:13:19 | ||
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文档简介
3.3 醛 酮
【学习目标】
1.了解乙醛的物理性质和用途。
2.掌握乙醛的分子结构和化学性质。
3.了解乙醇和乙醛之间的转化,掌握醇与醛之间官能团转化的基本规律。
4.了解醛类在氧化反应和还原反应中的断键方式和规律。
【自主预习】
一、醛类
1.醛的概念及结构特点
醛是由烃基(或氢原子)与 相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式是 ,饱和一元醛的通式为 或 。
2.常见的醛
(1)甲醛:又名蚁醛,是最简单的醛,结构简式为 。通常状况下,甲醛是一种 色、有 气味的气体,易溶于水。
(2)乙醛:分子式为 ,乙醛的结构简式为 ,是一种 色、具有 气味的液体,密度比水小,沸点是20.8 ℃,易挥发,易燃烧,能与 、 等互溶。
3.醛的化学性质(以乙醛为例)
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为醇醛羧酸。
4.醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响
(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。
(2)35%~40%的甲醛水溶液称为 ,具有杀菌消毒作用和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的 对环境和人体健康影响很大,是主要室内污染物之一。
二、酮
1.酮的概念和结构特点
2.丙酮的性质及应用
(1)性质
丙酮是无色透明的液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。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,丙酮可以发生催化加氢反应,生成2-丙醇,反应的化学方程式为 。
(2)应用
酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如,丙酮可用作化学纤维、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。
微点拨
酮与醛可能为官能团异构,如丙醛与丙酮互为同分异构体。
【答案】
一、1.醛基 —CHO CnH2nO(n≥1,n为整数)
CnH2n+1CHO(n≥0,n为整数)
2.(1)HCHO 无 强烈刺激性
(2)C2H4O CH3CHO 无 刺激性 水 乙醇
3.CH3CHO+H2CH3CH2OH
2CH3CHO+O22CH3COOH
4.(2)福尔马林 (3)甲醛
二、+H2
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)乙醛分子中的所有原子都在同一平面内。 ( )
(2)乙醛的密度比水大,且能与水以任意比例混溶。 ( )
(3)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。 ( )
(4)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇。 ( )
(5)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等。 ( )
(6)用溴水可以检验CH2CH—CHO中的醛基。 ( )
(7)醛、酮的官能团均为酮羰基()。 ( )
(8)醛基的碳原子采用sp2杂化。 ( )
(9)乙醛既可以发生氧化反应,又可以发生还原反应。 ( )
(10)醛、酮均可与溴水发生加成反应。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)×
2.等物质的量的乙醛和乙炔完全燃烧时,二者耗氧量的大小关系是什么
【答案】二者耗氧量相等。乙醛(C2H4O)的分子式可以看作C2H2·H2O,故燃烧时与C2H2的耗氧量相同。
3.乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色吗 为什么
【答案】能。因为醛基有较强的还原性,能被[Ag(NH3)2]OH溶液或新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。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强得多,故溴水、酸性KMnO4溶液也能氧化乙醛,从而使溶液褪色。
4.如何检验CH2CH—CHO分子中的官能团
【答案】银氨溶液或新制Cu(OH)2为弱氧化剂,不能氧化碳碳双键,但溴水或酸性KMnO4溶液为强氧化剂,可氧化—CHO和碳碳双键,故应先检验—CHO,再检验碳碳双键。
【合作探究】
任务1 乙醛
情境导入 有的人喝酒会脸红,休息一会儿又能恢复。并且有经验的人都知道“酒后不要立即饮茶”,《本草纲目》记载:酒后饮茶伤肾,腰腿坠重,膀胱冷痛,兼患痰饮水肿。在肝脏中酒精→乙醛→乙酸→CO2和H2O。但是,浓茶中含有较多茶碱会使尚未分解的乙醛过早进入肾脏,损害很大。
问题生成
1.写出乙醛的结构简式,推测乙醛可能的化学性质。
【答案】乙醛的结构简式为CH3CHO,官能团是—CHO,其中含有CO,推测乙醛能发生加成反应和氧化反应。
2.乙醛具有怎样的物理性质
【答案】乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水的小,沸点20.8 ℃,易挥发,易燃烧,能与水、乙醇等互溶。
3.用什么试剂能检验乙醛的存在
【答案】银氨溶液或新制Cu(OH)2。
4.写出乙醛与银氨溶液反应的化学方程式,根据该方程式分析,1 mol甲醛与足量银氨溶液反应,理论上能够生成银的物质的量是多少
【答案】CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O;4 mol(甲醛相当于二元醛)。
【实验探究】
1.乙醛与银氨溶液反应
实验操作
实验现象 向a中滴加氨水,现象为 ,加入乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层
有关反应 的化学方程式 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】先产生白色沉淀,后沉淀溶解,溶液变澄清 光亮的银镜
2.乙醛与新制氢氧化铜反应
实验操作
实验现象 a中溶液出现 ,滴入乙醛,加热至沸腾后,c中溶液有 产生
有关反应的 化学方程式 a中:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4 c中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
【答案】蓝色絮状沉淀 砖红色沉淀
【核心归纳】
1.醛类物质的主要反应
(1)
(2)
2.—CHO检验应注意的问题
(1)银镜反应实验注意事项
①试管要洁净,否则单质银不易附着在试管内壁上,会生成黑色的银沉淀,而得不到光亮的银镜。实验前洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗。
②银氨溶液必须现用现配,不可久置,否则会生成易爆物质。
③配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质。
④银镜反应的条件是水浴加热,不能直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银,而不能在试管内壁形成光亮的银镜。
⑤实验结束后,试管内壁附着的银镜,可用稀硝酸浸泡,待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。
(2)乙醛与新制Cu(OH)2反应实验注意事项
①所用Cu(OH)2必须是新制备的。
②配制Cu(OH)2时,必须保证NaOH溶液过量,即保证所得溶液呈碱性。
③用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾,才有明显的砖红色沉淀产生。
④加热煮沸时间不能过久,否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。
3.总结使溴水、酸性KMnO4溶液因反应而褪色的有机物
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。
【典型例题】
【例1】下列关于乙醛性质的叙述中正确的是( )。
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,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,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液体,乙醛催化氧化可生成乙酸,在碱性条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀。
【例2】某同学用1 mL 2 mol·L-1的CuSO4溶液与4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合,然后加入0.5 mL 4%的乙醛溶液,加热至沸腾,未见红色沉淀,实验失败的主要原因是( )。
A.乙醛量太少 B.硫酸铜的量少
C.NaOH的量少 D.加热时间不够
【答案】C
【解析】用新制的Cu(OH)2检验醛基,必须在碱性环境下进行。由题中信息可知,n(CuSO4)=0.002 mol,n(NaOH)=0.002 mol。再根据反应CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4可得NaOH不足,所以实验失败。
【例3】A、B、C都是有机化合物,且有如下转化关系:ABC,A的相对分子质量比B大2,A分子对应的同分异构体只有2种;C的相对分子质量比B大16,C能与NaOH溶液反应。以下说法正确的是( )。
A.A是丙醇,B是丙醛 B.A是丙烯,B是丙炔
C.A是乙醇,B是乙醛 D.A是乙醛,B是乙醇
【答案】C
【解析】A的相对分子质量比B大2,说明A发生去氢生成B;C的相对分子质量比B大16且能与NaOH溶液反应,则B为醛,C为酸;A的分子式对应的同分异构体只有2种,则A的分子式为C2H6O,再结合性质推出A为乙醇,B为乙醛,C为乙酸。
任务2 醛类和酮
情境导入 苯甲醛俗称苦杏仁油,是工业上最常用的芳香醛,分子式为C7H6O。自然界中苯甲醛以苦杏仁苷的形式存在于苦杏仁中,常温下是一种略带苦杏仁味的无色液体。苯甲醛是一种重要的化工原料,常用于制肉桂醛、肉桂酸、苯乙醛等,也是生产香料的重要原料。
问题生成
1.苯甲醛在分类上属于哪类物质 写出其结构简式,其官能团是什么
【答案】苯甲醛属于醛类,结构简式为,官能团是醛基。
2.能否用酸性高锰酸钾溶液鉴别中的醛基 可以使用什么试剂
【答案】不能,苯环上的甲基和醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。应该使用银氨溶液或新制的氢氧化铜来鉴别苯甲醛中的醛基。
3.甲醛的氧化反应与乙醛有哪些不同
【答案】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(NH3)2]OH~4 mol Ag;1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O。
乙醛发生氧化反应时:
所以,乙醛与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2作用时,可存在如下量的关系:1 mol CH3CHO~2 mol [Ag(NH3)2]OH~2 mol Ag;1 mol CH3CHO~2 mol Cu(OH)2~1 mol Cu2O。
【核心归纳】
1.醛基的检验及定量规律
银镜反应 与新制Cu(OH)2反应
反应 原理 R—CHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应 现象 产生光亮的银镜 产生砖红色沉淀
定量 关系 R—CHO~2Ag;HCHO~4Ag R—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O;HCHO~ 4Cu(OH)2~2Cu2O
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)醛的用量不宜太多; (5)银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去 (1)新制Cu(OH)2要随用随配,不可久置; (2)配制新制Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量
2.醛和酮的区别与联系
官能团 官能团位置 结构通式
区别 醛 醛基: 碳链末端(最简单的醛是甲醛) (R为烃基或氢原子)
酮 酮羰基: 碳链中间(最简单的酮是丙酮) (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
【例4】下列有关醛、酮的说法中正确的是( )。
A.醛和酮都能与氢气、HCN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】A项,醛的官能团为醛基,酮的官能团为羰基,醛基和羰基都能与氢气、HCN等发生加成反应,正确;B项,醛能与银氨溶液发生银镜反应,而酮不能,错误;C项,碳原子数相同的醛和酮,其分子式可能不同,如CH2CH—CHO与,只有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,错误;D项,醛基能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2发生氧化反应,羰基不能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2发生氧化反应,故能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮,错误。
【例5】科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,化合物A是其中的一种,其结构如图。下列关于化合物A的说法中正确的是( )。
A.化合物A的分子式为C15H22O3
B.与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色
C.1 mol A最多可以与2 mol新制Cu(OH)2反应
D.1 mol A最多与1 mol H2发生加成反应
【答案】A
【解析】由结构简式可确定A的分子式为C15H22O3,A项正确;分子中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应,B项错误;根据1 mol —CHO能与2 mol Cu(OH)2反应,可知1 mol A最多能与4 mol新制Cu(OH)2反应,C项错误;醛基、碳碳双键均能与H2发生加成反应,即1 mol A最多能与3 mol H2发生加成反应,D项错误。
【随堂检测】
1.下列物质中不能发生银镜反应的是( )。
A. B.HCOOH
C.HCOOC2H5 D.
【答案】D
【解析】A是醛类,含有醛基;B的结构简式为,含有醛基结构;C的结构简式为,含有醛基结构;D属于酮类,不含醛基。含有醛基结构的物质都可以发生银镜反应。
2.下列关于醛的说法中正确的是( )。
A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上
B.属于芳香烃
C.醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇
D.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
【答案】C
【解析】乙醛中含有—CH3,故分子中的所有原子不可能共面,A项错误;B中物质含有C、H、O三种元素,属于烃的衍生物,B项错误;只有分子结构中含有—CH2OH结构的醇才能被氧化为醛,D项错误。
3.把有机物氧化为,所用的氧化剂最合理的是( )。
A.O2 B.酸性KMnO4溶液
C.银氨溶液 D.溴水
【答案】C
【解析】比较两种有机物,前者中的醛基变为后者的羧基,而碳碳双键不被氧化,所以选择弱氧化剂银氨溶液或新制的氢氧化铜即可。
4.(2022·湖北卷)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一。已知醛与H2O在酸催化下存在如下平衡:RCHO+H2ORCH(OH)2 。据此推测,对羟基苯甲醛与10倍量的O在少量酸催化下反应,达到平衡后,下列化合物中含量最高的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由信息可知,醛RCHO与H2O发生加成反应生成RCH(OH)2,对羟基苯甲醛与10倍量的O在少量酸催化下反应,反应的生成物是,再进一步发生消去反应生成和D2O或生成和O,由于酚羟基能够电离,与溶液中的D+交换,但量较少。
2
【学习目标】
1.了解乙醛的物理性质和用途。
2.掌握乙醛的分子结构和化学性质。
3.了解乙醇和乙醛之间的转化,掌握醇与醛之间官能团转化的基本规律。
4.了解醛类在氧化反应和还原反应中的断键方式和规律。
【自主预习】
一、醛类
1.醛的概念及结构特点
醛是由烃基(或氢原子)与 相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式是 ,饱和一元醛的通式为 或 。
2.常见的醛
(1)甲醛:又名蚁醛,是最简单的醛,结构简式为 。通常状况下,甲醛是一种 色、有 气味的气体,易溶于水。
(2)乙醛:分子式为 ,乙醛的结构简式为 ,是一种 色、具有 气味的液体,密度比水小,沸点是20.8 ℃,易挥发,易燃烧,能与 、 等互溶。
3.醛的化学性质(以乙醛为例)
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为醇醛羧酸。
4.醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响
(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。
(2)35%~40%的甲醛水溶液称为 ,具有杀菌消毒作用和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的 对环境和人体健康影响很大,是主要室内污染物之一。
二、酮
1.酮的概念和结构特点
2.丙酮的性质及应用
(1)性质
丙酮是无色透明的液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。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,丙酮可以发生催化加氢反应,生成2-丙醇,反应的化学方程式为 。
(2)应用
酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如,丙酮可用作化学纤维、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。
微点拨
酮与醛可能为官能团异构,如丙醛与丙酮互为同分异构体。
【答案】
一、1.醛基 —CHO CnH2nO(n≥1,n为整数)
CnH2n+1CHO(n≥0,n为整数)
2.(1)HCHO 无 强烈刺激性
(2)C2H4O CH3CHO 无 刺激性 水 乙醇
3.CH3CHO+H2CH3CH2OH
2CH3CHO+O22CH3COOH
4.(2)福尔马林 (3)甲醛
二、+H2
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)乙醛分子中的所有原子都在同一平面内。 ( )
(2)乙醛的密度比水大,且能与水以任意比例混溶。 ( )
(3)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。 ( )
(4)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇。 ( )
(5)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等。 ( )
(6)用溴水可以检验CH2CH—CHO中的醛基。 ( )
(7)醛、酮的官能团均为酮羰基()。 ( )
(8)醛基的碳原子采用sp2杂化。 ( )
(9)乙醛既可以发生氧化反应,又可以发生还原反应。 ( )
(10)醛、酮均可与溴水发生加成反应。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)×
2.等物质的量的乙醛和乙炔完全燃烧时,二者耗氧量的大小关系是什么
【答案】二者耗氧量相等。乙醛(C2H4O)的分子式可以看作C2H2·H2O,故燃烧时与C2H2的耗氧量相同。
3.乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色吗 为什么
【答案】能。因为醛基有较强的还原性,能被[Ag(NH3)2]OH溶液或新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。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强得多,故溴水、酸性KMnO4溶液也能氧化乙醛,从而使溶液褪色。
4.如何检验CH2CH—CHO分子中的官能团
【答案】银氨溶液或新制Cu(OH)2为弱氧化剂,不能氧化碳碳双键,但溴水或酸性KMnO4溶液为强氧化剂,可氧化—CHO和碳碳双键,故应先检验—CHO,再检验碳碳双键。
【合作探究】
任务1 乙醛
情境导入 有的人喝酒会脸红,休息一会儿又能恢复。并且有经验的人都知道“酒后不要立即饮茶”,《本草纲目》记载:酒后饮茶伤肾,腰腿坠重,膀胱冷痛,兼患痰饮水肿。在肝脏中酒精→乙醛→乙酸→CO2和H2O。但是,浓茶中含有较多茶碱会使尚未分解的乙醛过早进入肾脏,损害很大。
问题生成
1.写出乙醛的结构简式,推测乙醛可能的化学性质。
【答案】乙醛的结构简式为CH3CHO,官能团是—CHO,其中含有CO,推测乙醛能发生加成反应和氧化反应。
2.乙醛具有怎样的物理性质
【答案】乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水的小,沸点20.8 ℃,易挥发,易燃烧,能与水、乙醇等互溶。
3.用什么试剂能检验乙醛的存在
【答案】银氨溶液或新制Cu(OH)2。
4.写出乙醛与银氨溶液反应的化学方程式,根据该方程式分析,1 mol甲醛与足量银氨溶液反应,理论上能够生成银的物质的量是多少
【答案】CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O;4 mol(甲醛相当于二元醛)。
【实验探究】
1.乙醛与银氨溶液反应
实验操作
实验现象 向a中滴加氨水,现象为 ,加入乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层
有关反应 的化学方程式 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】先产生白色沉淀,后沉淀溶解,溶液变澄清 光亮的银镜
2.乙醛与新制氢氧化铜反应
实验操作
实验现象 a中溶液出现 ,滴入乙醛,加热至沸腾后,c中溶液有 产生
有关反应的 化学方程式 a中:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4 c中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
【答案】蓝色絮状沉淀 砖红色沉淀
【核心归纳】
1.醛类物质的主要反应
(1)
(2)
2.—CHO检验应注意的问题
(1)银镜反应实验注意事项
①试管要洁净,否则单质银不易附着在试管内壁上,会生成黑色的银沉淀,而得不到光亮的银镜。实验前洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗。
②银氨溶液必须现用现配,不可久置,否则会生成易爆物质。
③配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质。
④银镜反应的条件是水浴加热,不能直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银,而不能在试管内壁形成光亮的银镜。
⑤实验结束后,试管内壁附着的银镜,可用稀硝酸浸泡,待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。
(2)乙醛与新制Cu(OH)2反应实验注意事项
①所用Cu(OH)2必须是新制备的。
②配制Cu(OH)2时,必须保证NaOH溶液过量,即保证所得溶液呈碱性。
③用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾,才有明显的砖红色沉淀产生。
④加热煮沸时间不能过久,否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。
3.总结使溴水、酸性KMnO4溶液因反应而褪色的有机物
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。
【典型例题】
【例1】下列关于乙醛性质的叙述中正确的是( )。
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,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,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液体,乙醛催化氧化可生成乙酸,在碱性条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀。
【例2】某同学用1 mL 2 mol·L-1的CuSO4溶液与4 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液混合,然后加入0.5 mL 4%的乙醛溶液,加热至沸腾,未见红色沉淀,实验失败的主要原因是( )。
A.乙醛量太少 B.硫酸铜的量少
C.NaOH的量少 D.加热时间不够
【答案】C
【解析】用新制的Cu(OH)2检验醛基,必须在碱性环境下进行。由题中信息可知,n(CuSO4)=0.002 mol,n(NaOH)=0.002 mol。再根据反应CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4可得NaOH不足,所以实验失败。
【例3】A、B、C都是有机化合物,且有如下转化关系:ABC,A的相对分子质量比B大2,A分子对应的同分异构体只有2种;C的相对分子质量比B大16,C能与NaOH溶液反应。以下说法正确的是( )。
A.A是丙醇,B是丙醛 B.A是丙烯,B是丙炔
C.A是乙醇,B是乙醛 D.A是乙醛,B是乙醇
【答案】C
【解析】A的相对分子质量比B大2,说明A发生去氢生成B;C的相对分子质量比B大16且能与NaOH溶液反应,则B为醛,C为酸;A的分子式对应的同分异构体只有2种,则A的分子式为C2H6O,再结合性质推出A为乙醇,B为乙醛,C为乙酸。
任务2 醛类和酮
情境导入 苯甲醛俗称苦杏仁油,是工业上最常用的芳香醛,分子式为C7H6O。自然界中苯甲醛以苦杏仁苷的形式存在于苦杏仁中,常温下是一种略带苦杏仁味的无色液体。苯甲醛是一种重要的化工原料,常用于制肉桂醛、肉桂酸、苯乙醛等,也是生产香料的重要原料。
问题生成
1.苯甲醛在分类上属于哪类物质 写出其结构简式,其官能团是什么
【答案】苯甲醛属于醛类,结构简式为,官能团是醛基。
2.能否用酸性高锰酸钾溶液鉴别中的醛基 可以使用什么试剂
【答案】不能,苯环上的甲基和醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。应该使用银氨溶液或新制的氢氧化铜来鉴别苯甲醛中的醛基。
3.甲醛的氧化反应与乙醛有哪些不同
【答案】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(NH3)2]OH~4 mol Ag;1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O。
乙醛发生氧化反应时:
所以,乙醛与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2作用时,可存在如下量的关系:1 mol CH3CHO~2 mol [Ag(NH3)2]OH~2 mol Ag;1 mol CH3CHO~2 mol Cu(OH)2~1 mol Cu2O。
【核心归纳】
1.醛基的检验及定量规律
银镜反应 与新制Cu(OH)2反应
反应 原理 R—CHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应 现象 产生光亮的银镜 产生砖红色沉淀
定量 关系 R—CHO~2Ag;HCHO~4Ag R—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O;HCHO~ 4Cu(OH)2~2Cu2O
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)醛的用量不宜太多; (5)银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去 (1)新制Cu(OH)2要随用随配,不可久置; (2)配制新制Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量
2.醛和酮的区别与联系
官能团 官能团位置 结构通式
区别 醛 醛基: 碳链末端(最简单的醛是甲醛) (R为烃基或氢原子)
酮 酮羰基: 碳链中间(最简单的酮是丙酮) (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
【例4】下列有关醛、酮的说法中正确的是( )。
A.醛和酮都能与氢气、HCN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】A项,醛的官能团为醛基,酮的官能团为羰基,醛基和羰基都能与氢气、HCN等发生加成反应,正确;B项,醛能与银氨溶液发生银镜反应,而酮不能,错误;C项,碳原子数相同的醛和酮,其分子式可能不同,如CH2CH—CHO与,只有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,错误;D项,醛基能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2发生氧化反应,羰基不能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2发生氧化反应,故能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮,错误。
【例5】科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,化合物A是其中的一种,其结构如图。下列关于化合物A的说法中正确的是( )。
A.化合物A的分子式为C15H22O3
B.与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色
C.1 mol A最多可以与2 mol新制Cu(OH)2反应
D.1 mol A最多与1 mol H2发生加成反应
【答案】A
【解析】由结构简式可确定A的分子式为C15H22O3,A项正确;分子中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应,B项错误;根据1 mol —CHO能与2 mol Cu(OH)2反应,可知1 mol A最多能与4 mol新制Cu(OH)2反应,C项错误;醛基、碳碳双键均能与H2发生加成反应,即1 mol A最多能与3 mol H2发生加成反应,D项错误。
【随堂检测】
1.下列物质中不能发生银镜反应的是( )。
A. B.HCOOH
C.HCOOC2H5 D.
【答案】D
【解析】A是醛类,含有醛基;B的结构简式为,含有醛基结构;C的结构简式为,含有醛基结构;D属于酮类,不含醛基。含有醛基结构的物质都可以发生银镜反应。
2.下列关于醛的说法中正确的是( )。
A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上
B.属于芳香烃
C.醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇
D.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
【答案】C
【解析】乙醛中含有—CH3,故分子中的所有原子不可能共面,A项错误;B中物质含有C、H、O三种元素,属于烃的衍生物,B项错误;只有分子结构中含有—CH2OH结构的醇才能被氧化为醛,D项错误。
3.把有机物氧化为,所用的氧化剂最合理的是( )。
A.O2 B.酸性KMnO4溶液
C.银氨溶液 D.溴水
【答案】C
【解析】比较两种有机物,前者中的醛基变为后者的羧基,而碳碳双键不被氧化,所以选择弱氧化剂银氨溶液或新制的氢氧化铜即可。
4.(2022·湖北卷)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一。已知醛与H2O在酸催化下存在如下平衡:RCHO+H2ORCH(OH)2 。据此推测,对羟基苯甲醛与10倍量的O在少量酸催化下反应,达到平衡后,下列化合物中含量最高的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由信息可知,醛RCHO与H2O发生加成反应生成RCH(OH)2,对羟基苯甲醛与10倍量的O在少量酸催化下反应,反应的生成物是,再进一步发生消去反应生成和D2O或生成和O,由于酚羟基能够电离,与溶液中的D+交换,但量较少。
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