高中化学人教版有机化学基础第三章烃的含氧衍生物第二节醛【全国一等奖】

人教版选修5高二年级第三章烃的含氧衍生物第二节醛教学设计1【教学目标】1.通过生活中的现象认识醛的典型代表物——乙醛的组成和结构特点。2.通过分析官能团化学键推测醛基的性质，并通过实验验证醛基的性质3.通过学习乙醛的性质体会乙醛的用途。【教学过程】一、乙醛分子的组成和结构1.[展示]乙醛分子的结构模型2.[讲述]分析—CHO的结构。由于氧原子吸引电子的能力大于碳原子，使得C=O双键的电子云向氧原子偏移，C—H键电子云向碳原子偏移，C=O双键是不饱和的极性键，C—H键是极性键。因此，在化学反应中，C=O双键和C—H键都可能断键。醛基对乙醛的主要化学性质起决定作用。3.分子式：，结构式（注意键的类型）：结构简式：。乙醛的官能团为（称为：）。4.醛基结构：羰基()与氢原子相连构成醛基()，是醛类物质的官能团，羰基和与羰基直接相连的原子处在同一平面上。乙醛分子结构中含有两类不同位置的氢原子，因此在核磁共振氢谱中有两组峰，峰的面积与氢原子数成正比。因此峰面积较大或峰高较高的是甲基氢原子，反之，是醛基上的氢原子。5.醛的分类⑴醛基的数目：一元醛、二元醛、多元醛；⑵烃基是否饱和：饱和醛、不饱和醛；⑶烃基是脂肪烃基还是芳香烃基：脂肪醛、芳香醛；（4）饱和一元醛的通式：CnH2n+1-CHO（5）[思考]饱和一元醛的通式为，官能团是。具有这种通式的是否一定是醛？写出C3H6O可能的同分异构体。二、乙醛的物理性质1.乙醛有哪些物理性质？乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点是20。8℃三、乙醛的化学性质烯烃和醛都有不饱和双键，能发生加成反应，这是两者的共性。但是，C=O双键和C=C双键结构不同，产生的加成反应也不一样。因此，能跟烯烃起加成反应的试剂（如溴），一般不跟醛发生加成反应。我们知道，在有机化学反应中，通常可以从加氢或去氢来分析，即去氢就是氧化反应，加氢就是还原反应。所以，乙醛加氢发生还原反应，推知乙醛具有氧化性。分析烃对醛基上氢原子的影响，推测乙醛可能被氧化，乙醛又具有还原性。1.氧化反应⑴[实验]（3-5）（引导学生正确描述实验现象后，由分析反应前后银元素化合价的变化展开讨论，推测乙醛有还原性。）本实验要按规范操作，认真观察和记录实验现象，并由实验现象推测乙醛可能有的化学性质。乙醛跟银氨溶液反应实验注意事项：（1）配制银氨溶液，要防止加过多的氨水，且要随配随用，否则会生成易爆炸的物质。（2）做实验用的试管必须洁净。（3）实验结束后，反应混合液倒在指定容器里，由教师及时处理。用少量硝酸溶解附在试管内壁的银。与银氨溶液反应:R-CHO+2Ag(NH3)2OHR-COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3；在上述反应里，银氨络合离子被还原成金属银，附着在试管内壁上，形成银镜。这个反应叫做银镜反应。反应最终生成物可巧记为：一水、二银、三氨、乙酸铵。应用：（1）实验室里常用银镜反应检验醛基。（2）工业上利用葡萄糖（含—CHO）发生银镜反应制镜和在保温瓶胆上镀银。⑵实验3-6乙醛跟新制氢氧化铜反应的实验步骤和注意事项本反应中氢氧化铜是过量的，使用过量的游离碱能加快醛基的氧化。使用新制的氢氧化铜有两个原因，一是新制备的氢氧化铜反应性能好，现象明显。二是在氢氧化钠溶液中加几滴2％硫酸铜溶液，能获得检验醛基的灵敏试剂。（引导学生正确描述实验现象后，由分析反应前后铜元素化合价的变化展开讨论，得出由于乙醛有还原性，所以能把新制的氢氧化铜还原成红色的氧化亚铜沉淀，并让学生板书反应的离子方程式和化学方程式。）Cu2＋+2OH-=Cu(OH)2↓实验室利用该反应检验醛基。医院里利用这一反应检验病人是否患有糖尿病（检验葡萄糖中的醛基）。在上述反应中，银氨络合物和新制的氢氧化铜都是弱氧化剂，这表明乙醛有较强的还原性。⑶乙醛既能被弱氧化剂氧化，也能被强氧化剂氧化。2.乙醛的加成反应：,该反应还属于还原反应（P58）(1)醛基与H2的加成反应，是分子中引入羟基的一种方法。(2)工业上不用该反应来制取乙醇。[小结]乙醛既有氧化性又有还原性，以还原性为主。醛基的还原，是有机合成中引入羟基（—OH）的方法,醛基的氧化，是有机合成中引入羧基（—COOH）的方法。[练习]完成下列反应的化学方程式或离子方程式。（1）RCHO＋[Ag(NH3)2]＋+OH-→（2）RCHO十Cu(OH)2→（3）RCHO十H2→四、几种重要的醛1.甲醛：分子式CH2O；结构式；结构简式HCHO；分子的空间构型是平面三角形；俗称蚁醛；35%—40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，它具有良好的杀菌、消毒、防腐效果；甲醛的用途有：常用于制造酚醛树脂、脲醛树脂等。(1)实验室中制备酚醛树脂反应物条件催化剂苯酚甲醛沸水浴加热①浓盐酸作催化剂生成线型酚醛树脂。②氨水作催化剂生成体型酚醛树脂。(2)生成酚醛树脂的化学方程式为2.乙二醛：分子式为C2H2O2；结构简式为OHC-CHO；试写出乙二醛与银氨溶液及新制Cu(OH)2反应的化学方程式：OHC-CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOC-COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3OHC-CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOC-COONa+2Cu2O↓+6H2O总结、扩展(1)饱和一元醛的通式：CnH2n＋1CHO或CnH2nO，由于醛类物质都含有醛基，它们的性质很相似。如，它们都能被还原成醇，被氧化成羧酸，都能发生银镜反应等。(2)饱和一元醛、酮互为同分异构体，它们具有相同的通式CnH2nO，从分子组成上看比乙烯多一个氧原子，其通式也可以看做CnH2n-2·H2O，它们燃烧时耗氧量与同碳原子的炔烃相同，生成的水与同碳原子数的烯烃相同。反应机制的简述乙醛还原Cu(OH)2的反应是包括多个反应的复杂反应，反应机制可作如下简述硫酸铜在碱性溶液中的反应：Cu2++2OH-Cu(OH)2乙醛在碱性溶液中的反应：反应产生的负碳离子既可发生羟醛缩合，也可与铜离子络合。由以上反应可以看出，提高铜离子的浓度可以促进络合反应，减弱羟醛缩合反应。铜离子与负碳离子生成的络合物可继续发生如下反应，此反应中高浓度的碱溶液是必须的。反应生成的负氢离子与Cu(OH)2发生还原反应4Cu(OH)2＋2H-→2Cu2O＋2OH-＋4H2O几点说明由以上对反应机制的分析可以看出，在乙醛还原Cu(OH)2的实验中以下几点是成功的关键。1．高浓度的NaOH溶液有助于产生负氢离子。负氢离子是还原性很强的物质。在此实验中将Cu(OH)2还原为Cu2O的是负氢离子，所以浓碱对乙醛还原Cu(OH)2是有利的。2．增大CuSO4溶液的浓度可以增加铜离子与负碳离子反应的机会，降低负碳离子的浓度，阻止羟醛缩合反应的发生。但也不能过浓，过浓时CuSO4与NaOH溶液反应会生成Cu(OH)2凝胶，不易溶解，加热时易生成黑色氧化铜。3．消除羟醛缩合反应的措施之一就是降低乙醛对铜离子的量比。在增大CuSO4溶液浓度的同时适当降低乙醛溶液的浓度是很必要的。五、检测题1.丙醛和氢氧化铜反应形成砖红色沉淀的实验中，决定实验成败的关键是（）A．Cu(OH)2要新制B．CuSO4要过量C．CH3CH2CHO要过量D．NaOH要过量2.下列说法中正确的是()A．凡能发生银镜反应的有机物一定是醛B．在氧气中燃烧时，只生成CO2和H2O的物质一定是烃C．将1­丙醇与氧气的混合气体通过赤热的铜，发生反应生成丙醛D．1mol任何一元醛发生银镜反应时，最多可以得到2molAg3.．以下实验或操作能达到目的的是()A．向5mL10%CuSO4溶液中滴加5滴2%NaOH溶液制得Cu(OH)2，再加少量乙醛煮沸，观察到红色沉淀B．用溴水鉴别苯、四氯化碳C．苯中混有少量的苯酚，加入浓溴水沉淀后过滤除去苯酚D．乙烷中混有少量乙烯，用氢气加成除去乙烯4.某3g醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43．2gAg，则该醛为（）A．甲醛B．乙醛C．丙醛D．丁醛5.下列有机化合物中，能够发生酯化反应、加成反应和氧化反应的是()①CH2=CHCOOH ②CH2=CHCOOCH3③CH2=CHCH2OH ④CH3CH2CH2OH⑤CH3CH(OH)CH2CHOA．①③④ B．②④⑤C．①③⑤ D．①②⑤6.某气态有机物A的密度是同状况下氢气的15倍，氧元素的质量分数约为%，能与新制氢氧化铜反应产生砖红色沉淀。若将含有A的溶液与足量银氨溶液反应，产生银的质量为A．4.32gB．3.24gC．2.16gD．1.08g7.与醛基相邻的碳原子上的氢原子叫α-H。无α—H的醛在强碱作用下生成酸和醇的反应被称作康尼扎罗反应，如：2HCHO+NaOH→CH3OH+HCOONa。由此判断，下列化合物中可以发生康尼扎罗反应的是A．CH3CHOB．C．D．(CH3)2CHCHO8.下列有关醛的判断正确的是()A．用溴水检验CH2=CH—CHO中是否含有碳碳双键B．1molHCHO发生银镜反应最多生成2molAgC．对甲基苯甲醛()使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含有醛基D．能发生银镜反应的有机物不一定是醛类9.分子式为C3H7Br的有机物甲在适宜的条件下能发生如下一系列转化：(1)若B能发生银镜反应，试回答下列问题。①试确定有机物甲的结构简式：________________________；②用化学方程式表示下列转化过程。甲→A：__________________________________________，B和银氨溶液反应：___________________________________。(2)若B不能发生银镜反应，请回答下列问题：①试确定A的结构简式：______________________________；②用化学方程式表示下列转化过程。甲＋NaOHeq\o(→,\s\up15(醇),\s\do15(△))D：__________________________________，A→B：____________________________________________，D→E：____________________________________________。10.已知(1)该反应的生成物中含有的官能团的名称是________，在一定条件下能发生________(填序号)；①银镜反应②酯化反应③还原反应(2)某氯代烃A的分子式为C6H11Cl，它可以发生如下转化：结构分析表明E分子中含有两个甲基且没有支链。试回答：①有关C的说法正确的是________；a．分子式为C6H10O2b．C属于醛类，且1molC与足量的新制Cu(OH)2反应可得4molCu2Oc．C具有氧化性，也具有还原性d．由D催化氧化可以得到C②写出下列转化关系的化学方程式，并指出反应类型。A→B：__________________________________________；D→E：_____________________________________________________。参考答案1.【答案】AD2.【解析】易错选A项。分子中含有醛基的物质都可以发生银镜反应，但含有醛基的物质不一定是醛，如甲酸酯分子中含有，能发生银镜反应，但不是醛，故A项不正确；烃的含氧衍生物燃烧也只生成CO2和H2O，故B项不正确；HCHO是一元醛，但当1molHCHO发生银镜反应时，可以生成4molAg，故D项不正确。【答案】C3.【解析】乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应时所加NaOH需过量，否则得不到红色沉淀，A错；溴水滴入苯和CCl4中，上层颜色加深的为苯，下层颜色加深的是CCl4，B对；苯中混有苯酚，加入浓溴水后的产物溶于苯，C错；乙烷中的乙烯即使能除去，但又引入新的杂质H2，D错。【答案】B4.【解析】n(Ag)=43．2g÷108g/mol=0．4mol．由于每摩尔的醛基-CHO发生反应产生2mol的Ag。所以该分子结构中应该含有2mol的醛基。只有甲醛HCHO符合题意。正确。【答案】A5.【解析】物质所含的官能团决定物质具有的性质。有机化合物分子中只要含有—OH和—COOH之一就可以发生酯化反应；含有—CHO、(羰基)、都能发生加成反应；含有—OH、—CHO、都可被氧化。因此，符合题意的是①③⑤，选C。【答案】C6.【解析】有机物A的密度是同状况下氢气的15倍，则A的相对分子质量是15×2＝30。氧元素的质量分数约为%，则分子含有氧原子的个数＝＝1。A能与新制氢氧化铜反应产生砖红色沉淀，因此A分子中含有醛基，则A应该是甲醛。1mol甲醛与足量的银氨溶液反应最多可以产生4mol单质银，所以将含有A的溶液与足量银氨溶液反应，产生银的质量为×108g/mol＝4.32g，答案选A。【答案】A7.【解析】无α—H的醛在强碱作用下生成酸和醇的反应被称作康尼扎罗反应，据此可以判断。A、乙醛分子中含有α—H，不能发生康尼扎罗反应，A不正确；B、有机物分子含有α—H，不能发生康尼扎罗反应，B不正确；C、苯甲醛分子没有α—H，能发生康尼扎罗反应，C正确；D、有机物(CH3)2CHCHO分子中含有α—H，不能发生康尼扎罗反应，D不正确，答案选C。【答案】C8.【解析】分析多官能团物质的性质时要考虑官能团之间的干扰，如碳碳双键、醛基均可使溴水褪色，苯的同系物、碳碳双键、醛基等均可使酸