高中化学鲁科版有机化学基础本册总复习总复习 第3节醛和酮糖类

第3节醛和酮糖类1．了解醛、酮在自然界中的存在，能列举几种简单的醛、酮并写出其结构式。2．了解醛、酮的结构特点，比较醛和酮分子中官能团的相似和不同之处，能够预测醛、酮可能发生的化学反应及它们在化学性质上的相似和不同之处。了解糖类与醛、酮在结构上的联系，以及常见糖类的简单的化学性质。3．理解醛、酮的主要化学性质，并从反应条件、生成物种类等角度对比醛、酮性质上的差异，能利用醛、酮的主要化学反应实现醛、酮到羧酸、醇等烃的衍生物之间的相互转化，会以醛、酮为实例说明有机分子中基团之间存在的相互影响。一、常见的醛、酮1．醛、酮的分子结构与组成。(1)醛：分子中，羰基碳原子分别与氢原子和烃基(或氢原子)相连的化合物叫做醛，通式为__________，饱和一元醛通式为______________，最简单的醛是____________。(2)酮：分子中与____基碳原子相连的两个基团均为________且二者可以相同也可以不同，其通式为________，饱和一元酮的通式为________，最简单的酮是__________。2．醛、酮的命名(以醛基和酮羰基为主)。醛、酮的命名与醇的命名相似，如3．醛、酮的同分异构体。由于饱和一元醛的通式和饱和一元酮的通式相同，所以相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体，它们的异构类型包括：(1)________异构；(2)____________异构；(3)____________异构。4．常见的醛和酮的物理性质和用途。甲醛乙醛苯甲醛丙酮结构简式________________________状态________________________溶解性________________________应用________________________答案:1．(1)RCHOCnH2nO(n＝1，2，…)甲醛(HCHO)(2)羰烃基OCnH2nO(n＝3，4，5，…)丙酮2．3­甲基丁醛3­甲基­2­丁酮3．(1)碳骨架(2)官能团位置(3)官能团类型4．HCHOCH3CHOCHO气体液体液体液体易溶于水易溶于水能溶于水与水任意比互溶制酚醛树脂、杀菌、防腐制乙酸制造香料、染料的中间体有机溶剂二、醛、酮的化学性质1．羰基的加成反应。(1)羰基含有不饱和碳原子，可发生________反应。能与醛、酮发生加成反应的试剂有__________________，其反应式如下：(2)常见的加成反应。写出下列反应的化学方程式。注意：加到羰基氧上的大多数是“H”。2．氧化反应和还原反应。(1)氧化反应。在醛基中，与羰基相连的氢原子由于受羰基中氧原子的影响，比较活泼，因此醛基容易被氧化成羧基。又由于它是由C、H、O元素组成，故易燃烧。①燃烧：2CH3CHO＋5O2eq\o(→,\s\up7(点燃))__________________。②催化氧化：2CH3＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))_______________________________________________________。③乙醛被银氨溶液氧化——乙醛的银镜反应。Ⅰ.实验操作：Ⅱ.实验现象：滴加氨水，先出现________后________，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜。Ⅲ.实验结论：乙醛被银氨溶液________生成________。有关化学方程式为：a．AgNO3＋NH3·H2O=________________________________________________________________________；b．AgOH＋2NH3·H2O=________________________________________________________________________；c．________________________________________________________________________。④乙醛被新制Cu(OH)2悬浊液氧化。Ⅰ.实验操作：Ⅱ.实验现象：试管中产生________沉淀，加热至沸腾后产生______沉淀。Ⅲ.实验结论：乙醛能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化。有关方程式：a．CuSO4＋2NaOH=________________________________________________________________________；b．CH3CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))________________________________________________________________________。答案:1．(1)加成HCN、NH3及氨的衍生物、醇等CR2BR1OA(2)CHOHCH3CNCHOHCH3NH2CHOHCH3OCH3CCH3OHCH3CN2．(1)①4CO2＋4H2O②2CH3COOH③白色沉淀沉淀溶解氧化单质银AgOH＋NH4NO3[Ag(NH3)2]OH＋2H2OCH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O④蓝色絮状砖红色Cu(OH)2↓＋Na2SO4CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O注意：从氧化数的变化配平以上有机氧化还原反应方程式。思考：怎样保证银镜反应、醛与新制Cu(OH)2悬浊液的反应实验成功？如何鉴别醛和酮？答案:(1)要使银镜反应实验成功，要注意以下几点：①试管内壁必须洁净；②必须水浴加热，不可用酒精灯直接加热；③加热时不可振荡或摇动试管；④必须用新配制的银氨溶液；⑤乙醛用量不宜太多。(2)醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应应注意的问题：①制取Cu(OH)2悬浊液时，NaOH溶液应过量；②新制Cu(OH)2悬浊液必须现配现用；③反应加热到使溶液沸腾，并保持一段时间；④实验室用酒精灯加热，现象才会明显。(3)可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液来鉴别醛和酮。(2)还原反应。醛、酮的羰基可以发生多种还原反应，但还原产物一般是________。如：RCHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(高温、高压))________；＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(高温、高压))CHR1OHR2。①反应条件：一般在铂、镍等催化剂存在时与氢气加成。②规律总结：醇eq\o(,\s\up7(氧化),\s\do5(还原))醛eq\o(→,\s\up7(氧化))羧酸。答案:(2)醇RCH2OH三、糖类糖类是指分子中有两个或两个以上________的醛或酮以及水解后可以生成____或____的有机化合物。糖类可以分为：________、________、________。答案:羟基多羟基醛多羟基酮单糖低聚糖多糖(一)单糖1．定义：__________________________的糖类。2．常见的单糖有________和________，其中________是六碳酮糖；五碳糖是________和________，它们的结构简式分别为________和________。3．化学性质(以葡萄糖为例)：(1)氧化反应：既具有醛基的性质，又具有羟基的性质，体现葡萄糖的________性。①与银氨溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③生理氧化：人体组织中，葡萄糖的生理氧化是在酶作催化剂的条件下进行的，其化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④加酸性KMnO4溶液，溶液________，证明能被强氧化剂氧化。(2)加成反应：葡萄糖与氢气加成反应的化学方程式__________________________________________________。(3)与金属钠反应：1mol葡萄糖与足量Na反应，放出H2________mol。(4)酯化反应：一定条件下，lmol葡萄糖最多可与________mol乙酸发生酯化反应。4．葡萄糖的用途。葡萄糖用于________业、________制造业、________工业，体弱和血糖过低的患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。答案:1．不能水解为更小糖分子2．果糖葡萄糖果糖(C6H12O6)核糖脱氧核糖CH2OH(CHOH)3CHOCH2OH(CHOH)2CH2CHO3．(1)还原①CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))H2O＋2Ag↓＋CH2OH(CHOH)4COONH4＋3NH3②CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O③C6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O④退色(2)CH2OH(CHOH)4CHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH2OH(CHOH)4CH2OH(3)(4)54．制镜糖果医药(二)双糖1．定义：__________________的称为________，也叫________。2．结构和性质。________和________是两种重要的二糖。(1)相似之处。①组成相同、分子式相同，都是________互为________________________________________________________________________；②都属于二糖，水解后生成________的单糖。C12H22O11(麦芽糖)＋H2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))________________；C12H22O11(蔗糖)＋H2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))C6H12O6(葡萄糖)＋__________________。③水解产物都能发生________反应，都能还原新制的____________。④都具有甜味。(2)不同之处。①分子结构不同：________分子中不含醛基，________分子中含有醛基；②性质不同：________是非还原性糖，________是还原性糖；③水解产物不同：蔗糖水解产物为________和______，麦芽糖水解产物全是________；④来源不同：蔗糖存在于植物体内，以甘蔗和甜菜含量最多，麦芽糖则是淀粉在酶作用下的水解产物。答案:1．1mol水解能生成2mol单糖双糖二糖2．蔗糖麦芽糖(1)①C12H22O11同分异构体②两分子2C6H12O6(葡萄糖)C6H12O6(果糖)③银镜Cu(OH)2悬浊液(2)①蔗糖麦芽糖②蔗糖麦芽糖③葡萄糖果糖葡萄糖(三)多糖lmol水解成nmol(n>10)单糖的糖类；常见的多糖有淀粉和纤维素。1．淀粉。(1)组成：通式为____________。(2)水解反应。淀粉发生水解反应的化学方程式：(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))nC6H12O6淀粉葡萄糖(3)特征反应。利用淀粉______________的性质可以鉴定淀粉或I2的存在。答案:1．(1)(C6H10O5)n(3)遇到碘溶液会显蓝色思考：怎样判断淀粉的水解程度？答案:淀粉在酸的作用下能够发生水解，其水解的最终产物是葡萄糖。反应物淀粉遇碘单质变蓝色，但不能发生银镜反应；产物葡萄糖能发生银镜反应，但遇碘单质不变蓝色，利用这一性质可以判断淀粉在水溶液中是否发生水解和水解是否进行完全。其规律是：(1)若淀粉没有水解，其溶液中没有葡萄糖，则不能发生银镜反应；(2)若淀粉完全水解，其溶液中没有淀粉，则遇碘单质不变蓝色；(3)若淀粉只有部分水解，其溶液中既有淀粉又有葡萄糖，则既能发生银镜反应，又能遇碘单质变蓝色。2．纤维素。(1)组成：组成通式为____或____。(2)水解反应。纤维素在90%的__________的催化作用下，发生水解反应的化学方程式为(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))nC6H12O6纤维素葡萄糖(3)酯化反应。纤维素中的每个葡萄糖单元含有________，可以表现出________的性质，与HNO3发生酯化反应制得硝酸纤维，与乙酸发生反应制得醋酸纤维。答案:(1)(C6H10O5)n[C6H7O2(OH)3]n(2)浓H2SO4(3)三个醇羟基醇思考：淀粉和纤维素是否互为同分异构体？为什么？答案:淀粉和纤维素不是同分异构体，虽然它们都可以用通式(C6H10O5)n表示，但由于n值的不同，它们都是混合物。(四)糖类和生命活动1．糖是人类____________来源之一。人体生理活动的__________。2．工业上用来生产________、________、________等的原料。答案:1．能量基本物质2.乙醇醋酸醋酸纤维1.(双选)已知柠檬醛的结构简式为：根据所学知识判断下列说法不正确的是()A.它可使酸性高锰酸钾溶液退色B.能发生银镜反应C.与乙醛互为同系物D.被催化加氢的最后产物是C10H20O解析：柠檬醛的结构中有两种官能团：碳碳双键和醛基(—CHO)。因而，柠檬醛的特性应由这两种官能团决定，既可被酸性高锰酸钾溶液氧化，也能发生银镜反应和与氢气发生加成反应等。与氢气发生加成反应后的产物应是C10H22O，由于柠檬醛的结构中有两种官能团(碳碳双键和醛基)，而乙醛的结构中只有一种官能团(醛基)，它们不能称为结构相似，因而柠檬醛与乙醛不能互称为同系物。答案：CD2.是某有机物加氢后的还原产物，那么原有机物可能是()A.乙醛的同分异构体B.丁醛的同分异构体C.丙醛的同分异构体D.戊醛解析：该有机物为4个碳原子，即可能为丁醛的一种同分异构体。答案：B3.(双选)化合物与NaOH溶液、碘水三者混合后可发生如下反应：①I2＋2NaOH=NaI＋NaIO＋H2O此反应称为碘仿反应，根据上述反应方程式，推断下列物质中能发生碘仿反应的有()B．CH3CH2CHOD．CH3COCH2CH3解析：由题意知，发生碘仿反应的条件是分子中必须有结构，即乙醛或甲基酮。答案：AD4.向淀粉中加入少量稀H2SO4，加热，使之发生水解。为测定水解的程度，需加入下列试剂中的()①NaOH溶液②银氨溶液③新制Cu(OH)2悬浊液,④碘水⑤BaCl2溶液A.①⑤B．②④,C.①③④D．②③④解析：淀粉的水解需用稀H2SO4作催化剂，水解产物是葡萄糖，而葡萄糖中的醛基的检验必须在碱性条件下方可检出，故所需试剂是NaOH溶液、碘水、银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液。答案：C5.能源紧缺、替代能源、绿色能源是当今社会能源面临的新问题，将玉米经深加工提炼出酒精，再与汽油按一定比例混合成乙醇汽油，在我国正得到广泛的应用。乙醇汽油正逐步成为新的替代能源，以玉米(主要成分是淀粉)为原料提炼酒精的过程如下：(1)玉米的主要成分的化学式可表示为________________________________________________________________________。2)写出③的化学方程式________________________________________________________________________。(3)经上述流程得到的发酵液中含有大量水和其他有机杂质，酒精的质量分数约为6%～10%，欲将酒精和水分离，应采取的操作是______________(从下列选择：①过滤②蒸馏③蒸发④升华)。(4)根据我国国情，说明推广使用乙醇汽油的优越性____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)玉米中含有淀粉，化学式为：(C6H10O5)n。(2)葡萄糖在一定条件下发酵可以生成乙醇，方程式为：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(活化酶))2C2H5OH＋2CO2↑。(3)酒精和水互溶，分离两种互溶且沸点相差较大的混合物用蒸馏法。(4)使用乙醇汽油可以缓解石油供求矛盾，可以剌激农业生产并能有效降低汽车有害尾气的排放。答案：(1)(C6H10O5)n(2)C6H12O6eq\o(→,\s\up7(活化酶))2C2H5OH＋2CO2↑(3)②(4)缓解石油供求矛盾；剌激农业生产；有效降低汽车有害尾气的排放6.请用已学过的知识回答下列问题：(1)现有一化合物A，是由B、C两物质通过羟醛缩合反应生成的，试根据A的结构简式写出B、C的结构简式：，C_______________________________________________________。(2)利用有关物质按下图合成线路可合成丁醇和肉桂醛。请在下图合成线路的方框中填上有关物质的结构简式。解析：根据羟醛缩合反应原理：醛(或酮)的分子发生加成反应，可得(1)中的B为，C为CH3CHO。(2)为典型的根据有机合成的过程来推断这一过程中的有关物质的结构，这就要根据各物质的性质及使用的试剂来确定。答案：1.据报道，不法商贩用甲醛溶液浸泡白虾仁，使之具有色泽鲜明、手感良好的特点，而这样做成的食物是有毒的。下列关于甲醛的叙述不正确的是())A.甲醛能使蛋白质变性%～40%的甲醛水溶液叫福尔马林C.福尔马林可用来浸制生物标本D.甲醛在通常状况下为液体解析：烃的含氧衍生物中只有甲醛在常温下为气体。答案：D2.某学生做乙醛还原性的实验，取1mol·L－1的硫酸铜溶液2mL和mol·L－1的氢氧化钠溶液4mL，在一个试管内混合，加入mL40%乙醛溶液加热至沸腾，无砖红色沉淀。实验失败的原因是()A.氢氧化钠不够量B.硫酸铜不够量,C.乙醛溶液太少D.加热时间不够解析：根据题意知CuSO4与NaOH溶液反应，由于NaOH不足量，因此Cu2＋不能完全沉淀，而此反应要求NaOH是过量的，故A选项正确。答案：A3.下列说法中，正确的是()A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上B.凡是能发生银镜反应的有机物都是醛C.醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇D.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质量相等解析：—CH3中四个原子不共面；凡是能发生银镜反应的有机物都含醛基；完全燃烧1mol乙醛、乙醇耗氧分别为mol、3mol。答案：C4.下列物质不属于醛类的是()解析：B项物质为甲酸甲酯。答案：B5．下列物质中，属于糖类的是()A．CH3CH2CHO解析：糖类为多羟基醛或多羟基酮，4个选项中只有C项符合。答案：C6．橙花醛是一种香料，结构简式如下：(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)下列说法正确的是()A．橙花醛不可以与溴发生加成反应B．橙花醛可以发生银镜反应C.1mol橙花醛最多可以与2molH2发生加成反应D．橙花醛是乙烯的同系物解析：由香料的结构简式可以看出，分子中存在2个“”和1个醛基，可以和溴发生加成反应，可以发生银镜反应；1mol橙花醛最多可以与3molH2发生加成反应；橙花醛除含“”外还含有醛基，不可能是乙烯的同系物，故A、C、D三项错，选B项。答案：B7．只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液，这种试剂是()A．氢氧化钠溶液B．新制氢氧化铜悬浊液C．石蕊试液D．碳酸钠溶液解析：新制Cu(OH)2悬浊液遇乙酸溶液变澄清，加热后无变化；遇葡萄糖溶液且加热至沸腾时会有砖红色沉淀生成；遇蔗糖溶液加热时则无明显变化。答案：B8．2­庚酮eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(O))是蜜蜂传递警戒信息的外激素，是昆虫之间进行通讯的高活性微量化学信息物质之一。关于该物质的下列说法中不正确的是()A．该物质是饱和一元酮，分子中仅含一种官能团B．该物质与HCN发生加成反应的产物为：CH3COHCNCH2CH2CH2CH2CH3C．该物质与HCN发生加成反应的产物为：CH3CHOCNCH2CH2CH2CH2CH3D．该物质中与氧相连接的碳原子的氧化数为＋2，具有较强的还原性解析：本题考查加成反应的机理。由于碳氧双键具有较强的极性，双键上的不饱和碳原子带部分正电荷，发生加成反应时，碳原子与试剂中带部分负电荷的基团结合，氧原子则与试剂中带部分正电荷的基团结合。答案：C9．已知甲醛(HCHO)分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是()解析：已知甲醛的4个原子是共平面的，CHHO提示了羰基上的碳原子所连接的3个原子也是共平面的。因此，苯环(本身是共平面的一个环)有可能代替甲醛的1个H。—OH也有可能代替苯环的1个H，B、D两项都可能在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个H，A项也可以共面。只有苯乙酮，由于—CH3的C位于四面体的中心，3个H和羰基的C位于四面体的顶点，故C项不可能共面。答案：C10．(河北省正定中学2023·高三月考)把有机物氧化为，所用氧化剂最合理的是()A．O2B．酸性KMnO4C．银氨溶液D．溴水解析：试题分析：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，答案选C。答案：C,eq\x(能)eq\x(力)eq\x(提)eq\x(升)11．现有下列有机物：(1)该化合物的碳原子数目是____________，化学式是________。(2)1mol该有机物与H2充分反应消耗______molH2。(3)该有机物________(填“能”或“不能”)发生银镜反应，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)AB(2)BCIJ(3)BDJ(4)EH(5)DEJ(6)FH答案：(1)11C11H16O(2)3(3)不能无醛基结构13.五碳糖(C5H10O5)是一种与葡萄糖结构类似的多羟基醛，又称木糖，结构简式。木糖在硫酸作用下加热生成糖醛，糖醛可以和苯酚在一定条件下(催化剂、加热)生成糖醛树脂(其反应机理与生成酚醛树脂的过程类似)，它是一种重要的化工原料。写出下列反应的化学方程式(有机物要求写结构简式)。(1)木糖生成糖醛：____________________________________________________。(2)木糖经加压催化氢化生成木糖醇：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)糖醛与苯酚生成糖醛树脂：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)糖醛与新制氢氧化铜悬浊液共热：__________________________________________________________________________________________________________________________________________