新教材高中化学专题4生活中常用的有机物一烃的含氧衍生物第2单元醛羧酸基础课时12醛的性质和应用教师用书苏教版选择性必修

基础课时12醛的性质和应用学习任务1．以乙醛为代表认识醛类物质的结构，通过实验方法探究乙醛的化学性质。2．比较醛与酮官能团的差异，能依据官能团预测同系物在一定条件下可能发生的化学反应，能列举醛类、酮类物质的重要应用。3．能对醛、酮及其制备的物质对环境的影响进行评估。一、醛的结构与常见的醛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(1)醛的官能团为醛基，其中包含羰基和氢原子。其结构简式为—CHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO。(2)甲醛的结构式为，在1H­NMR谱图中有1种特征峰；乙醛的结构式为，在1H­NMR谱图中有2种特征峰。(3)羰基()以及与羰基直接相连的原子处于同一平面上，如甲醛分子中4个原子处于同一平面上。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，沸点是－21℃。它的水溶液又称“福尔马林”，具有杀菌、防腐等性能。(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。下列有机物不属于醛类物质的是()D[紧扣醛类物质的定义：醛是由烃基或氢和醛基(—CHO)相连构成的化合物。D项中不含醛基，故不属于醛类物质。]二、醛的化学性质——以乙醛为例1．氧化反应(1)可燃性乙醛燃烧的化学方程式：2CH3CHO＋5O2eq\o(→,\s\up8(点燃))4CO2＋4H2O。(2)催化氧化乙醛在一定温度和催化剂作用下，能被氧气氧化为乙酸的化学方程式：。(3)与银氨溶液反应实验操作实验现象向①中滴加氨水，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反应的化学方程式①中：AgNO3＋NH3·H2O=AgOH↓(白色)＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH＋2H2O；③中：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up8(水浴加热))2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O(4)与新制氢氧化铜反应实验操作实验现象①中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，③中溶液有砖红色沉淀产生有关反应的化学方程式①中：2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4；③中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up8(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O(5)乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。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＋H2eq\o(→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))CH3CH2OH。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、还原的特征反应为(2)有机物的氧化、还原反应①氧化反应：有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应，即加氧去氢。②还原反应：有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应，即加氢去氧。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(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。(√)三、缩聚反应1．概念：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．实例：①甲醛与苯酚合成线型酚醛树脂，其反应方程式为②酚醛树脂的制备装置酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料，甲醛与苯酚在条件不同时，可以得到线型酚醛树脂或体型酚醛树脂，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。同样甲醛与尿素也可合成脲醛树脂，可以制成热固性高分子黏合剂。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)缩聚反应生成高分子化合物的同时，还有H2O等小分子物质生成。(√)(2)将缩聚高分子化合物的中括号去掉，即得到单体。(×)(3)缩聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不相同。(√)四、酮的结构与性质1．酮的概念和结构特点(1)概念：羰基与两个烃基相连的化合物。(2)官能团：羰基()。(3)通式：。饱和一元脂肪酮的分子式通式为CnH2nO(n≥3)。2．丙酮丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为，在1H—NMR谱图中有1种特征峰。丙酮不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇。反应的化学方程式：丙酮是常用的有机溶剂。丙酮用途广泛，主要用于制备重要化工原料双酚A(C15H16O2)和制备有机玻璃。3．环己酮：分子式C6H10O，结构简式，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。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)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。(×)(2)丙酮是结构最简单的酮，也可以发生银镜反应和加氢还原。(×)(3)丙酮难溶于水，但丙酮是常用的有机溶剂。(×)醛类的性质素材1．向洁净的试管中加入1mL2%的AgNO3溶液，边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水，至产生的沉淀恰好完全溶解，再滴入3滴乙醛，振荡后把试管放在热水浴中加热，观察实验现象。素材2．向试管中加入3mL5%的NaOH溶液，滴入3～4滴2%的CuSO4溶液，振荡后加入0.5mL乙醛溶液，加热，观察实验现象。素材3．发生银镜反应的化学方程式为HCHO＋4Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up8(水浴加热))(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O1．配制银氨溶液时需要注意什么？为什么必须用水浴加热？[提示]配制银氨溶液时，所用试剂应为稀溶液。要注意试剂的滴加顺序；向硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水，边滴边振荡，直至沉淀恰好消失为止，要防止氯水过量，且要现用现配。反应平缓，镀银均匀。2．为什么氢氧化铜必须用新配制的？[提示]新配制氢氧化铜与醛类物质能充分接触，反应速率较快；若为久置的氢氧化铜，一方面会形成沉淀，不能充分反应，另一方面久置氢氧化铜会发生分解。3．素材1、2体现了乙醛的什么性质？化学键是如何断裂的？[提示]体现了乙醛的还原性，在弱氧化剂∶银氨溶液，新制氢氧化铜存在下就可以被氧化为羧酸。断裂的是碳氢键②。4．乙醛能被银氨溶液、新制氢氧化铜等氧化，乙醛能否被其他物质氧化？[提示]由于醛基的还原性比较强，除了可以被银氨溶液、新制氢氧化铜氧化外，其他较强的氧化剂∶酸性高锰酸钾、溴水、次氯酸盐溶液等都可以氧化乙醛。5．请试着写出甲醛与足量新制氢氧化铜反应的化学方程式？HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHeq\o(→,\s\up8(△))Na2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O。6．三个素材的反应条件有何共同点？[提示]反应都是在碱性条件下进行的。7．能否用溴水和酸性KMnO4溶液检验醛基？应注意哪些问题？[提示]醛能被溴水或酸性KMnO4氧化而使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，但要注意其他官能团的干扰。如某有机物中既含有碳碳双键又含有醛基，应先通过银镜反应检验醛基的存在；酸化后，再加溴水或酸性KMnO4溶液检验碳碳双键的存在。醛的结构、性质和醛基的检验1．甲醛的分子结构比较特殊：，从其结构式可以看出有两个醛基，所以在与银氨溶液(新制氢氧化铜)反应时随银氨溶液(新制氢氧化铜)用量不同会发生不同的反应。2．醛基既有氧化性，又有还原性，其氧化、还原关系为醇。3．醛类物质与银氨溶液、新制Cu(OH)2的反应，均需在碱性条件下进行。这两个反应常用于醛基的检验。4．含醛基物质中碳碳双键的检验方法当有机物中同时含有碳碳双键和醛基时，若要用酸性KMnO4溶液或溴水检验碳碳双键()，就要先用银氨溶液或新制Cu(OH)2把—CHO氧化成—COOH，再用酸性KMnO4溶液或溴水等检验碳碳双键。若顺序颠倒，则无法验证。1．下列说法中正确的是()A．凡能发生银镜反应的物质一定是醛B．乙醛能发生银镜反应，表明了醛具有氧化性C．在加热和有催化剂的条件下，醇都能被空气中的O2所氧化，生成相对应的醛D．福尔马林是35%～40%的甲醛的水溶液，可用于浸制生物标本D[掌握各类物质的结构和性质，如有醛基的物质，均可以发生银镜反应，但不一定属于醛类；羟基所连的C原子上没有H时，不能发生催化氧化反应。]2．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式为下列关于茉莉醛的叙述错误的是()A．在加热和催化剂作用下能被氢气还原B．能被酸性KMnO4溶液氧化C．在一定条件下能与溴发生取代反应D．不能与氢溴酸发生加成反应醛基与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的定量计算已知甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图：请依据甲醛的结构，讨论与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的定量计算。1．甲醛与足量银氨溶液反应，最终生成什么物质？[提示](NH4)2CO3、Ag、NH3和H2O。2．甲醛与足量新制Cu(OH)2反应，最终生成什么物质？[提示]Na2CO3、Cu2O、H2O。3．1mol甲醛分别与足量银氨溶液、新制Cu(OH)2反应，生成Ag和Cu2O的物质的量是多少？[提示]4molAg、2molCu2O。4．能发生银镜反应的有机物都属于醛类吗？[提示]有机物只要含有醛基就可以发生银镜反应，能发生银镜反应的不一定都是醛类，可能是其他含有醛基的有机物，例如：甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。1．醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时量的关系(1)一元醛(2)二元醛1mol二元醛～4molAg1mol二元醛～4molCu(OH)2～2molCu2O2．甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时量的关系甲醛发生氧化反应时，可理解为故1molHCHO～4molAg1molHCHO～4molCu(OH)2～2molCu2O1．3g某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A[因1mol一元醛通常可以还原得到2molAg，现得到0.4molAg，故该一元醛为0.2mol，该醛的相对分子质量为eq\f(3,0.2)＝15，此题似乎无解，但1mol甲醛可以得到4molAg，即3g甲醛可得到43.2g(0.4mol)Ag，符合题意。]2．完全燃烧0.1mol某饱和一元醛生成8.96L(标准状况下)二氧化碳，则3.6g该醛跟足量银氨溶液反应，生成固体物质的质量为()A．10.8gB．7.2gC．9.4gD．11.6gA[由0.1mol饱和一元醛燃烧得0.4molCO2，可知该醛的分子式为C4H8O，则3.6g该醛的物质的量为0.05mol。根据RCHO～2Ag，可知发生银镜反应生成Ag的质量为0.05mol×2×108g·mol－1＝10.8g。]1．下列关于醛的说法正确的是()A．甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛B．醛的官能团是—COHC．饱和一元脂肪醛的分子式符合通式CnH2nOD．甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体C[A项，甲醛是氢原子跟醛基相连而构成的醛；B项，醛的官能团是—CHO；D项，丙醛与丙酮互为同分异构体。]2．下列有关银镜反应的说法中，正确的是()A．配制银氨溶液时氨水必须过量B．1mol甲醛发生银镜反应最多生成2molAgC．银镜反应通常采用水浴加热D．银镜反应后的试管一般采用稀盐酸洗涤C[配制银氨溶液时氨水不能过量，过量会生成易爆物质，故A错误；一个甲醛分子中含2个—CHO，故1mol甲醛能反应生成4molAg，故B错误；水浴加热能保证试管受热均匀，且易于控制反应温度，直接加热受热不均匀，故C正确；银和盐酸不反应，银镜反应所得的银镜，应用稀硝酸洗涤，故D错误。]3．用2mL1mol·L－1CuSO4溶液与3mL0.5mol·L－1NaOH溶液混合后，加入40%的甲醛溶液0.5mL，加热至沸腾，无砖红色沉淀生成，实验失败的主要原因是()A．甲醛的量太少B．CuSO4的量太少C．NaOH的量太少D．加热的时间太短C[该反应的本质是：甲醛中的醛基具有还原性，新制的Cu(OH)2具有弱氧化性，醛基与Cu(OH)2中的＋2价的铜发生氧化还原反应。只要有醛基即可与新制的Cu(OH)2发生反应；根据题意可知：n(CuSO4)＝2×10－3L×1mol·L－1＝0.002mol，根据反应：Cu