新教材2023版高中化学第2章官能团与有机化学反应烃的衍生物第3节醛和酮糖类和核酸第1课时常见的醛酮醛酮的化学性质学生用书鲁科版选择性必修3

第1课时常见的醛、酮醛、酮的化学性质课程标准1．认识酮的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。2．知道醛的结构特点及其应用。3．掌握利用银镜反应和新制氢氧化铜悬浊液检验醛基的方法。学法指导1.实验探究法。通过醛与氧化剂(酸性KMnO4溶液、银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液)反应的实验，探究醛的氧化反应。2．交流讨论法。通过对具有相同分子式的醛和酮的同分异构体的分析，交流讨论醛、酮的同分异构现象。3．学以致用法。联系所学知识解释生活中常见现象或应用的原理，如甲醛中毒的原理。必备知识·自主学习——新知全解一遍过知识点一常见的醛、酮1.概念及结构特点项目醛酮概念羰基碳原子分别与________和________(或氢原子)相连羰基的碳原子与两个________相连构成的有机物官能团的名称________________官能团结构简式________________饱和一元醛(酮)的组成通式________2.命名：醛、酮的命名与醇的命名相似，一是选主链(含羰基的最长碳链为主链)，二是定碳位(靠近羰基的一端开始编号)，如命名为________________；命名为________________。3．醛、酮的同分异构现象饱和一元醛、酮的通式为________，分子中碳原子数相同的饱和一元醛、酮互为同分异构体。如CH3CH2CHO与____________。4．常见的醛和酮名称结构简式状态气味溶解性用途甲醛________________强烈刺激性________制酚醛树脂、脲醛树脂乙醛________液体有刺激性易溶于水苯甲醛________液体________味，工业上称苦杏仁油微溶于水染料、香料的中间体丙酮液体特殊气味与水以任意比互溶有机溶剂、有机合成原料学思用1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)醛基的结构简式为—COH或—CHO。()(2)含有羰基的化合物只能是酮。()(3)的名称为3-甲基丁醛。()(4)甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛。()(5)甲醛与丙酮互为同系物。()2．下列关于醛的说法正确的是()A．所有醛中都含醛基和烃基B．醛的官能团是C．饱和一元醛的组成通式为CnH2nOD．甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体知识点二醛、酮的化学性质1.羰基的加成反应(1)原理醛基上的C=O键在一定条件下可与H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇类等发生加成反应。具体原理如下：(2)实例①乙醛的反应(书写下列化学方程式)②丙酮的反应2．氧化反应和还原反应(1)氧化反应①可燃性饱和一元醛(酮)燃烧的通式为____________________________。②催化氧化反应乙醛在一定温度和催化剂存在下，能被空气中的氧气氧化；反应的化学方程试为__________________________。③与弱氧化剂的反应a．乙醛与银氨溶液反应有关反应的化学方程式____________________________________________________b．乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应有关反应的化学方程式：____________________________________________________④与强氧化剂的反应乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。酮对一般的氧化剂比较稳定，只能被很强的氧化剂氧化，氧化时碳碳单键断裂。(2)还原反应醛、酮能在铂、镍等催化剂的作用下与H2加成，还原产物一般是醇，反应的化学方程式分别为微点拨(1)醛基能被酸性KMnO4溶液、溴水、氧气、新制氢氧化铜悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化，但不能与溴的四氯化碳溶液反应。(2)酮羰基不能被酸性KMnO4溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。学思用1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)醛类只能发生还原反应。()(2)乙醛与新制Cu(OH)2反应，表现酸性。()(3)醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而酮不能。()(4)对甲基苯甲醛()能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含有醛基。()(5)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。()2．下列关于醛、酮加成反应的化学方程式的书写错误的是()关键能力·课堂探究——学科素养全通关提升点一醛基的检验方法1.醛基的检验银镜反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应反应原理R—CHO＋2[Ag(NH3)2]OH△RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋HR—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH△RCOONa＋Cu2O↓＋3H反应现象产生光亮银镜产生砖红色沉淀量的关系R—CHO～2AgHCHO～4AgR—CHO～2Cu(OH)2～Cu2OHCHO～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)醛用量不宜太多，如乙醛一般滴3滴。(5)银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去。(1)新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置。(2)配制新制Cu(OH)2悬浊液时，所用NaOH必须过量。(3)反应液必须直接加热煮沸。2.醛的还原性较强，可被较弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化，也可被KMnO4(H＋)溶液、溴水等较强氧化剂氧化。3．醛基既具有还原性，又具有氧化性，醛基可被氧化剂氧化为羧基，也可被H2还原为醇羟基，其转化关系如下：因此，在有机推断题中，醛通常作为中间物质出现。互动探究茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如图所示。可用于香料的合成。问题1试分析1mol茉莉醛和氢气完全反应，需要氢气多少摩尔？问题2能不能通过使溴水褪色现象证明茉莉醛中含有碳碳双键？问题3如何检验茉莉醛中的醛基？问题4如何检验茉莉醛中的碳碳双键？典例示范[典例1]有机物M是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式如图所示，下列检验M中官能团的试剂和添加顺序正确的是()A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液C．先加银氨溶液，微热，再加溴水D．先加入新制的氢氧化铜悬浊液，加热至沸腾，酸化后再加溴水素养训练[训练1]某甲酸溶液中可能含有少量甲醛，用下列方法可以证明的是()A．加入新制的Cu(OH)2并加热，有砖红色沉淀产生，则含甲醛B．加入银氨溶液并水浴加热，若能产生银镜，则含甲醛C．先将试液充分进行酯化反应，收集生成物进行银镜反应，若有银镜产生，则含甲醛D．将该溶液与足量NaOH溶液混合后蒸馏，若其蒸馏产物可发生银镜反应，则含甲醛提升点二醛和酮同分异构体的书写醛的相关计算1.醛和酮同分异构体的书写方法(1)官能团类型异构饱和一元醛、饱和一元酮的通式都是CnH2nO，即含有相同碳原子数的饱和一元醛与饱和一元酮互为同分异构体。如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮(CH3COCH3)。脂环醇、烯醇与等碳原子数的醛互为同分异构体。如CH2=CH—CH2OH和CH3CH2CHO。(2)官能团位置异构因为醛基在链端，所以醛不存在此类异构，但酮存在官能团位置异构。如2-戊酮与3-戊酮。(3)碳骨架异构①醛类碳骨架异构的写法——“取代法”：如C5H10O可写成C4H9—CHO，C4H9—的碳骨架异构数目，即为C5H10O醛类异构体的数目，C4H9—的碳骨架异构数目有4种，C5H10O醛类异构体的数目也有4种。②酮类碳骨架异构的写法——“插入法”：如C5H10O从形式上去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，碳骨架有以下2种结构：；然后将酮基放在合适的位置，一共有如下6个位置可以安放：C①C②，但由于①和③位置相同，④、⑤和⑥位置相同，所以共有3种同分异构体。2．醛的相关计算(1)一元醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时，量的关系如下：(2)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Cu(OH)2悬浊液作用时，可存在如下量的关系：1molHCHO～4molAg1molHCHO～4molCu(OH)2～2molCu2O(3)二元醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时有如下量的关系：1mol二元醛～4molAg1mol二元醛～4molCu(OH)2～2molCu2O互动探究醛类物质在自然界中广泛存在，要辩证地认识其利弊。例如甲醛是一种重要的有机原料，应用于制酚醛塑料，甲醛水溶液具有杀菌和防腐能力，是良好的杀菌剂，可以浸泡种子或生物标本。但是甲醛是居室污染的罪魁祸首之一，还有不法商贩用甲醛溶液浸泡蔬菜进行保鲜，这样对人体的危害更大。问题1结合甲醛性质，思考食用蔬菜和居室装修如何防甲醛污染？问题2丙醛(CH3CH2CHO)与丙酮(CH3COCH3)有何联系？问题3分子式为C2H4O和C3H6O的有机物一定是同系物吗？典例示范[典例2]今有相对分子质量为58的几种有机物，试写出符合条件的有机物的结构简式。(1)若该有机物为烃，则其可能的结构简式为____________、__________。(2)若该有机物是一种饱和一元醛，则其结构简式为________________________。该醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________。(3)若1mol该有机物与足量银氨溶液作用可析出4molAg，则该有机物的结构简式为________________________。(4)若该有机物能与金属钠反应，又能使溴的四氯化碳溶液褪色，则该有机物可能是________(注：羟基连在双键上的有机物极不稳定)。素养训练[训练2]肉桂醛在食品、医药、化工等方面都有应用。肉桂酸甲酯是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。(1)肉桂醛由C、H、O三种元素组成，质谱分析肉桂醛分子的相对分子质量为132，其分子中碳元素的质量分数为81.8%，肉桂醛的分子式是________________________。肉桂醛是苯的一取代物，核磁共振氢谱显示，苯环侧链上有三种不同化学环境的氢原子，其结构简式是________________________。(不考虑顺反异构与对映异构)(2)已知：醛与醛能发生反应，原理如下：合成肉桂醛的工业流程如图所示，其中甲为某种烃。①甲的结构简式是____________________。②丙和丁生成肉桂醛的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)请写出同时满足下列条件的肉桂醛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是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。·课堂总结·知识导图误区警示1.含有醛基的有机物都能与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液反应，但含有醛基的有机物不一定是醛，如甲酸、葡萄糖等，前者属于羧酸，后者属于糖类。2．要注意甲醛性质的特殊性，HCHO～4Ag，HCHO～2Cu2O。3．醛基的还原性比碳碳双键的还原性强，所以在有醛基存在时检验碳碳双键，一般需要先将醛基氧化，当然也可以用溴的四氯化碳溶液检验，但绝不能用溴水检验碳碳双键。如CH2=CH—CH2—CHO，若用溴水，发生的反应为随堂检测·强化落实——基础知能练到位1．下列物质分子结构中含有醛基，但是不属于醛的是()2．下列各组物质中，既不互为同系物又不互为同分异构体的是()A．甲醛、丁醛B．丙酮、丙醛C．乙醛、丙酮D．苯甲醛、对甲基苯甲醛3．下列有关醛的判断正确的是()A．对甲基苯甲醛()能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含醛基B．已知甲醛是平面形分子，则苯甲醛分子中的所有原子有可能在同一平面上C．能发生银镜反应的有机物一定是醛类物质D．实验室配制银氨溶液的方法是向稀氨水中逐滴滴入稀硝酸银溶液至过量4．科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，化合物甲是其中的一种，其结构如图，下列关于甲的说法正确的是()A．甲的分子式为C15H22O3B．甲能与FeCl3溶液发生显色反应C．1mol甲最多可与2molCu(OH)2反应D．1mol甲最多可与1molH2加成5．已知在同一碳原子上连有两个羟基的化合物是极不稳定的，它会自动失水生成含的化合物。在无其他氧化剂存在的条件下，以甲苯和氯气为主要原料按下列过程制取苯甲醛(C6H5CHO)：(1)条件2中的试剂为__________________________________________________。(2)写出苯甲醛与银氨溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)苯甲醛在强碱性条件下可发生自身氧化还原反应，即部分氧化成羧酸盐A，部分还原成醇B。写出A经酸化后的产物与B发生酯化反应生成的一种新的化合物C的结构简式：________________________________________________________________________。第1课时常见的醛、酮醛、酮的化学性质必备知识[知识点一]1．氢原子烃基烃基醛基酮羰基或—CHOCnH2nO2．3-甲基丁醛3-甲基-2-丁酮3．CnH2nO4．HCHO气体易溶于水CH3CHO苦杏仁[学思用]1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．解析：甲醛是由醛基与氢原子连接而成的，A项错误；醛的官能团是—CHO，B项错误；甲醛无同分异构体，而乙醛的同分异构体有环氧乙烷（），丙醛的同分异构体有丙酮、环丙醇等，D项错误。答案：C[知识点二]1．(2)①②2．（1）①CnH2nO＋eq\f(3n－1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋nH2O②2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3COOH③CH3CHO＋2[Ag（NH3）2]OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2OCH3CHO＋2Cu（OH）2＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O（2）RCH2OH[学思用]1．答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2．解析：选项C中的加成反应的正确化学方程式为答案：C关键能力提升点一[互动探究]问题1：提示：1mol苯环和3mol氢气反应、1mol碳碳双键和1mol氢气反应、1mol醛基和1mol氢气反应。所以1mol茉莉醛能和5mol氢气反应。问题2：提示：不能。因为醛基也能使溴水褪色。问题3：提示：可用银镜反应验证。问题4：提示：溴的四氯化碳溶液。[典例1]解析：先加酸性KMnO4溶液，碳碳双键、醛基均被氧化，无法一一检验，A项错误；先加溴水，碳碳双键发生加成反应，而醛基被氧化为羧基，无法检验，B项错误；先加银氨溶液，微热，可检验醛基，再加入的溴水会与银氨溶液反应，无法检验碳碳双键，C项错误；先加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热至沸腾，可检验醛基，酸化后再加溴水，可检验碳碳双键，D项正确。答案：D[训练1]解析：甲酸和甲醛都含有醛基，则直接加入新制的氢氧化铜或银氨溶液不能证明是否含有甲醛，应先加入足量NaOH溶液，甲酸与氢氧化钠溶液反应生成难挥发的甲酸钠，然后蒸馏，将可能存在的甲醛蒸出，再用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验蒸馏出的产物。答案：D提升点二[互动探究]问题1：提示：甲醛是烃的含氧衍生物中的唯一气态物质，易溶于水，易挥发，从市场买的蔬菜最好用清水多洗几遍或泡一泡，基本上可以溶解洗掉甲醛。居室装修最好选择夏季高温季节进行，并注意通风。问题2：提示：两者互为同分异构体。问题3：提示：不一定，分子式为C2H4O的有机物是乙醛，分子式为C3H6O的有机物可能是丙醛，也可能是丙酮，还可能是环丙醇或烯丙醇。[典例2]解析：(1)因某有机物的相对分子质量为58，只由碳、氢两元素组成，根据商余法5814＝4…2可知其分子式为C4H10，为丁烷，丁烷结构简式有CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3；(2)若该有机物是一种饱和一元醛，且相对分子质量是58，设饱和一元醛的通式为CnH2nO，则14n＋16＝58，解得：n＝3，因此该有机物的结构简式为CH3CH2CHO，CH3CH2CHO和新制氢氧化铜反应的化学方程式为CH3CH2CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH△CH3CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O；(3)1mol该有机物与足量的银氨溶液作用，可析出4molAg，可知有机物中含有2个醛基，相对分子质量为M＝58，不可能为甲醛，分子式为C2H2O2，结构简式为OHC—CHO；(4)若该有机物能与金属钠反应，说明含有羟基或羧基，又能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明含有碳碳双键，其相对分子质量是58，所以该有机物中不含羧基，含有羟基，则该有机物的结构简式为CH2=CH—CH答案：(1)CH3CH2CH2CH3CH(CH3)3(2)CH3CH2CHOCH3CH2CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH△CH3COONa＋Cu2O↓＋3H(3)OHC—CHO(4)CH2=CH—CH2OH[训练2]解析：(1)根据肉桂醛分子的相对分子质量为132和碳的质量分数为81.8%，则分子中碳原子数目为132×81.8%12＝9，则分子中H、O原子总相对原子质量为132－12×9＝24，故含有1个氧原子，则含有氢原子数目为24－16＝8，则分子式为C9H8O(2)由醛的相互加成反应及丁和肉桂醛的分子式