苏教版高中化学选修五第9讲：醛羧酸(教师版)

醛羧酸____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.掌握甲醛和乙醛的结构和主要化学性质2.了解乙醛的物理性质和3.了解醛的分类和命名4.理解饱和一元醛的一般通性和同分异构现象5.掌握醛基的检验方法6.了解甲醛在日常生活,工农业生产中的用途,以及对人体健康的危害.一、醛醛：从结构上看，由烃基（或氢原子）跟醛基相连而成的化合物叫醛。醛的分类：1.碳链角度：脂肪醛、芳香醛2.饱和度：饱和醛、不饱和醛3.官能团：一元醛、二元醛、多元醛饱和一元醛的通式：CnH2n+1CHO或CnH2nO醛的同分异构现象：除本身的碳架异构外，醛与酮、烯醇、环醇互为同分异构体（一）乙醛的物理性质乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇、氯仿等互溶。（二）乙醛的分子结构分子式：C2H4O结构式：结构简式：CH3CHO官能团：注意：醛基的写法,不要写成-COH（三）化学性质1.加成反应/还原反应还原反应:有机物分子中得氢(加入氢原子)或失氧(失去氧原子)的反应氧化反应:有机物分子中得氧(加入氧原子)或失氢(失去氢原子)的反应思考：醇类发生催化氧化的条件是什么？1.Ag或Cu作催化剂并加热。2.羟基所连的碳原子上有氢原子。2.氧化反应a.催化氧化乙醛可以被还原为乙醇，能否被氧化小结：乙醇→乙醛（氧化）→乙酸（氧化）乙醇←乙醛(还原）3.燃烧4.被弱氧化剂氧化（1）银镜反应此反应用于醛基的检验,醛基数目的测定配置银氨溶液：取一洁净试管，加入2ml2%的AgNO3溶液，再逐滴滴入2%的稀氨水，至生成的沉淀恰好溶解。水浴加热形成银镜：在配好的上述银氨溶液中滴入三滴乙醛溶液，然后把试管放在热水浴中静置。CH3CHO+2Ag(NH3)2OH水浴CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O碱性环境下，乙醛被氧化成乙酸后又与NH3反应生成乙酸铵1mol–CHO被氧化，就应有2molAg被还原可用稀HNO3清洗试管内壁的银镜应用:检验醛基的存在，测定醛基的数目，工业上用来制瓶胆和镜子（2）与新制的氢氧化铜反应现象：有红色（Cu2O）沉淀生成2Cu(OH)2+CH3CHO→Cu2O↓+CH3COOH+H2O注意：氢氧化铜溶液一定要新制，碱一定要过量应用：检验醛基的存在，医学上检验病人是否患糖尿病（四）乙醛的制备（1）乙醇氧化法（2）乙烯氧化法（3）乙炔水化法（五）乙醛的用途主要用于制取乙酸、乙酸乙酯、丁醇等，是有机合成的重要原料。（六）醛类：饱和一元醛的通式：CnH2n+1CHO或CnH2nO化学性质： (1)和H2加成被还原成醇（2）氧化反应a.燃烧b.催化氧化成羧酸c.被弱氧化剂氧化Ⅰ银镜反应Ⅱ与新制的氢氧化铜反应d.使酸性KMnO4溶液和溴水褪色甲醛：分子式：CH2O结构简式：HCHO物理性质：无色有强烈刺激性气味的气体，易溶于水应用：重要的有机合成原料,其水溶液（福尔马林）有杀菌和防腐能力。羧酸1.定义：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。2.自然界中的有机酸⑴甲酸：HCOOH(蚁酸)⑵苯甲酸：C6H5COOH(安息香酸)⑶草酸：HOOC-COOH(乙二酸)⑷羟基酸：如柠檬酸：⑸乳酸：乙酸结构：分子式：C2H4O2结构式：结构简式：CH3COOH物理性质：无色刺激性气味液态，乙酸的熔点为16.5℃，易挥发，易溶于水和有机溶剂。纯乙酸称为冰醋酸。化学性质：酸的通性和酯化反应2CH3COOH+Mg→(CH3COO)2Mg+H2CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2（二）甲酸俗称蚁酸结构特点：既有羧基又有醛基化学性质：醛基：氧化反应、新制Cu(OH)2羧基：酸性酸的通性酯化反应与醇发生酯化反应知识点一：醛例1．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，提示了羰基的碳原子所连接的3个原子(或原子团)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也有可能代替苯甲醛的1个H，B、C都可能同在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个H，可以共平面。只有苯乙酮，由于CH3的C位于四面体的中心，3个H和羧基的C位于四面体的顶点，不可能共平面。答案：D例2.实验室做乙醛和银氨溶液反应的实验时：(1)配制银氨溶液时向盛有_________溶液的试管中逐滴滴加_________溶液，边滴边振荡直到_________为止。有关反应的离子方程式为：①_______________，②_______________。(2)加热时应用_________加热，发生银镜反应的离子方程式为_____________________。解析：本题考查银镜反应的基本实验操作及相关反应。答案：(1)2%的硝酸银2%的稀氨水产生的沉淀恰好溶解Ag++NH3·H2O===AgOH↓+AgOH+2NH3·H2O===［Ag(NH3)2］++OH-+2H2O(2)热水浴CH3CHO+2Ag(NH3)+2OH-2Ag↓+CH3COO-+NH+3NH3↑+H2O知识点二：羧酸例3．某有机物的结构简式如下图所示，则下列有关说法正确的是（）A．该有机物可以发生氧化、加成、加聚、取代等反应B．该有机物能与NaOH溶液反应，则1mol该有机物能消耗2molNaOHC．该有机物的分子式为C12H14O5，且与C11H12O5一定互为同系物D．该有机物分子中所有碳原子不可能都在同一平面上解析：A、该有机物中存在碳碳双键，可以发生加成、加聚、氧化反应，还存在羧基，所以能发生取代反应，正确；B、该有机物中只有羧基与氢氧化钠溶液反应，所以1mol该有机物能消耗1molNaOH，错误；C、该有机物的分子式为C12H14O5，与C11H12O5的分子组成相差-CH2，但结构不一定相似，所以不一定互为同系物，错误；D、与苯环直接相连的原子一定与苯环共面，与碳碳双键直接相连的原子与碳碳双键共面，单键可以旋转，所以该有机物分子中所有碳原子有可能都在同一平面上，错误。答案：A例4.在阿司匹林的结构简式（如图）中①②③④⑤⑥分别标出了其分子不同的键。将阿司匹林与足量NaOH溶液共热时，发生反应时断键的位置是（）①④ B．②⑤ C．③④ D．②⑥解析：根据阿司匹林的结构简式判断与NaOH溶液共热时，羧基与酯基与氢氧化钠分别发生中和反应、水解反应，所以断键的位置是羧基的⑥H-O-键断开及酯基的②-C-O-键断开，因此答案选D。答案：D【基础演练】1．中学生经常使用的涂改液中含有挥发性的有毒溶剂，该溶剂是()A．乙醇 B．乙醛C．甘油 D．三氯乙烯答案：D2．下列各组物质中，全部属于纯净物的是()A.福尔马林、白酒 B.汽油、酚醛树脂C.石炭酸、盐酸、冰醋酸D.甘油、乙醇钠、氯仿答案：D3．在2HCHO+NaOH(浓)HCOONa+CH3OH中，HCHO(甲醛)()A.仅被氧化 B.未被氧化，未被还原C.仅被还原 D.既被氧化，又被还原答案:D4.乙烯酮（＝C＝O）在一定条件下能跟含活泼氢原子的化合物发生加成反应，反应的通式可表示为试指出，下列反应不合理的是()A．B．C．D．答案:C5.取5.8g某种饱和一元醛与足量的银氨溶液混合，加热充分反应后析出21.6g金属银，则该醛为()A．甲醛 B．乙醛 C．丙醛 D．丁醛答案:C6.从中草药茵陈蒿中可提出一种利胆有效成分——对羟基苯乙酮。这是一种值得进一步研究应用的药物，推断该物质不具有的化学性质是（）A.能与NaOH溶液反应B.能与溴水反应C.能与NaHCO3溶液反应D.在催化剂作用下能被氧化成含醇羟基的物质答案:D【巩固提高】1.下列各化合物中，能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是()CH3CH3—CH—CH2—CHOOHCH3—CH—CH—CH3OHOHA.B.HOCHHOCH2—C—CH2—CHOOC.CH3—CH=CH—CHOD.答案:A2．以下实验能获得成功的是()A．用含结晶水的醋酸钠和碱石灰共热制甲烷气体B．将铁屑、溴水、苯混合制溴苯C．在苯酚溶液中滴入少量浓溴水出现白色沉淀D．将铜丝在酒精灯上加热后，立即伸入无水乙醇中，铜丝恢复成原来的红色答案:D3.某有机物结构简式为(CH3)2C==CHCH2CH2CHO。(1)检验分子中醛基的方法是________________反应，化学方程式为________________。(2)检验分子中碳碳双键的方法是____________。反应化学方程式为________________。(3)实验操作中，哪一个官能团应先检验？__________。答案：(1)银镜(CH3)2C==CHCH2CH2CHO+2Ag(NH3)2OH→2Ag↓+3NH3+(CH3)2C==CHCH2CH2COONH4+2H2O(2)在加银氨溶液氧化醛后，调pH至中性再加入溴水，看是否褪色。(CH3)2C==CHCH2CH2COOH+Br2→(CH3)2(3)双键4．（２０１５.新课标）A（C2H2）是基本有机化工原料．由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线（部分反应条件略去）如图所示：回答下列问题：（1）A的名称是，B含有的官能团是．（2）①的反应类型是，⑦的反应类型是．（3）C和D的结构简式分别为、．（4）异戊二烯分子中最多有个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为．（5）写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体（写结构简式）（6）参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3﹣丁二烯的合成路线．答案：(1)乙炔；碳碳双键和酯基(2)加成反应；消去反应(3)；CH3CH2CH2CHO（4）11；（5）CH3CH（CH3）﹣C≡CH、CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3（6）1.下列各组混合物中，只要总质量一定，不论以何种比例混合，完全燃烧产生的CO2和H2O均为一恒量的是()A．乙炔和苯酚B．甲醛和丙酸C．甲烷和乙烷D.甲醛和甲酸甲酯答案:D2.（2015春•绍兴校级期末）乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示．将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品．若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为（）A．1：1B．2：3C．3：2D．2：1答案:C3．下列物质中，不属于羧酸类有机物的是()A.乙二酸 B.苯甲酸 C.硬脂酸 D.石炭酸答案：D4．巴豆酸的结构简式为CH3—CH==CH—COOH。现有①氯化氢、②溴水、③纯碱溶液、④2丁醇、⑤酸化的KMnO4溶液，试根据巴豆酸的结构特点，判断在一定条件下，能与巴豆酸反应的物质是()A.只有②④⑤ B.只有①③④C.只有①②③④ D.①②③④⑤答案：D5．化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，A可发生如下图所示的反应。试写出：(1)化合物A、B、D的结构简式：__________、__________、__________。(2)化学方程式：A→E____________________,A→F______________________。(3)反应类型，A→E__________,A→F__________。答案：(3)消去反应(或脱水反应)酯化反应(或分子间脱水反应、酯化反应)6．有两种有机化合物A和B，分子式分别为C2H6O和C2H4O，已知：①B氧化得C，还原得A；②A能脱水生成烯烃F；③F能跟溴水反应得D；④D与氢氧化钠水溶液反应，得到溶于水的产物E。(1)写出A和B的结构简式。(2)写出上述①至④各反应的化学方程式，并对E命名。答案：(1)A的结构简式为CH3CH2OH，B的结构简式为CH3CHO。(2)①2CH3CHO+O22CH3COOHCH3CHO+H2CH3CH2OH②CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O③CH2==CH2+Br2→CH2Br—CH2Br④CH2Br—CH2Br+2H2O+2HBr。E为乙二醇。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.羰基碳原子上连有甲基的化合物，与碘在强碱溶液中发生碘仿反应：则下列化合物中能发生碘仿反应的是()A． B．C． D．答案：A2．只用水就能鉴别的物质组是()A．苯、乙酸、CCl4B．乙醇、乙醛、乙酸C．乙二醇、乙醛、硝基苯D．乙醇、甘油、苯酚答案：A3．下列物质中，在一定条件下既能发生银镜反应，又能发生水解和氧化反应的是()A．甲酸乙酯 B．溴乙烯 C．乙酸甲酯 D．苯甲醛答案：A4．被誉为中国“新四大发明”的复方蒿甲醚是第一个由中国发现的全新化学结构的药品，也是目前在国际上获得广泛认可的中国原创药品。它在疟疾这一高传染性疾病治疗史上具有里程碑意义。其主要成分是青蒿素（是一种由青蒿中分离得到的具有新型化学结构的抗疟药），结构如右图所示。有关该化合物的叙述正确的是（）A．分子式为：C16H20O5B．该化合物在一定条件下不能与NaOH溶液反应C．青蒿素与维生素一样是水溶性的D．该化合物中含有过氧键，一定条件下有氧化性答案：D5．有机化合物A只由C、H两种元素组成且能使溴水褪色，其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。A、B、C、D、E有下图所示的关系。则下列推断不正确的是()A．A→B属于加成反应B．B、D均能与金属钠反应C．物质C的结构简式为CH3CHOD．生成E的化学方程式为：CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOC2H5答案：D6．现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液②乙醇和丁醇⑧溴化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是()A.分液、萃取、蒸馏B.萃取、蒸馏、分液C.分液、蒸馏、萃取D.蒸馏、萃取、分液答案：C7．含苯酚的工业废水处理的流程图如图所示：（1）上述流程里，设备Ⅰ中进行的是_________操作（填写操作名称）。实验室里这一步操作可以用____________（填写仪器名称）进行。（2）由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是_________。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是______________。（均填写物质的化学式）（3）在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为：______________。（4）在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H2O和________。通过________操