酮-2024年高中化学讲义（选择性必修三）

第15课酮

学习目标

i.认识酮的结构和性质，了解酮在生产、生活中的重要应用。

2.学会醛和酮同分异构体的书写及判断。

知识梳理

一、酮的结构与性质

1、酮的概念和结构特点

O

(1)定义：默基与两个煌基相连成的化合物。酮类官能团的结构简式为—2—。

J_

(2)表示方法：R—c—R1(R、R1必须为炫基)；饱和一元酮的通式为C"H2,Q(生3)。

2、丙酮

?

(1)丙酮是最简单的胆，它的分子式为C3H60,结构简式为CH3coeH3或用一c一m。

(2)丙酮的物理性质：常温下丙酮是无色透明液体，沸点56.2℃,易挥发，能与水、乙醇等互溶，能溶解多

种有机物，是一种重要的有机溶剂和化工原料。

(3)丙酮的化学性质：

①加成反应：与H2、HX、HCN、NH3、醇等发生加成反应，

催化加氢生成醇的化学方程式：小一C一5+西催CH3—M一飙

Od/…OH

CHjC-CHj^HCN-CH3CCHJ

CN

00皿…OH

TNW»催化东

CHj-C-CHs--CHjCCHj+NHa-CftCCHi

NH2

OOH

CHj4€HjOH^^^CHjC-CH3

OCHj

②氧化反应：酮中锻基直接与两个炫基相连，没有与堤基直接相连的氢原子，所以丕能被银氨溶液、新制

的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但大多数酮能在空气中燃烧。

【思考与讨论p71】参考【答案】

丙酮与丙醛分子式均为C3H6。，但结构不同，两者互为同分异构体；丙醛能被弱氧化剂如银氨溶液、新制

Cu(OH)2氧化，而丙酮却不能，故可采用上述两种试剂鉴别它们。

3.酮的应用

酮是重要的有机溶剂和化工原料。如丙酮可以做化学纤维等的溶剂，还用于生产有机玻璃、农药和涂

料等。

【名师点拨】酮和同碳原子数的醛属于同分异构体，如丙酮和丙醛互为同分异构体。

4.醛和酮的区别与联系

醛酮

()()

官能团II酮埃基：一1一

醛基：一C-H

官能团位置碳链末端(最简单的醛是甲醛)碳链中间(最简单的酮是丙酮)

()()

结构通式IIII,

R—c—H(R为炫基或氢原子)R-C—R(R、R/均为燃基)

联系碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体

5.醛基与酮默基的区别

(1)醛基能被酸性KMnCU溶液、澳水、氧气、新制氢氧化铜悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。

(2)酮埃基丕能被酸性KMnCU溶液、澳水、新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。

二、醛、酮的同分异构体找法

通式CnH2nO(n>l)

类别异构体醛、酮、烯醇、烯酸、环醇、环醴

常考三类类

醛(n>l)酮(n>3)烯醇(n>3)

别异构体

醛基属于端位基，将燃分子多官能团，变键优先，取代其

方法碳碳单键变成碳氧双键

中链端的甲基变成醛基次：先找烯烧，再用羟基取代

111

1c=c-c—C—C

C——C——C——c-@C——C1——C1——C—C

以“C5H10O”111

C——C=C——C——C

为例1

C——C——c—C——C——C——C

C=C——C——C

1

——-C

.

C

——

C

问题探究

A问题一酮的加成反应

【典例1】环己酮和乙二醇在一定条件下反应可生成环己酮缩乙二醇，其反应过程如图所示。下列说法不正

确的是

A.生成环己酮缩乙二醇的反应为加成反应

B.相同质量的有机物完全燃烧消耗氧气的量：环己酮>环己酮缩乙二醇

C.环己酮的一氯代物有3种(不包含立体异构)

D.环己酮分子中所有碳原子不可能共平面

【答案】A

【解析】A.由示意图可知，环己酮和乙二醇在一定条件下反应生成环己酮缩乙二醇和水，则该反应不可能

是加成反应，故A错误；B.环己酮的分子式为C6HH)0,98g环己酮完全燃烧消耗氧气的物质的量为8mol,

98g

环己酮缩乙二醇的分子式为C8Hl4O2,98g环己酮缩乙二醇完全燃烧消耗氧气的物质的量为146g/mol

xl0.5mol~7.05mol<8mol,故B正确；C.由结构简式可知，环己酮分子中有3类氢原子，则一氯代物有3

种，故C正确；D.环己酮分子中存在饱和碳原子，饱和碳原子的空间构型为四面体形，则分子中所有碳原

子不可能共平面，故D正确；故选A。

【解题必备】酮能与七、HX、HCN、NH3及其衍生物、醇、格氏试剂(RMgX)等发生加成反应，加成通式

8-

0OA

Irr

R—C—H+A—B―►R—C—H

为B，产物还可能发生水解生成其他产物。

【变式11］乙烯酮(CH2=C=0)在一定条件下能与含活泼氢原子的化合物发生加成反应，反应可表示为

CH2=C=0+H—A->CH3—CA=O„乙烯酮在一定条件下与下列试剂加成，其产物不正确的是()

o

II

A.与HC1加成生成CH3—C—Cl

O

II

B.与H2O加成生成CH3—C—（）H

O

、I、

C.与CH30H加成生成CH3-C-CHzOH

（）O

、III、

D.与CH3coOH加成生成CH3-C-O—C-CH3

【答案】c

0

II

【解析】根据题意，若A为一CL则与HC1加成生成CH3—c—Cl,A项正确；若A为一0H,则与H2O加

II||

成生成CH3-C—°H,B项正确；若A为一0CH3,则与CH30H加成生成CH3—C—0C%,C项错误；若

OO

IIII

A为一OOCCH3,则与CH3co0H加成生成印3—C-O-C—CH：；,D项正确。

【变式12］已知醛和酮可与格氏试剂（R，MgX）发生加成反应，所得产物经水解后可得醇：

R/R，

.I7k解

R—C=0+RyMgX^R—C—OMgXC—OH

H（或R）H（或R）H（或R）

OH

若要用此方法制取（CH3）2—LCH2cH3，可选用的醛（或酮）与格氏试剂是（）o

0CH3

A.H-"-H与CH3cH2—CH-MgX

B.CH3cH2cHO与CH3cH2MgX

0CH3

L

C.CH3-f'-H与CH3-&H-MgX

0

D.CH3-1：；-CH3与CH3CH2MgX

【答案】D

【解析】根据反应物和最终产物的结构特点，可以看出，格氏试剂与戮基化合物（醛、酮）等的反应合成

醇类的规则是：默基上的碳氧双键断裂，氧上加氢形成羟基，碳上加上格氏试剂中的R'形成侧链，由此可

CH3OH

以推出反应物。选项中各物质反应最终形成的醇依次是：CH3CH2-CH-CH2OH>CH3cH2—aH-CH2cH3、

OHCH3OH

CH3-CH-CH-CH3,（CH3）2-C-CH2cH3，答案选D。

A问题二醛和酮同分异构体的书写及判断

0

【典例2】分子式为C5H10O,且结构中含有一a1一的有机物共有（）。

A.4种B.5种C.6种D.7种

【答案】Do

0

【解析】分子式为C5H10O满足饱和一元醛、酮的通式C〃H2“O,且结构中含有一2一,故可以是醛或酮类。

（1）醛类：可写为C4H9—CHO,因C4H9—有4种结构，故C4H9CHO的醛有4种。（2）酮类：可写为CEh

0000CH3

—2—C3H7,因一C3H7有2种结构，故CH3-A-C3H7有2种，即CH3-2—CH2cH2cH3,CH3-2-&H-CH3；

0

也可写成C2H5—2—C2H5,此种形式只有1种；所以酮类共有3种。

【解题必备】1.官能团类型异构

（1）相同碳原子数的饱和一元醛、饱和一元酮、脂环醇、烯醇等互为同分异构体

（2）C3H6。的常见同分异构体

醛酮环醇烯醇

CH3cH2cHOCH3coe丛00HCH2=CH—CH20H

2.醛类碳骨架异构的写法一一“取代法”

（1）C4H8。的醛nc3H7—CHO（2种，一c3H7有2种）

（2）C5H10O的醛nC4H9-CHO（4种,-C4H9有4种）

（3）C6Hl2。的醛nCsHu—CHO（8种,一C5Hli有8种）

3.酮类碳骨架异构的写法一一“插入法”

（1）将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构：

c—c—c—C、c—c—C

I

C

（2）找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放：

c—c—c—ex—c—C

I③

C

【变式21】肉桂醛的结构简式为（^^CH=CHCHO,与其具有相同官能团的芳香族同分异构体（不

考虑立体异构）有

A.3种B.4种C.5种D.6种

【答案】B

【解析】肉桂醛的官能团为碳碳双键和醛基，与其具有相同官能团的芳香族同分异构体（不考虑立体异构）

选B。

【变式22】某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58,完全燃烧时产生等物

质的量的C02和H2。。它可能的结构共有（不考虑立体异构）（）o

A.4种B.5种C.6种D.7种

【答案】B

【解析】根据燃烧产物C02和H2。的物质的量相等可知C、H原子个数比为1：2,分子式可设为（CH2）

mO,„根据相对分子质量为58,讨论得出分子式为C3H6。,其可能的结构有丙醛CH3cH2CH0,丙酮CH3COCH3,

CHOHOH2C—o

/\/\II

环丙醇,环酸

H2C------CH2H2C------CH-CH3H2c—CH2,共5种，答案选B。

【答案】c

o

II

【解析】酮一定含有瘦基（一C一）,A为甲醛，属于醛；B为甲酸，属于竣酸；D含有醛键，属于酸。

2.苯氯乙酮是一种具有荷花香味的化学试剂，吸入可引起咽喉炎、气管及支气管炎，主要作为军用与警用

催泪性毒剂。苯氯乙酮的结构简式如图所示，则下列说法正确的是（）

O

ojl—CH2cl

A.苯氯乙酮中含有三种官能团：苯环、魏基、碳氯键

B.1mol苯氯乙酮最多可与4molH2发生加成反应

C.苯氯乙酮能发生银镜反应

D.苯氯乙酮既能发生取代反应，又能发生消去反应

【答案】B

【解析】苯环不是官能团，A错误；苯环和碳氧双键可以与H2发生加成反应，最多与4m01%加成，B正

确；苯氯乙酮中没有醛基不能发生银镜反应，C错误；由于氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有H原

子，不能发生消去反应，D错误。

3.如图为香芹酮分子的结构，下列有关叙述正确的是（）

A.香芹酮化学式为C10H12O

B.香芹酮可以发生加成反应、消去反应和氧化反应

C.香芹酮能使酸性KMnO4溶液褪色

D.香芹酮分子中有3种官能团

【答案】C

【解析】A.根据有机物的结构简式可知香芹酮化学式为C10H14O,A错误；B.香芹酮分子中含有碳碳双

键、狱基，可以发生加成反应和氧化反应，但不能发生消去反应，B错误；C.碳碳双键和跋基均能使酸性

KMnCU溶液褪色，C正确；D.香芹酮分子中有2种官能团，即碳碳双键和短基，D错误。

4.贝里斯希尔曼反应条件温和，其过程具有原子经济性，示例如图所示，下列说法正确的是（）

00HOO

I+n催化剂■m

A.I的同分异构体中含有苯环的醛有3种

B.该反应属于取代反应

c.n中所有碳原子共平面

D.III可以发生消去反应

【答案】D

23

・人七什门附神士HaC-^^VcHO-CHzCHO

【解析】A.含有本环的醛有\一/、\一/共4种，故A错误；B.埃基转

O

化为—0H,且产物只有一种，则为加成反应，故B错误；C.II中含3个亚甲基口均为四面体结构,

则所有碳原子不共面，故C错误；D.III中与羟基相连的碳的邻碳上有H原子能发

生消去反应，故D正确。

5.留兰香（薄荷中的一种）可用来治疗感冒咳嗽、胃痛腹胀、神经性头痛等，其有效成分为葛缕酮（结构简式

如图）。下列有关葛缕酮的说法正确的是（）

A.葛缕酮的分子式为CioHi6。

B.葛缕酮使滨水和酸性KMnCU溶液褪色的原理相同

C.葛缕酮中所有碳原子可能处于同一个平面

D.羟基直接连苯环且苯环上有2个取代基的葛缕酮的同分异构体有12种

【答案】D

【解析】A.根据图示，葛缕酮的不饱和度为4,所以分子式为CioHiQ,A错误；B.葛缕酮使澳水和酸性

KMnCU溶液褪色，但原理不同，前者是加成反应，后者是氧化反应，B错误；C.葛缕酮中所有碳原子不

可能处于同一个平面,C错误;D.分子式为C，OH140,羟基直接连苯环，且苯环上有2个取代基,还剩一C4H9,

C

——

C-——

CC

其结构有四种，分别是一c—c—c—c、C,每一种在苯环上与羟

基分别有邻间对3种异构体，共12种，D正确。

6.环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮:

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:

物质沸点（℃）密度(g-cin-3,20℃)溶解性

环己醇161.1(97.8)*0.9624能溶于水

环己酮155.6(95)*0.9478微溶于水

水100.00.9982

括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点

（1）酸性NazCnCh溶液氧化环己醇反应的AHVO,反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实

验中将酸性NazCnCh溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55~60℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸

储，收集95~100℃的储分，得到主要的含环己酮和水的混合物。

①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为=

②蒸储不能分离环己酮和水的原因是。

（2）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a蒸储，收集151~156℃的储分；b过滤；c在收集到的储

分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d加入无水MgSCU固体，除去有机物中少量水。

①上述操作的正确顺序是（填字母）。

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需o

③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是o

（3）利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有种不同化学环境的氢原

子。

【答案】（1）①缓慢滴加②环己酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出

（2）①cdba②漏斗、分液漏斗③增加水层的密度，有利于分层（3）3

【解析】（1）由于酸性NazCrzCh溶液氧化环己醇反应剧烈，导致体系温度迅速上升、副反应增多，所以酸

性NazCnCh溶液加入不能太快，应用酸式滴定管缓慢滴加；环己酮和水能形成具有固定组成的混合物，具

有固定的沸点，蒸储时能被一起蒸出，所以蒸储难以分离环己酮和水的混合物.环己酮和水能够产生共沸，

采取蒸储是不可取的，建议采用精储；（2）联系制取肥皂的盐析原理，即增加水层的密度，有利于分层，

环己酮的提纯时应首先加入NaCl固体，使水溶液的密度增大，将水与有机物更容易分离开来，然后向有机

层中加入无水MgSCU,出去有机物中少量的水，然后过滤，除去硫酸镁晶体，再进行蒸储即可；分液需要

的主要仪器为分液漏斗，过滤需要由漏斗组成的过滤器；（3）跟据环己酮结构的对称性，环己酮中存在与

氧原子邻、间、对三种位置的氢原子，即分子中有3种氢。

力提升

1.茉莉酮可用作食用香精，其结构如图所示，下列关于其叙述正确的是（）

A.茉莉酮易溶于水

B.茉莉酮中含有三种官能团

C.茉莉酮可使滨水、酸性KMnC>4溶液褪色

0

D.茉莉酮与二氢茉莉酮1―0互为同分异构体

【答案】C

【解析】A.茉莉酮中不含亲水基团，且碳原子数较多，难溶于水，故A错误；B.茉莉酮中含有碳碳双键

和埃基两种官能团，故B错误；C.茉莉酮中含有碳碳双键，可与澳水发生加成反应、与酸性KMnO4溶液

o

发生氧化反应，故C正确；D.茉莉酮的不饱和度为4,二氢茉莉酮1U的不饱和度为3,

分子式不同，不是同分异构体，故D错误。

2.企鹅酮因结构类似企鹅，因此而得名（见图）。下列有关企鹅酮的说法不正确的是（）

:'A

A.分子式为C10H14O

B.1mol企鹅酮分子最多可以和2moi氢气加成

C.1mol企鹅酮分子最多可以和含2mol澳的滨水加成

D.企鹅酮能使酸性高锌酸钾溶液褪色

【答案】B

【解析】A.由该有机物结构简式可知，分子式为CioHiQ，故A正确；B.企鹅酮分子中碳碳双键、狱基

都能与氢气发生加成反应，因此1mol企鹅酮分子最多能与3moi氢气发生加成反应，故B错误；C.企鹅

酮分子中碳碳双键能与Bn发生加成反应，因此1mol企鹅酮分子最多可以和含2moi澳的滨水加成，故C

正确；D.企鹅酮分子中碳碳双键能与酸性高镒酸钾溶液发生氧化还原反应使酸性高锌酸钾褪色，故D正

确。

3.化合物丙是合成药物奥拉帕尼的中间体，其合成路线如下（TsOH为对甲苯磺酸）：

下列有关说法不正确的是

A.化合物甲中含有三种官能团

B.化合物甲、乙可用银氨溶液鉴别

C.化合物丙在NaOH的醇溶液中加热可发生反应脱去HF

D.反应②在1）的条件下发生的是CN的水解反应，在2）的条件下是脱去CHO的保护基

【答案】C

【解析】A.化合物甲中含有CHO、CN、F三种官能团，A项正确；B.甲、乙两种有机物分子中，只有甲

分子中含有醛基，能发生银镜反应，所以可用银氨溶液鉴别甲与乙，B项正确；C.苯环上的F只能被取代，

不能被消去，所以丙分子中不能脱去HF,C项错误；D.反应②的第1）步加NaOH的目的是使CN水解生

成COOH,第2）步加HC1的目的是脱去醛基上的保护基，D项正确；故选C。

4.p紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料，它经多步反应可合成维生素A。下列说法正确的

是

H3CCH3产H3cCH3产

j^^CH=CHC=O_____^^-CH=CHCHCHO

CH3CH3

B—紫罗兰酮中间体x

A.0—紫罗兰酮可能有属于芳香煌类的同分异构体

B.1mol维生素A最多能与4moiEh发生加成反应

C.维生素A的分子式为C20H30。

D.0—紫罗兰酮与中间体X互为同分异构体

【答案】C

【解析】A.由结构简式可知，紫罗兰酮分子中含有锻基，属于燃的衍生物，不可能有属于芳香姓类的

同分异构体，故A错误；B.由结构简式可知，维生素A分子中含有的碳碳双键一定条件下能与氢气发生

加成反应，1mol维生素A最多能与5moi氢气发生加成反应，故B错误；C.由结构简式可知，维生素A

的分子式为C20H30O,故C正确；D.由结构简式可知，P—紫罗兰酮与中间体X的分子式不同，不可能互

为同分异构体，故D错误；故选C。

4.格氏试剂是卤代煌与金属镁在无水乙醛中作用得到的，它可与跋基发生加成反应，如：

II

\—C—OMgX—C—OH

乙醇C=OIH2OI

RX+Mg—*RMgX,/+RMgX--R—>R

今欲通过上述反应合成2丙醇，选用的有机原料正确的一组是（）

A.氯乙烷和甲醛B.氯乙烷和丙醛

C.一氯甲烷和丙酮D.一氯甲烷和乙醛

【答案】D

II

、—C—OMgX—C—OH

C^=OIH2OI

【解析】由信息/+RMgX—>R—>R可知，此反应原理为断开C-O双

键，煌基加在碳原子上，一MgX加在O原子上，产物水解得到醇，即发生取代反应，即氢原子（一H）取代

—MgX,现要制取2丙醇，则反应物中碳原子数之和为3。A.氯乙烷和甲醛反应生成产物经水解得到

CH2（OH）CH2cH3,故A错误；B.氯乙烷和丙醛反应生成产物经水解得到3戊醇（CH3cH2cH（OH）CH2cH3）,

不是2丙醇，故B错误；C.一氯甲烷和丙酮反应生成产物经水解得到2甲基2丙醇，不是2丙醇，故C

错误；D.一氯甲烷和乙醛反应生成产物为2丙醇，故D正确。

/。丫CHO

5.糠叉丙酮）是一种重要的医药中间体，可由糠醛（）和丙酮（CH3coeH3）反应制

备。下列说法错误的是（）

A.糠醛的全部原子可共平面

B.1mol糠醛最多可与3moiH2发生加成反应

C.糠叉丙酮的分子式为C8H8。2,可发生还原反应

D.含苯环和竣基的糠叉丙酮的同分异构体有3种

【答案】D

【解析】A.糠醛中含有碳碳双键