第3章第3节-醛酮(第1课时-醛)(教师版)

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修3）》第三章烃的衍生物第三节醛酮第1课时醛一、乙醛1．醛的定义与通式（1）定义：由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，其官能团的结构式为—eq\o(\o\al(C,\s\up11(‖),\s\up22(O))H)，简写为—CHO。（2）通式：醛可简写为RCHO，饱和一元醛可表示为CnH2n＋1CHO，则饱和一元醛的分子式通式为CnH2nO(n≥1)。2．乙醛的结构与物理性质（1）组成与结构分子结构模型结构式结构简式分子式eqHo\ac(C,\s\up11(|),\s\up22(H),\s\do11(|),\s\do22(H))eq\o(\o\al(C,\s\up11(‖),\s\up22(O))H)CH3CHOC2H4O（3）物理性质：乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水的小，沸点20.8℃，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇等互溶。3．乙醛的化学性质（1）加成反应①催化加氢：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\up10(催化剂),\s\do8(△))CH3CH2OH(还原反应)。②与HCN加成：在醛基的碳氧双键中，由于氧原子的电负性较大，碳氧双键中的电子偏向氧原子，使氧原子带部分负电荷，碳原子带部分正电荷，从而使醛基具有较强的极性。乙醛能和一些极性试剂例如氰化氢(HCN)发生加成反应：CH3eq\o(\o\al(C,\s\up6(δ+),\s\up10(‖),\s\up20(Oδ-))H)+eq\o(\s\up9(δ+),\s\do0(H))—eq\o(\s\up9(δ—),\s\do0(CN))→CH3—eq\o(\o\al(CH—,\s\up11(｜),\s\up22(OH)))CN(产物名称：2-羟基丙腈)。【提示】极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上，带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。（2）氧化反应实验操作实验现象实验结论【实验3—7】银镜反应先生成白色沉淀，之后白色沉淀逐渐溶解。AgNO3(aq)与过量的稀氨水作用制得银氨溶液。试管内壁出现一层光亮的银镜。该溶液的主要成分[Ag(NH3)2]OH，是一种弱氧化剂，将乙醛氧化成乙酸，而[Ag(NH3)2]＋中的银离子被还原成单质银。【实验3—8】与新制的氢氧化铜悬浊液反应有蓝色沉淀产生NaOH溶液与CuSO4溶液反应制得Cu(OH)2悬浊液有砖红色沉淀生成新制的Cu(OH)2悬浊液是一种弱氧化剂，将乙醛氧化，自身被还原为Cu2O。由实验可知，乙醛能与弱氧化剂银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液反应，涉及的化学方程式有：【实验3—7】①AgNO3＋NH3·H2O=AgOH↓＋NH4NO3，②AgOH＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH＋2H2O，③CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。【实验3—8】①CuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4，②2CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。（3）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。化学方程式：2CH3eq\o(\o\al(C,\s\up11(‖),\s\up22(O))H)＋O2eq\o(→,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))2eq\o(CH3\o\al(C,\s\up11(‖),\s\up22(O))OH)。【思考与讨论】请根据学过的乙醇、乙醛的性质，设计出乙醇、乙醛和乙酸三者转化关系，并结合具体反应和三者的分子结构、官能团的变化情况，谈谈有机化学反应中的氧化反应和还原反应的特点。eq\o(\s\up11(乙醇))eq\o(\s\up11(乙醛))eq\o(\s\up13(→),\s\up17(氧化))eq\o(\s\up11(乙酸))〔提示〕乙醇被氧化为乙醛时醇羟基被氧化为—CHO，从组成上看减少了2个氢原子，乙醛被氧化成乙酸时，—CHO变成—COOH，从组成上看增加了氧原子，乙醛被还原为乙醇时—CHO变成—CH2OH，从组成上看增加了氢原子。因此，有机化学反应若从氢氧原子数目变化角度来看，失去氢原子、增加氧原子的反应过程称为氧化反应。增加氢原子、失去氧原子的过程称为还原反应。【预习检验】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)（1）乙醛由乙基和醛基组成(×)（2）乙醛的官能团是—COH(×)（3）醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇(√)（4）乙醛与银氨溶液和Cu(OH)2悬浊液反应，所需的试剂必须新制备的（√）（5）乙醛能被弱氧化剂(新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液)氧化，所以也能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色(√)（6）将分子式为C5H10O的醛与H2加成，可以得到结构为(CH3CH2)2CHOH的醇(×)2．某学生将2mL1mol·L－1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1的NaOH溶液混合，然后加入0.5mL40%的乙醛溶液，加热到沸腾，未见砖红色沉淀，失败的主要原因是()A．乙醛的量太少B．硫酸铜的量太少C．NaOH的量太少 D．加热时间短【答案】C〔解析〕由题中数据可知CuSO4和NaOH的物质的量之比为1∶1，表明CuSO4过量，碱不足；而醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量。3．下列有关银镜反应的说法中，正确的是()A．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B．1mol乙醛发生银镜反应最多生成2molAgC．可采用水浴加热，也能直接加热D．银镜反应后的试管一般采用稀盐酸洗涤【答案】C〔解析〕银氨溶液的配制必须是向硝酸银稀溶液中逐滴加入稀氨水至沉淀恰好溶解为止，而向稀氨水中逐滴滴入稀硝酸银溶液至过量，得不到银氨溶液，故A错误；CH3CHO～2Ag↓，若1mol乙醛与足量银氨溶液反应生成2molAg，故B正确；水浴加热保证试管受热均匀，产生的银容易附着，不能直接加热，故C错误；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。4．某饱和一元醛发生银镜反应，可得21.6g银，等物质的量的该醛完全燃烧时生成7.2g水，则该醛可能是()A．乙醛B．丙醛C．甲醛D．丁醛【答案】D〔解析〕21.6g银的物质的量是n(Ag)＝21.6g÷108g·mol－1＝0.2mol，根据醛发生银镜反应后产生的银之间的物质的量关系R—CHO～2Ag，反应产生0.2molAg，则饱和一元醛物质的量为0.1mol。醛完全燃烧时，生成水的质量为7.2g，n(H2O)＝7.2g÷18g·mol－1＝0.4mol，则其中含H为0.8mol，根据饱和一元醛分子式通式CnH2nO,2n＝8，所n＝4，则该醛为丁醛，故合理选项是D。5．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下图所示：关于茉莉醛的下列叙述错误的是()A．能被KMnO4酸性溶液氧化B．在一定条件下能与溴发生取代、加成和氧化反应C．被催化加氢的最后产物的分子式是C14H26OD．能与溴化氢发生加成反应【答案】C〔解析〕茉莉醛的结构中含有两种官能团：碳碳双键和醛基，含有碳碳双键，既能与Br2、HBr等发生加成反应，又能被KMnO4酸性溶液氧化等；含有醛基，能与氢气等发生加成反应，也能被KMnO4酸性溶液氧化等；含有苯基，可在一定条件下与溴发生取代反应；此外与H2发生加成反应时，双键、醛基和苯基均能加氢，其最后加成产物的分子式应是C14H28O。6．在一定条件下，能把醛基(—CHO)氧化的物质有()①新制Cu(OH)2悬浊液②银氨溶液③氧气④溴水⑤酸性KMnO4溶液A．①②⑤ B．①②④C．①②③⑤ D．全部【答案】D〔解析〕醛基可以催化氧化为羧基，也可被银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化，溴水、酸性KMnO4溶液氧化性更强，都能把—CHO氧化为—COOH。7．香兰素是重要的香料之一，它可由丁香酚经多步反应合成。有关两种化合物的说法错误的是()A．常温下，1mol的丁香酚和香兰素均能与1molBr2发生取代反应B．两种分子均与Na2CO3溶液反应C．1mol香兰素最多能与4mol氢气发生加成反应D．可用高锰酸钾溶液分别检验两种物质中碳碳双键和酚羟基的存在【答案】D〔解析〕A项，苯环上，处于酚羟基的邻对位上的氢易被溴取代，1mol丁香酚和香兰素能发生取代反应需要1mol，正确；B项，两种分子都含有酚羟基，能与Na2CO3溶液反应（但注意不能生成CO2），正确；C项，1mol香兰素中的苯环与3mol氢气发生加成反应,其中的醛基还要消耗1mol氢气，故最多能与4mol氢气发生加成反应，正确；D项，香兰素含有羟基和醛基，丁香酚含有羟基和碳碳双键，这些官能团都能使高锰酸钾褪色，错误；8．分别写出乙二醛（OHC—CHO）与下列物质反应的化学方程式。（1）与银氨溶液反应__________________________________________________________。（2）与新制的氢氧化铜反应________________________________________________。（3）与氢气反应___________________________________________。（4）与氧气（催化氧化）___________________________________________。（5）与溴水反应（氧化）_________________________________________。【答案】(1)OHC—CHO＋4[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up8(△))NH4OOC—COONH4＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O(2)OHC—CHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHeq\o(→,\s\up8(△))NaOOC—COONa＋2Cu2O↓＋6H2O(3)OHC—CHO＋2H2eq\o(→,\s\up8(催化剂),\s\do7(△))HOCH2—CH2OH(4)OHC—CHO＋O2eq\o(→,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))HOOC—COOH(5)OHC—CHO+2Br2+2H2Oeq\o(→,\s\up())HOOC—COOH+4HBr9．某醛的结构简式为(CH3)2CCHCH2CH2CHO，请回答下列问题：（1）检验该分子中醛基的方法是____________________________________________________________，化学方程式为________________________________________________________。（2）检验该分子中eq\a(＼,／)CC\a(／,＼)的方法是_____________________________________________________，化学方程式为_______________________________________________________。（3）实验中应先检验________，原因是______________________________________。具体操作：__________________________________________________________________。【答案】(1)加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基(合理即可)(CH3)2CCHCH2CH2CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))2Ag↓＋3NH3＋(CH3)2C=CHCH2CH2COONH4＋H2O(2)加银氨溶液氧化—CHO并酸化后，再加入溴水，看溶液是否退色(CH3)2C=CHCH2CH2COOH＋Br2→(CH3)2eq\o(\o\al(C,\s\do11(｜),\s\do22(Br)))eq\o(\o\al(CH,\s\do11(｜),\s\do22(Br)))CH2CH2COOH(3)由于Br2也能氧化—CHO，所以必须先用银氨溶液检验—CHO，又因为检验醛基后溶液为碱性，所以应先酸化后再加溴水检验双键。10．香料E的合成路线如下：已知：eqo\ac(—C—,\s\up11(|),\s\up22(OH),\s\do11(|),\s\do22())OHeq\o(→,\s\up7(自动脱水))eq\o(\o\al(C,\s\up1