高中化学 2.3.1 常见的醛、酮课件 鲁科版选修5.ppt

第3节醛和酮糖类第1课时常见的醛 酮 一 常见的醛酮1 醛和酮 1 醛的结构特点 醛基 醛基 CHO CnH2n 1CHO 2 酮的结构特点 羰基 羰基 3 醛 酮的命名 醛 酮的命名和醇的命名相似 请写出下面的两种物质的名称 4 甲基戊醛 2 丁酮 2 饱和一元醛 酮的通式 分子中碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体 CnH2nO 3 常见的醛和酮 HCHO 气体 CH3CHO 苦杏仁 二 醛酮的化学性质1 羰基的加成反应 1 反应原理 能与醛 酮发生加成反应的试剂有氢氰酸 HCN 氨 NH3 及氨的衍生物 醇等 其反应原理可以表示为 2 乙醛的加成反应 3 丙酮的加成反应 2 醛的氧化反应 在醛基中 与羰基相连的氢原子由于受羰基中氧原子的影响 比较活泼 因此醛基容易被氧化成羧基 又由于它是由碳 氢 氧元素组成的 故易燃烧 1 燃烧 2 催化氧化 2CH3CHO 5O24CO2 4H2O 2CH3CHO O22CH3COOH 3 乙醛被弱氧化剂氧化 银镜反应 先出现白色沉淀后变 澄清 光亮的银镜 AgNO3 NH3 H2O AgOH 白色 NH4NO3 AgOH 2NH3 H2O Ag NH3 2 OH 2H2O CH3CHO 2 Ag NH3 2 OH 2Ag CH3COONH4 3NH3 H2O 与新制氢氧化铜悬浊液的反应 蓝色絮状沉淀 红色沉淀 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 CH3CHO 2Cu OH 2 CH3COOH Cu2O 2H2O 4 被酸性KMnO4溶液氧化 乙醛能使酸性KMnO4溶液褪色 3 酮的氧化反应 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 饱和一元醛 酮 燃烧的通式为 CnH2nO O2nCO2 nH2O 4 醛 酮的还原反应 1 还原产物 加H2之后得到产物属于 类 2 与氢气加成的通式 RCHO 醇 RCHO H2RCH2OH 1 辨析下列说法的正误 1 福尔马林就是甲醛的水溶液 2 醛和酮都可以发生银镜反应 3 乙醛中没有碳碳双键 不能使酸性KMnO4溶液褪色 4 碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮等物质的量完全燃烧 生成的二氧化碳和水的物质的量相等 5 丙醛的结构简式可以写为CH3CH2COH 答案解析 1 分析 福尔马林是35 45 的甲醛水溶液 2 分析 分子中含有醛基的物质可以发生银镜反应 酮中没有醛基 因而不能发生银镜反应 3 分析 醛基具有较强的还原性 可以被氧化剂氧化 因而可以使酸性KMnO4溶液褪色 4 分析 碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮的通式都是CnH2nO 故它们完全燃烧时 生成的二氧化碳和水的物质的量相等 5 分析 书写醛的结构简式时 醛基中C H O三原子的排列顺序一定是CHO 2 下列物质不属于醛类的是 解析 选B 根据醛的定义 醛是烃基 或氢原子 和醛基相连而构成的化合物 可知A C D正确 B中的醛基不与烃基相连 故B错误 3 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 饱和一元醛的分子式符合CnH2nOD 甲醛 乙醛 丙醛均无同分异构体 解析 选C A项 甲醛分子中只有一个碳原子 是氢原子跟醛基相连 B项 醛的官能团是醛基 应写为 CHO D项丙醛有同分异构体丙酮 4 室内装潢和家具挥发出来的甲醛是室内空气的主要污染物 甲醛易溶于水 常温下有强烈刺激性气味 当温度超过20 时 挥发速度加快 根据甲醛的这些性质 下列做法中错误的是 A 入住前 房间内保持一定湿度并通风B 装修尽可能选择在温度较高的季节C 请环境监测部门检测室内甲醛含量 低于国家标准后再入住D 紧闭门窗一段时间后入住 解析 选D 因为当温度超过20 时 甲醛挥发速度加快 所以选择在夏季这样温度较高的季节进行装修有利于甲醛的挥发 配合良好的通风条件可以在较短的时间内使居室中甲醛浓度降低到较低的范围内 而不至于对人体造成危害 因甲醛易溶于水 房间内保持一定的湿度也能在一定程度上降低甲醛的浓度 对人体的健康有利 紧闭门窗会使甲醛无法从室内挥发出去 会对人体造成较大的危害 5 乙醛和H2反应转化为乙醇 该过程中乙醛体现出的性质和发生的反应分别是 A 氧化性 加成反应B 还原性 消去反应C 还原性 加成反应D 氧化性 消去反应 解析 选A CH3CHO与H2发生加成反应 又称为还原反应 体现了乙醛的氧化性 6 丙烯醛的结构简式为CH2 CH CHO 下列关于其性质的叙述中错误的是 A 能使溴水褪色 也能使酸性高锰酸钾溶液褪色B 在一定条件下与H2充分反应 生成1 丙醇C 能发生银镜反应表现出氧化性D 在一定条件下能被空气氧化 解析 选C 由于丙烯醛含有 又含有 所以它既有的性质 也有醛的性质 可与溴水发生加成反应 可与酸性高锰酸钾溶液反应 催化加氢生成饱和一元醇 被O2氧化 发生银镜反应等 A B D三项的叙述是正确的 C项中在与Ag NH3 2OH发生银镜反应时 表现为还原性 故选C项 一 检验醛基的两个重要反应 点拨 醛基与醛的关系 1 醛基为醛类有机物的官能团 因此醛中一定含醛基 而含醛基的物质不一定是醛 2 含醛基的物质主要有 醛类 甲酸 甲酸盐 甲酸某酯 某些糖类 如葡萄糖 麦芽糖等 其他含醛基的多官能团有机物 微思考 1 某同学做银镜反应的实验时 得到灰黑色的沉淀物 没有得到银镜 其原因可能是什么 提示 试管不够洁净或者水浴时振荡了试管 乙醛或者氨水的浓度过大 2 检验醛基的存在时为什么需要新制氢氧化铜悬浊液 氢氧化铜悬浊液是如何配制的 提示 新制氢氧化铜的氧化性比较强 主要发挥作用的是其中的铜离子 新制出的氢氧化铜主要以胶体的形式存在 长期放置后就彻底形成沉淀 很难将醛基氧化 试管中先加入2mL10 的NaOH溶液 逐滴加2 的CuSO4溶液4 5滴 NaOH过量 振荡混匀即可得到新制氢氧化铜悬浊液 过关题组 1 2014 济南高二检测 某学生用2mL1mol L 1的CuSO4溶液和4mL0 5mol L 1的NaOH溶液混合 然后加入0 5mL4 的乙醛溶液 加热到沸腾 未见红色沉淀 失败的主要原因是 A 乙醛量太少B 硫酸铜量太少C NaOH量太少D 加热时间短 解题指南 醛与氢氧化铜悬浊液反应的实验 应注意两个关键点 1 配制氢氧化铜悬浊液时 碱必须过量 2 加入乙醛溶液后 要加热煮沸 解析 选C 因n CuSO4 n NaOH 1 1 表明CuSO4过量 碱不足 而醛与新制Cu OH 2反应时必须碱过量 故选C 2 2014 延边高二检测 为了鉴别己烯 甲苯和丙醛 使用的试剂组先后关系正确的是 A 新制氢氧化铜悬浊液及溴水B 酸性高锰酸钾溶液及溴水C 银氨溶液及酸性高锰酸钾溶液D 新制氢氧化铜悬浊液及银氨溶液 解析 选A 常用试剂中酸性高锰酸钾溶液和溴水均有氧化性 己烯既可使酸性高锰酸钾溶液褪色 又可发生加成反应使溴水褪色 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 又可萃取溴水中的溴而发生分层现象 丙醛既能使酸性高锰酸钾溶液褪色 又能使溴水褪色 由此必须先检验区别出丙醛 再用溴水区别己烯和甲苯 变式训练 1 2014 石家庄高二检测 下列有关银镜反应的实验说法正确的是 A 试管先用热烧碱溶液洗 然后用蒸馏水洗涤B 向2 的稀氨水中加入2 的硝酸银溶液 制得银氨溶液C 可采用水浴加热 也能直接加热D 可用浓盐酸洗去银镜 解析 选A 做银镜反应实验的试管必须洁净 如果内壁上有油污 则产生的银不易附着在试管壁上 一般用NaOH溶液促使油污发生水解反应而除去 配制银氨溶液一定是向AgNO3溶液中逐滴加入2 的稀氨水至产生的沉淀恰好溶解为止 滴加顺序不能改变 水浴加热保证试管受热均匀 产生的银容易附着 在金属活动性顺序表中 银排在H的后边 用盐酸不能使其溶解 应用硝酸 2 下列物质不能发生银镜反应的是 解析 选D A是醛类 含有醛基 B的结构简式为 也含有醛基 C的结构简式为 也含有醛基 D中不含醛基 二 能够使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物 注 代表能 代表不能 警示 检验碳碳双键时要排除醛基的干扰若分子中同时存在碳碳双键和醛基时 要检验其中的碳碳双键可以用溴水或酸性KMnO4溶液 但是由于醛基也能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 导致对碳碳双键的检验时忽略了醛基的干扰 而直接用酸性KMnO4溶液或溴水进行检验 因此 在分子结构中同时含有醛基和碳碳双键时 请同学们切记醛基的干扰作用 正确的做法是将醛基全部氧化成羧基后 再检验碳碳双键的存在 微思考 1 乙烯 乙醛使溴水褪色的原理相同吗 提示 不相同 乙烯使溴水褪色是发生了加成反应 乙醛使溴水褪色是发生了氧化反应 2 如何用实验证明丙烯醛 CH2 CHCHO 中既含有碳碳双键又含有醛基 提示 取适量丙烯醛 加入新制氢氧化铜悬浊液 加热有红色沉淀出现 证明丙烯醛中含有醛基 将上述实验的悬浊液静置 取适量上层清液 加入溴的CCl4溶液振荡 溴的CCl4溶液褪色 证明丙烯醛中含有碳碳双键 过关题组 1 下列化合物均为天然萜类化合物 其结构如下图所示 对这些化合物叙述正确的是 A 这三种化合物均能使溴水 酸性高锰酸钾溶液褪色B 这三种化合物均能发生银镜反应C 三种化合物互为同分异构体D 三种化合物均可以与氢气发生加成反应 解题探究 1 a b c三种物质中分别含有哪些官能团 提示 a物质中含有醛基和碳碳双键 b物质中含有羟基和碳碳双键 c物质只含有羰基 2 写出三种物质的化学式 提示 a b c的化学式分别为C10H16O C10H18O C10H16O 解析 选D c中只含有羰基 不能被溴水 酸性高锰酸钾溶液氧化 a b均可 A错 三种化合物中只有a含有醛基 可以发生银镜反应 B错 三种化合物中a c互为同分异构体 C错 碳碳双键 醛基 酮羰基均可以与氢气发生加成反应 D对 2 2014 南京高二检测 某醛的结构简式为 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 应先检验哪一个官能团 解析 1 加入银氨溶液后 水浴加热有银镜生成 可证明有醛基 CH3 2C CHCH2CH2CHO发生银镜反应后生成 CH3 2C CHCH2CH2COONH4 2 在加入银氨溶液氧化 CHO后 调pH至中性再加入溴水 看是否褪色 3 由于Br2也能氧化 CHO 所以应先用银氨溶液检验醛基 CHO 又因为氧化后溶液为碱性 所以应先调节pH至中性后再加溴水检验碳碳双键 答案 1 银镜 CH3 2C CHCH2CH2CHO 2 Ag NH3 2 OH CH3 2C CHCH2CH2COONH4 2Ag 3NH3 H2O 2 将银镜反应后的溶液调至中性 加溴水 观察是否褪色 CH3 2C CHCH2CH2COOH Br2 3 醛基 互动探究 1 题1中三种化合物中能与钠反应的是哪一种 提示 羟基或羧基可以与钠反应 其他官能团不能 所以只有b可以与钠反应 2 题1中三种化合物各1mol分别与足量氢气加成 消耗氢气的物质的量之比为多少 提示 a消耗氢气为3mol b消耗氢气为2mol c消耗氢气为1mol 故物质的量之比为3 2 1 变式训练 1 茉莉醛具有浓郁的茉莉花香 其结构简式为关于茉莉醛的下列叙述错误的是 A 在加热和催化剂作用下 能被氢气还原B 能被酸性高锰酸钾溶液氧化C 在一定条件下能与溴水发生取代反应D 能与氢溴酸发生加成反应 解析 选C 由茉莉醛的结构简式可知 其分子中含有苯环 碳碳双键和醛基 它们在一定条件下与H2发生加成反应 分子中的碳碳双键 醛基都可以被酸性KMnO4溶液氧化 一般的有机物可与单质溴发生取代反应 溴水不可以 碳碳双键在一定条件下可与氢溴酸发生加成反应 2 下列物质中既能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色 又能发生银镜反应的是 A CH3 CH CH2B CH2 CH CH2OHC CH3CH2CH2OHD CH2 CH CHO 解析 选D 能发生银镜反应 则分子中必定含醛基 CHO 含有醛基的物质都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色 备选要点 甲醛的化学性质1 甲醛的结构 1 表示方式 2 甲醛结构的特殊性 一般醛的分子中分别连接烃基和氢原子 而甲醛分子中连接两个氢原子 2 化学性质 1 银镜反应 2 与新制Cu OH 2悬浊液反应 HCHO 4Cu OH 22Cu2O 5H2O CO2 3 催化氧化 2HCHO O22HCOOH 4 还原反应 HCHO H2CH3OH 5 甲醛性质的特殊性 甲醛在常温下是气体 而其他常见醛多为液体 甲醛的醛基氧化后仍有一个醛基 因此在有关醛基反应的计算中 甲醛相当于有两个醛基 甲醛与苯酚或尿素反应生成高分子化合物 微思考 1 甲醛在常温下为气态 常见的有机物还有哪些是气态 提示 常见的有机物在常温下是气态的不多 常见的有碳原子数小于或等于4个的烃和甲醛 2 在2HCHO NaOH 浓 HCOONa CH3OH反应中 HCHO发生了什么样的变化 提示 在此反应中HCHO既被氧化 又被还原 HCHO HCOONa是加氧过程被氧化 HCHO CH3OH是加氢过程被还原 过关题组 1 关于甲醛的下列说法中错误的是 A 甲醛是最简单的一种醛 易溶解于水B 甲醛是一种无色 有刺激性气味的气体C 35 45 的甲醛水溶液被称为福尔马林D 福尔马林有杀菌 防腐性能 所以市场上可用来浸泡海产品等 解析 选D 甲醛是一种无色 有刺激性气味的气体 属于最简单的一种醛 易溶解于水 35 45 的甲醛水溶液被称为福尔马林 福尔马林有杀菌 防腐性能 但不能浸泡海产品等 故选D 2 2014 邯郸高二检测 某3g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 解析 选A 因1mol一元醛通常可以反应得到2molAg 现得到0 4molAg 故醛为0 2mol 该醛的相对分子质量为3 0 2 15 此题似乎无解 但可联想到1mol甲醛可以得到4molAg 即3g 0 1mol 甲醛可得到43 2g 0 4mol Ag 符合题意 提分必备关键点 1 一种基团两类物质 醛和酮的分子中均含有羰基 在醛类物质中其官能团为 CHO 2 三类反应 1 加成反应 醛 酮中的都可以与CH3OH HCN NH3 H2等发生加成反应 2 氧化反应 醛能够与银氨溶液 新制Cu OH 2悬浊液发生氧化反应 3 还原反应 醛 酮中的与H2发生加成反应 3 四类反应通式 1 R CHO 2 Ag NH3 2 OHRCOONH4 3NH3 2Ag H2O 2 R CHO 2Cu OH 2RCOOH Cu2O 2H2O 乙醛的催化氧化实验探究 真题判断 在括号内打 或 1 2011 山东高考 在A CH2 CHCHO B CH2 CHCOOH 的反应中 可用新制的Cu OH 2悬浊液检验A是否反应完全 分析 因A分子结构中含有醛基 故可用新制的Cu OH 2悬浊液检验A是否反应完全 2 2014 郑州高二检测 含有醛基的化合物都能发生银镜反应 分析 醛基具有还原性 能被弱氧化剂银氨溶液氧化 3 2014 宜宾高二检测 用溴水检验CH2 CH CHO中是否含有碳碳双键 分析 碳碳双键 醛基均可使溴水褪色 4 2014 西安高二检测 丙酮也能和银氨溶液反应 分析 丙酮的结构简式为 不能发生银镜反应 5 2014 南昌高二检测 对甲基苯甲醛 使酸性高锰酸钾溶液褪色 说明它含有醛基 分析 苯的同系物也可使酸性KMnO4溶液褪色 案例探究 乙醛在催化剂存在的条件下 可以被空气氧化成乙酸 依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液 如图所示 试管A中装有40 的乙醛水溶液 氧化铜粉末 试管C中装有适量蒸馏水 烧杯B中装有某液体 已知在60 80 时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应 连续鼓入十几次反应基本完全 有关物质的沸点见下表 1 用反应方程式表示试管A在60 80 时发生的主要反应 注明反应条件 提示 乙醛催化氧化生成乙酸 其反应的化学方程式可以表示为2CH3CHO O22CH3COOH 2 如图所示 在实验的不同阶段需要调整温度计在试管A内的位置 在实验开始时温度计水银球的位置应放在什么位置 当试管A内的主要反应完成后温度计水银球又应该放在什么位置 其目的是什么 提示 第一阶段时 乙醛氧化成乙酸 温度计用于控制反应温度 所以温度计下端应浸入试管A的反应液中 第二阶段是将生成的乙酸用蒸馏方法分离出来 温度计的作用是控制馏分的温度 应该放在略低于试管A的支管口处 目的是收集含乙酸的馏分 3 烧杯B的作用是什么 烧杯B内盛装的液体物质是什么 写出一种即可 提示 烧杯B的作用类似于水浴加热 可使试管A内的反应液均匀受热发生反应 使生成的乙酸变成蒸气进入试管C 由于第二阶段时要将乙酸蒸馏出来 所以B中液体的沸点应超过117 9 所以可选用乙二醇或甘油 4 若想检验试管C中是否含产物乙酸 请你在所提供的药品中选择几种 设计一个简便的实验方案 所提供的药品有 pH试纸 红色的石蕊试纸 白色的醋酸铅试纸 碳酸氢钠粉末 实验仪器任选 提示 乙醛溶液显中性 乙酸溶液显酸性 可利用这一原理设计实验来检验有无乙酸生成 可有以下两种实验方案 方案一 将少量碳酸氢钠粉末放入一个洁净的试管中 加入少量试管C中的液体 若有气体产生 则说明试管C中有产物乙酸 方案二 把一小块pH试纸放在表面皿 或玻璃片 上 用洁净 干燥的玻璃棒蘸取试管C内的液体 点在pH试纸中部 试纸变色后 用标准比色卡比较确定溶液的pH 进而说明是否有乙酸生成 探究归纳 醛基的性质归纳总结醛基既有氧化性 又有还原性 其氧化还原关系如下 探究体验 某化学兴趣小组的同学在乙醛溶液中加入溴水 溴水褪色 分析乙醛的结构和性质 同学们认为溴水褪色的原因有三种可能 请补充完整 溴在不饱和键上发生加成反应 溴与甲基上的氢原子发生取代反应 为确定此反应的机理 同学们作了如下探究 1 向反应后的溶液中加入硝酸银溶液 若有沉淀产生 则上述第 种可能被排除 2 有同学提出通过检测反应后溶液的酸碱性作进一步验证 就可确定该反应究竟是何种反应原理 此方案是否可行 理由是 3 若反应物Br2与生成物Br 的物质的量之比是1 2 则乙醛与溴水反应的化学方程式为 解析 乙醛具有较强的还原性 能被弱氧化剂 银氨溶液 新制的氢氧化铜悬浊液 氧化 溴具有较强的氧化性 因此乙醛可能被溴氧化 1 向反应后的溶液中加入AgNO3溶液 若有沉淀产生 则说明反应生成了能电离出Br 的电解质 即HBr 而CH3CHO与Br2加成不可能生成HBr 2 反应中都有酸性物质生成 不能通过检测反应后溶液酸碱性的方法来确定反应机理 3 因为CH3CHO可被弱氧化剂氧化为CH3COOH 所以CH3CHO被Br2氧化的产物肯定为CH3COOH 根据反应的环境和元素守恒 可知Br2的还原产物为HBr 答案 乙醛具有还原性 被溴水氧化 1 2 不可行 反应都有酸生成 3 CH3CHO Br2 H2O CH3COOH 2HBr 巩固训练 市售乙醛通常为40 左右的乙醛溶液 久置的乙醛溶液会产生分层现象 上层为无色油状液体 下层为水溶液 乙醛在溶液中可被氧化 1 证明溶液中是否已有部分乙醛被氧化的实验操作和现象是 2 若将少量乙醛溶液滴入热的浓硫酸中 有黑色固体物质生成 请用化学方程式表示这一反应过程 解析 1 若乙醛被氧化 则生成CH3COOH 下层液体呈酸性 可以利用石蕊试液检验下层液体是否呈酸性 具体操作为取少量下层水溶液 滴加石蕊试液 如果溶液呈红色 说明部分乙醛已被氧化 2 将少量乙醛溶液滴入热的浓硫酸中 有黑色固体物质生成 黑色物质为碳 浓硫酸具有强氧化性 可以氧化乙醛生成C 同时生成二氧化硫 水 反应方程式为CH3CHO H2SO4 浓 2C SO2 3H2O 答案 1 取少量下层水溶液 滴加石蕊试液 如果溶液呈红色 说明部分乙醛已被氧化 2 CH3CHO H2SO4 浓 2C SO2 3H2O