新教材高中化學專題4生活中常用的有機物一烴的含氧衍生物第2單元醛羧酸基礎課時12醛的性質和應用教師用書蘇教版選擇性必修

基礎課時12醛的性質和應用學習任務1．以乙醛為代表認識醛類物質的結構，通過實驗方法探究乙醛的化學性質。2．比較醛與酮官能團的差異，能依據官能團預測同系物在一定條件下可能發(fā)生的化學反應，能列舉醛類、酮類物質的重要應用。3．能對醛、酮及其制備的物質對環(huán)境的影響進行評估。一、醛的結構與常見的醛1．概念醛是由烴基或氫原子與醛基相連構成的化合物。2．結構特點(1)醛的官能團為醛基，其中包含羰基和氫原子。其結構簡式為—CHO，飽和一元醛的通式為CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO。(2)甲醛的結構式為，在1H-NMR譜圖中有1種特征峰；乙醛的結構式為，在1H-NMR譜圖中有2種特征峰。(3)羰基()以及與羰基直接相連的原子處于同一平面上，如甲醛分子中4個原子處于同一平面上。3．常見的醛(1)甲醛：又名蟻醛，是結構最簡單的醛，結構簡式為HCHO。通常狀況下是一種無色有刺激性氣味的氣體，易溶于水，沸點是－21℃。它的水溶液又稱“福爾馬林”，具有殺菌、防腐等性能。(2)乙醛：分子式為C2H4O，乙醛的結構簡式為CH3CHO，是一種無色有刺激性氣味的液體，密度比水小，沸點是20.8℃，易揮發(fā)，易燃燒，能跟水、乙醇等互溶。下列有機物不屬于醛類物質的是()D[緊扣醛類物質的定義：醛是由烴基或氫和醛基(—CHO)相連構成的化合物。D項中不含醛基，故不屬于醛類物質。]二、醛的化學性質——以乙醛為例1．氧化反應(1)可燃性乙醛燃燒的化學方程式：2CH3CHO＋5O2eq\o(→,\s\up8(點燃))4CO2＋4H2O。(2)催化氧化乙醛在一定溫度和催化劑作用下，能被氧氣氧化為乙酸的化學方程式：。(3)與銀氨溶液反應實驗操作實驗現象向①中滴加氨水，現象為先產生白色沉淀后變澄清，加入乙醛，水浴加熱一段時間后，試管內壁出現一層光亮的銀鏡有關反應的化學方程式①中：AgNO3＋NH3·H2O=AgOH↓(白色)＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH＋2H2O；③中：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up8(水浴加熱))2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O(4)與新制氫氧化銅反應實驗操作實驗現象①中溶液出現藍色絮狀沉淀，滴入乙醛，加熱至沸騰后，③中溶液有磚紅色沉淀產生有關反應的化學方程式①中：2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4；③中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up8(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O(5)乙醛能被酸性高錳酸鉀溶液、溴水等強氧化劑氧化。2．加成反應(還原反應)乙醛中的碳氧雙鍵和烯烴中的碳碳雙鍵性質類似，也能與氫氣發(fā)生加成反應，化學方程式為CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))CH3CH2OH。3．醛的化學通性(1)醛可被氧化為羧酸，也可被氫氣還原為醇，因此醛既有氧化性，又有還原性，其氧化、還原的特征反應為(2)有機物的氧化、還原反應①氧化反應：有機物分子中失去氫原子或加入氧原子的反應，即加氧去氫。②還原反應：有機物分子中加入氫原子或失去氧原子的反應，即加氫去氧。判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)乙醛能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。(√)(2)乙醛和乙酸的混合液可以用分液漏斗分離。(×)(3)用新制銀氨溶液可區(qū)分甲酸甲酯和乙醛。(×)(4)銀氨溶液的配制，將硝酸銀溶液滴加到氨水中至生成的白色沉淀恰好完全溶解為止。(×)(5)乙醛加氫得到乙醇的反應是加成反應，也稱為還原反應。(√)三、縮聚反應1．概念：在濃鹽酸(或濃氨水)的催化下，甲醛分子中的氧原子與苯酚分子中羥基鄰位或對位上的氫原子結合生成水，其余部分形成高分子化合物。像這種由有機化合物分子間脫去小分子獲得高分子化合物的反應，稱為縮聚反應。2．實例：①甲醛與苯酚合成線型酚醛樹脂，其反應方程式為②酚醛樹脂的制備裝置酚醛樹脂是人類合成的第一種高分子材料，甲醛與苯酚在條件不同時，可以得到線型酚醛樹脂或體型酚醛樹脂，在濃氨水催化下，主要得到體型酚醛樹脂，體型酚醛樹脂是熱固性的；在濃鹽酸催化下，主要得到線型酚醛樹脂，線型酚醛樹脂是熱塑性的。同樣甲醛與尿素也可合成脲醛樹脂，可以制成熱固性高分子黏合劑。判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)縮聚反應生成高分子化合物的同時，還有H2O等小分子物質生成。(√)(2)將縮聚高分子化合物的中括號去掉，即得到單體。(×)(3)縮聚反應聚合物的鏈節(jié)和單體的化學組成不相同。(√)四、酮的結構與性質1．酮的概念和結構特點(1)概念：羰基與兩個烴基相連的化合物。(2)官能團：羰基()。(3)通式：。飽和一元脂肪酮的分子式通式為CnH2nO(n≥3)。2．丙酮丙酮是最簡單的酮類化合物，結構簡式為，在1H—NMR譜圖中有1種特征峰。丙酮不能被銀氨溶液、新制的氫氧化銅等弱氧化劑氧化，但能催化加氫生成醇。反應的化學方程式：丙酮是常用的有機溶劑。丙酮用途廣泛，主要用于制備重要化工原料雙酚A(C15H16O2)和制備有機玻璃。3．環(huán)己酮：分子式C6H10O，結構簡式，常作為生產合成纖維、樹脂、合成橡膠、石蠟、蟲膠、油漆、染料和制藥中間體的溶劑，還可用于制備己二酸和己內酰胺。判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)酮類物質能與氫氣發(fā)生加成反應，不能被銀氨溶液氧化，所以只能發(fā)生還原反應，不能發(fā)生氧化反應。(×)(2)丙酮是結構最簡單的酮，也可以發(fā)生銀鏡反應和加氫還原。(×)(3)丙酮難溶于水，但丙酮是常用的有機溶劑。(×)醛類的性質素材1．向潔凈的試管中加入1mL2%的AgNO3溶液，邊振蕩試管邊逐滴加入2%的稀氨水，至產生的沉淀恰好完全溶解，再滴入3滴乙醛，振蕩后把試管放在熱水浴中加熱，觀察實驗現象。素材2．向試管中加入3mL5%的NaOH溶液，滴入3～4滴2%的CuSO4溶液，振蕩后加入0.5mL乙醛溶液，加熱，觀察實驗現象。素材3．發(fā)生銀鏡反應的化學方程式為HCHO＋4Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up8(水浴加熱))(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O1．配制銀氨溶液時需要注意什么？為什么必須用水浴加熱？[提示]配制銀氨溶液時，所用試劑應為稀溶液。要注意試劑的滴加順序；向硝酸銀溶液中逐滴加入稀氨水，邊滴邊振蕩，直至沉淀恰好消失為止，要防止氯水過量，且要現用現配。反應平緩，鍍銀均勻。2．為什么氫氧化銅必須用新配制的？[提示]新配制氫氧化銅與醛類物質能充分接觸，反應速率較快；若為久置的氫氧化銅，一方面會形成沉淀，不能充分反應，另一方面久置氫氧化銅會發(fā)生分解。3．素材1、2體現了乙醛的什么性質？化學鍵是如何斷裂的？[提示]體現了乙醛的還原性，在弱氧化劑∶銀氨溶液，新制氫氧化銅存在下就可以被氧化為羧酸。斷裂的是碳氫鍵②。4．乙醛能被銀氨溶液、新制氫氧化銅等氧化，乙醛能否被其他物質氧化？[提示]由于醛基的還原性比較強，除了可以被銀氨溶液、新制氫氧化銅氧化外，其他較強的氧化劑∶酸性高錳酸鉀、溴水、次氯酸鹽溶液等都可以氧化乙醛。5．請試著寫出甲醛與足量新制氫氧化銅反應的化學方程式？HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHeq\o(→,\s\up8(△))Na2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O。6．三個素材的反應條件有何共同點？[提示]反應都是在堿性條件下進行的。7．能否用溴水和酸性KMnO4溶液檢驗醛基？應注意哪些問題？[提示]醛能被溴水或酸性KMnO4氧化而使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，但要注意其他官能團的干擾。如某有機物中既含有碳碳雙鍵又含有醛基，應先通過銀鏡反應檢驗醛基的存在；酸化后，再加溴水或酸性KMnO4溶液檢驗碳碳雙鍵的存在。醛的結構、性質和醛基的檢驗1．甲醛的分子結構比較特殊：，從其結構式可以看出有兩個醛基，所以在與銀氨溶液(新制氫氧化銅)反應時隨銀氨溶液(新制氫氧化銅)用量不同會發(fā)生不同的反應。2．醛基既有氧化性，又有還原性，其氧化、還原關系為醇。3．醛類物質與銀氨溶液、新制Cu(OH)2的反應，均需在堿性條件下進行。這兩個反應常用于醛基的檢驗。4．含醛基物質中碳碳雙鍵的檢驗方法當有機物中同時含有碳碳雙鍵和醛基時，若要用酸性KMnO4溶液或溴水檢驗碳碳雙鍵()，就要先用銀氨溶液或新制Cu(OH)2把—CHO氧化成—COOH，再用酸性KMnO4溶液或溴水等檢驗碳碳雙鍵。若順序顛倒，則無法驗證。1．下列說法中正確的是()A．凡能發(fā)生銀鏡反應的物質一定是醛B．乙醛能發(fā)生銀鏡反應，表明了醛具有氧化性C．在加熱和有催化劑的條件下，醇都能被空氣中的O2所氧化，生成相對應的醛D．福爾馬林是35%～40%的甲醛的水溶液，可用于浸制生物標本D[掌握各類物質的結構和性質，如有醛基的物質，均可以發(fā)生銀鏡反應，但不一定屬于醛類；羥基所連的C原子上沒有H時，不能發(fā)生催化氧化反應。]2．茉莉醛具有濃郁的茉莉花香，其結構簡式為下列關于茉莉醛的敘述錯誤的是()A．在加熱和催化劑作用下能被氫氣還原B．能被酸性KMnO4溶液氧化C．在一定條件下能與溴發(fā)生取代反應D．不能與氫溴酸發(fā)生加成反應醛基與銀氨溶液、新制Cu(OH)2反應的定量計算已知甲醛的分子式為CH2O，其分子可以看成含兩個醛基，如圖：請依據甲醛的結構，討論與銀氨溶液、新制Cu(OH)2反應的定量計算。1．甲醛與足量銀氨溶液反應，最終生成什么物質？[提示](NH4)2CO3、Ag、NH3和H2O。2．甲醛與足量新制Cu(OH)2反應，最終生成什么物質？[提示]Na2CO3、Cu2O、H2O。3．1mol甲醛分別與足量銀氨溶液、新制Cu(OH)2反應，生成Ag和Cu2O的物質的量是多少？[提示]4molAg、2molCu2O。4．能發(fā)生銀鏡反應的有機物都屬于醛類嗎？[提示]有機物只要含有醛基就可以發(fā)生銀鏡反應，能發(fā)生銀鏡反應的不一定都是醛類，可能是其他含有醛基的有機物，例如：甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。1．醛發(fā)生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2反應時量的關系(1)一元醛(2)二元醛1mol二元醛～4molAg1mol二元醛～4molCu(OH)2～2molCu2O2．甲醛發(fā)生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2反應時量的關系甲醛發(fā)生氧化反應時，可理解為故1molHCHO～4molAg1molHCHO～4molCu(OH)2～2molCu2O1．3g某醛和足量的銀氨溶液反應，結果析出43.2gAg，則該醛為()A．甲醛B．乙醛C．丙醛D．丁醛A[因1mol一元醛通?？梢赃€原得到2molAg，現得到0.4molAg，故該一元醛為0.2mol，該醛的相對分子質量為eq\f(3,0.2)＝15，此題似乎無解，但1mol甲醛可以得到4molAg，即3g甲醛可得到43.2g(0.4mol)Ag，符合題意。]2．完全燃燒0.1mol某飽和一元醛生成8.96L(標準狀況下)二氧化碳，則3.6g該醛跟足量銀氨溶液反應，生成固體物質的質量為()A．10.8gB．7.2gC．9.4gD．11.6gA[由0.1mol飽和一元醛燃燒得0.4molCO2，可知該醛的分子式為C4H8O，則3.6g該醛的物質的量為0.05mol。根據RCHO～2Ag，可知發(fā)生銀鏡反應生成Ag的質量為0.05mol×2×108g·mol－1＝10.8g。]1．下列關于醛的說法正確的是()A．甲醛是甲基跟醛基相連而構成的醛B．醛的官能團是—COHC．飽和一元脂肪醛的分子式符合通式CnH2nOD．甲醛、乙醛、丙醛均無同分異構體C[A項，甲醛是氫原子跟醛基相連而構成的醛；B項，醛的官能團是—CHO；D項，丙醛與丙酮互為同分異構體。]2．下列有關銀鏡反應的說法中，正確的是()A．配制銀氨溶液時氨水必須過量B．1mol甲醛發(fā)生銀鏡反應最多生成2molAgC．銀鏡反應通常采用水浴加熱D．銀鏡反應后的試管一般采用稀鹽酸洗滌C[配制銀氨溶液時氨水不能過量，過量會生成易爆物質，故A錯誤；一個甲醛分子中含2個—CHO，故1mol甲醛能反應生成4molAg，故B錯誤；水浴加熱能保證試管受熱均勻，且易于控制反應溫度，直接加熱受熱不均勻，故C正確；銀和鹽酸不反應，銀鏡反應所得的銀鏡，應用稀硝酸洗滌，故D錯誤。]3．用2mL1mol·L－1CuSO4溶液與3mL0.5mol·L－1NaOH溶液混合后，加入40%的甲醛溶液0.5mL，加熱至沸騰，無磚紅色沉淀生成，實驗失敗的主要原因是()A．甲醛的量太少B．CuSO4的量太少C．NaOH的量太少D．加熱的時間太短C[該反應的本質是：甲醛中的醛基具有還原性，新制的Cu(OH)2具有弱氧化性，醛基與Cu(OH)2中的＋2價的銅發(fā)生氧化還原反應。只要有醛基即可與新制的Cu(OH)2發(fā)生反應；根據題意可知：n(CuSO4)＝2×10－3L×1mol·L－1＝0.002mol，根據反應：Cu