酮-2024年高中化學講義（選擇性必修三）

第15課酮

學習目標

i.認識酮的結構和性質，了解酮在生產、生活中的重要應用。

2.學會醛和酮同分異構體的書寫及判斷。

知識梳理

一、酮的結構與性質

1、酮的概念和結構特點

O

(1)定義：默基與兩個煌基相連成的化合物。酮類官能團的結構簡式為—2—。

J_

(2)表示方法：R—c—R1(R、R1必須為炫基)；飽和一元酮的通式為C"H2,Q(生3)。

2、丙酮

?

(1)丙酮是最簡單的膽，它的分子式為C3H60,結構簡式為CH3coeH3或用一c一m。

(2)丙酮的物理性質：常溫下丙酮是無色透明液體，沸點56.2℃,易揮發(fā)，能與水、乙醇等互溶，能溶解多

種有機物，是一種重要的有機溶劑和化工原料。

(3)丙酮的化學性質：

①加成反應：與H2、HX、HCN、NH3、醇等發(fā)生加成反應，

催化加氫生成醇的化學方程式：小一C一5+西催CH3—M一飆

Od/…OH

CHjC-CHj^HCN-CH3CCHJ

CN

00皿…OH

TNW?催化東

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

NH2

OOH

CHj4€HjOH^^^CHjC-CH3

OCHj

②氧化反應：酮中鍛基直接與兩個炫基相連，沒有與堤基直接相連的氫原子，所以丕能被銀氨溶液、新制

的氫氧化銅等弱氧化劑氧化，但大多數(shù)酮能在空氣中燃燒。

【思考與討論p71】參考【答案】

丙酮與丙醛分子式均為C3H6。，但結構不同，兩者互為同分異構體；丙醛能被弱氧化劑如銀氨溶液、新制

Cu(OH)2氧化，而丙酮卻不能，故可采用上述兩種試劑鑒別它們。

3.酮的應用

酮是重要的有機溶劑和化工原料。如丙酮可以做化學纖維等的溶劑，還用于生產有機玻璃、農藥和涂

料等。

【名師點撥】酮和同碳原子數(shù)的醛屬于同分異構體，如丙酮和丙醛互為同分異構體。

4.醛和酮的區(qū)別與聯(lián)系

醛酮

()()

官能團II酮?；阂?一

醛基：一C-H

官能團位置碳鏈末端(最簡單的醛是甲醛)碳鏈中間(最簡單的酮是丙酮)

()()

結構通式IIII,

R—c—H(R為炫基或氫原子)R-C—R(R、R/均為燃基)

聯(lián)系碳原子數(shù)相同的飽和一元脂肪醛和飽和一元脂肪酮互為同分異構體

5.醛基與酮默基的區(qū)別

(1)醛基能被酸性KMnCU溶液、澳水、氧氣、新制氫氧化銅懸濁液、銀氨溶液等氧化劑氧化。

(2)酮?；鼙凰嵝訩MnCU溶液、澳水、新制Cu(OH)2懸濁液、銀氨溶液等氧化劑氧化。

二、醛、酮的同分異構體找法

通式CnH2nO(n>l)

類別異構體醛、酮、烯醇、烯酸、環(huán)醇、環(huán)醴

常考三類類

醛(n>l)酮(n>3)烯醇(n>3)

別異構體

醛基屬于端位基，將燃分子多官能團，變鍵優(yōu)先，取代其

方法碳碳單鍵變成碳氧雙鍵

中鏈端的甲基變成醛基次：先找烯燒，再用羥基取代

111

1c=c-c—C—C

C——C——C——c-@C——C1——C1——C—C

以“C5H10O”111

C——C=C——C——C

為例1

C——C——c—C——C——C——C

C=C——C——C

1

——-C

.

C

——

C

問題探究

A問題一酮的加成反應

【典例1】環(huán)己酮和乙二醇在一定條件下反應可生成環(huán)己酮縮乙二醇，其反應過程如圖所示。下列說法不正

確的是

A.生成環(huán)己酮縮乙二醇的反應為加成反應

B.相同質量的有機物完全燃燒消耗氧氣的量：環(huán)己酮>環(huán)己酮縮乙二醇

C.環(huán)己酮的一氯代物有3種(不包含立體異構)

D.環(huán)己酮分子中所有碳原子不可能共平面

【答案】A

【解析】A.由示意圖可知，環(huán)己酮和乙二醇在一定條件下反應生成環(huán)己酮縮乙二醇和水，則該反應不可能

是加成反應，故A錯誤；B.環(huán)己酮的分子式為C6HH)0,98g環(huán)己酮完全燃燒消耗氧氣的物質的量為8mol,

98g

環(huán)己酮縮乙二醇的分子式為C8Hl4O2,98g環(huán)己酮縮乙二醇完全燃燒消耗氧氣的物質的量為146g/mol

xl0.5mol~7.05mol<8mol,故B正確；C.由結構簡式可知，環(huán)己酮分子中有3類氫原子，則一氯代物有3

種，故C正確；D.環(huán)己酮分子中存在飽和碳原子，飽和碳原子的空間構型為四面體形，則分子中所有碳原

子不可能共平面，故D正確；故選A。

【解題必備】酮能與七、HX、HCN、NH3及其衍生物、醇、格氏試劑(RMgX)等發(fā)生加成反應，加成通式

8-

0OA

Irr

R—C—H+A—B―?R—C—H

為B，產物還可能發(fā)生水解生成其他產物。

【變式11］乙烯酮(CH2=C=0)在一定條件下能與含活潑氫原子的化合物發(fā)生加成反應，反應可表示為

CH2=C=0+H—A->CH3—CA=O?乙烯酮在一定條件下與下列試劑加成，其產物不正確的是()

o

II

A.與HC1加成生成CH3—C—Cl

O

II

B.與H2O加成生成CH3—C—（）H

O

、I、

C.與CH30H加成生成CH3-C-CHzOH

（）O

、III、

D.與CH3coOH加成生成CH3-C-O—C-CH3

【答案】c

0

II

【解析】根據(jù)題意，若A為一CL則與HC1加成生成CH3—c—Cl,A項正確；若A為一0H,則與H2O加

II||

成生成CH3-C—°H,B項正確；若A為一0CH3,則與CH30H加成生成CH3—C—0C%,C項錯誤；若

OO

IIII

A為一OOCCH3,則與CH3co0H加成生成印3—C-O-C—CH：；,D項正確。

【變式12］已知醛和酮可與格氏試劑（R，MgX）發(fā)生加成反應，所得產物經水解后可得醇：

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?。–H3）2—LCH2cH3，可選用的醛（或酮）與格氏試劑是（）o

0CH3

A.H-"-H與CH3cH2—CH-MgX

B.CH3cH2cHO與CH3cH2MgX

0CH3

L

C.CH3-f'-H與CH3-&H-MgX

0

D.CH3-1：；-CH3與CH3CH2MgX

【答案】D

【解析】根據(jù)反應物和最終產物的結構特點，可以看出，格氏試劑與戮基化合物（醛、酮）等的反應合成

醇類的規(guī)則是：默基上的碳氧雙鍵斷裂，氧上加氫形成羥基，碳上加上格氏試劑中的R'形成側鏈，由此可

CH3OH

以推出反應物。選項中各物質反應最終形成的醇依次是：CH3CH2-CH-CH2OH>CH3cH2—aH-CH2cH3、

OHCH3OH

CH3-CH-CH-CH3,（CH3）2-C-CH2cH3，答案選D。

A問題二醛和酮同分異構體的書寫及判斷

0

【典例2】分子式為C5H10O,且結構中含有一a1一的有機物共有（）。

A.4種B.5種C.6種D.7種

【答案】Do

0

【解析】分子式為C5H10O滿足飽和一元醛、酮的通式C〃H2“O,且結構中含有一2一,故可以是醛或酮類。

（1）醛類：可寫為C4H9—CHO,因C4H9—有4種結構，故C4H9CHO的醛有4種。（2）酮類：可寫為CEh

0000CH3

—2—C3H7,因一C3H7有2種結構，故CH3-A-C3H7有2種，即CH3-2—CH2cH2cH3,CH3-2-&H-CH3；

0

也可寫成C2H5—2—C2H5,此種形式只有1種；所以酮類共有3種。

【解題必備】1.官能團類型異構

（1）相同碳原子數(shù)的飽和一元醛、飽和一元酮、脂環(huán)醇、烯醇等互為同分異構體

（2）C3H6。的常見同分異構體

醛酮環(huán)醇烯醇

CH3cH2cHOCH3coe叢00HCH2=CH—CH20H

2.醛類碳骨架異構的寫法一一“取代法”

（1）C4H8。的醛nc3H7—CHO（2種，一c3H7有2種）

（2）C5H10O的醛nC4H9-CHO（4種,-C4H9有4種）

（3）C6Hl2。的醛nCsHu—CHO（8種,一C5Hli有8種）

3.酮類碳骨架異構的寫法一一“插入法”

（1）將C5H10O去掉一個酮基后還剩余4個碳原子，其碳骨架有以下2種結構：

c—c—c—C、c—c—C

I

C

（2）找出對稱結構，將酮基放在合適的位置，一共有如下3個位置可以安放：

c—c—c—ex—c—C

I③

C

【變式21】肉桂醛的結構簡式為（^^CH=CHCHO,與其具有相同官能團的芳香族同分異構體（不

考慮立體異構）有

A.3種B.4種C.5種D.6種

【答案】B

【解析】肉桂醛的官能團為碳碳雙鍵和醛基，與其具有相同官能團的芳香族同分異構體（不考慮立體異構）

選B。

【變式22】某單官能團有機化合物，只含碳、氫、氧三種元素，相對分子質量為58,完全燃燒時產生等物

質的量的C02和H2。。它可能的結構共有（不考慮立體異構）（）o

A.4種B.5種C.6種D.7種

【答案】B

【解析】根據(jù)燃燒產物C02和H2。的物質的量相等可知C、H原子個數(shù)比為1：2,分子式可設為（CH2）

mO,?根據(jù)相對分子質量為58,討論得出分子式為C3H6。,其可能的結構有丙醛CH3cH2CH0,丙酮CH3COCH3,

CHOHOH2C—o

/\/\II

環(huán)丙醇,環(huán)酸

H2C------CH2H2C------CH-CH3H2c—CH2,共5種，答案選B。

【答案】c

o

II

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

2.苯氯乙酮是一種具有荷花香味的化學試劑，吸入可引起咽喉炎、氣管及支氣管炎，主要作為軍用與警用

催淚性毒劑。苯氯乙酮的結構簡式如圖所示，則下列說法正確的是（）

O

ojl—CH2cl

A.苯氯乙酮中含有三種官能團：苯環(huán)、魏基、碳氯鍵

B.1mol苯氯乙酮最多可與4molH2發(fā)生加成反應

C.苯氯乙酮能發(fā)生銀鏡反應

D.苯氯乙酮既能發(fā)生取代反應，又能發(fā)生消去反應

【答案】B

【解析】苯環(huán)不是官能團，A錯誤；苯環(huán)和碳氧雙鍵可以與H2發(fā)生加成反應，最多與4m01%加成，B正

確；苯氯乙酮中沒有醛基不能發(fā)生銀鏡反應，C錯誤；由于氯原子相連的碳原子的鄰位碳原子上沒有H原

子，不能發(fā)生消去反應，D錯誤。

3.如圖為香芹酮分子的結構，下列有關敘述正確的是（）

A.香芹酮化學式為C10H12O

B.香芹酮可以發(fā)生加成反應、消去反應和氧化反應

C.香芹酮能使酸性KMnO4溶液褪色

D.香芹酮分子中有3種官能團

【答案】C

【解析】A.根據(jù)有機物的結構簡式可知香芹酮化學式為C10H14O,A錯誤；B.香芹酮分子中含有碳碳雙

鍵、獄基，可以發(fā)生加成反應和氧化反應，但不能發(fā)生消去反應，B錯誤；C.碳碳雙鍵和跋基均能使酸性

KMnCU溶液褪色，C正確；D.香芹酮分子中有2種官能團，即碳碳雙鍵和短基，D錯誤。

4.貝里斯希爾曼反應條件溫和，其過程具有原子經濟性，示例如圖所示，下列說法正確的是（）

00HOO

I+n催化劑■m

A.I的同分異構體中含有苯環(huán)的醛有3種

B.該反應屬于取代反應

c.n中所有碳原子共平面

D.III可以發(fā)生消去反應

【答案】D

23

?人七什門附神士HaC-^^VcHO-CHzCHO

【解析】A.含有本環(huán)的醛有\(zhòng)一/、\一/共4種，故A錯誤；B.?；D

O

化為—0H,且產物只有一種，則為加成反應，故B錯誤；C.II中含3個亞甲基口均為四面體結構,

則所有碳原子不共面，故C錯誤；D.III中與羥基相連的碳的鄰碳上有H原子能發(fā)

生消去反應，故D正確。

5.留蘭香（薄荷中的一種）可用來治療感冒咳嗽、胃痛腹脹、神經性頭痛等，其有效成分為葛縷酮（結構簡式

如圖）。下列有關葛縷酮的說法正確的是（）

A.葛縷酮的分子式為CioHi6。

B.葛縷酮使濱水和酸性KMnCU溶液褪色的原理相同

C.葛縷酮中所有碳原子可能處于同一個平面

D.羥基直接連苯環(huán)且苯環(huán)上有2個取代基的葛縷酮的同分異構體有12種

【答案】D

【解析】A.根據(jù)圖示，葛縷酮的不飽和度為4,所以分子式為CioHiQ,A錯誤；B.葛縷酮使澳水和酸性

KMnCU溶液褪色，但原理不同，前者是加成反應，后者是氧化反應，B錯誤；C.葛縷酮中所有碳原子不

可能處于同一個平面,C錯誤;D.分子式為C，OH140,羥基直接連苯環(huán)，且苯環(huán)上有2個取代基,還剩一C4H9,

C

——

C-——

CC

其結構有四種，分別是一c—c—c—c、C,每一種在苯環(huán)上與羥

基分別有鄰間對3種異構體，共12種，D正確。

6.環(huán)己酮是一種重要的化工原料，實驗室常用下列方法制備環(huán)己酮:

環(huán)己醇、環(huán)己酮和水的部分物理性質見下表:

物質沸點（℃）密度(g-cin-3,20℃)溶解性

環(huán)己醇161.1(97.8)*0.9624能溶于水

環(huán)己酮155.6(95)*0.9478微溶于水

水100.00.9982

括號中的數(shù)據(jù)表示該有機物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點

（1）酸性NazCnCh溶液氧化環(huán)己醇反應的AHVO,反應劇烈將導致體系溫度迅速上升，副反應增多。實

驗中將酸性NazCnCh溶液加到盛有環(huán)己醇的燒瓶中，在55~60℃進行反應。反應完成后，加入適量水，蒸

儲，收集95~100℃的儲分，得到主要的含環(huán)己酮和水的混合物。

①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式為=

②蒸儲不能分離環(huán)己酮和水的原因是。

（2）環(huán)己酮的提純需要經過以下一系列的操作：a蒸儲，收集151~156℃的儲分；b過濾；c在收集到的儲

分中加NaCl固體至飽和，靜置，分液；d加入無水MgSCU固體，除去有機物中少量水。

①上述操作的正確順序是（填字母）。

②上述操作b、c中使用的玻璃儀器除燒杯、錐形瓶、玻璃棒外，還需o

③在上述操作c中，加入NaCl固體的作用是o

（3）利用核磁共振氫譜可以鑒定制備的產物是否為環(huán)己酮，環(huán)己酮分子中有種不同化學環(huán)境的氫原

子。

【答案】（1）①緩慢滴加②環(huán)己酮和水形成具有固定組成的混合物一起蒸出

（2）①cdba②漏斗、分液漏斗③增加水層的密度，有利于分層（3）3

【解析】（1）由于酸性NazCrzCh溶液氧化環(huán)己醇反應劇烈，導致體系溫度迅速上升、副反應增多，所以酸

性NazCnCh溶液加入不能太快，應用酸式滴定管緩慢滴加；環(huán)己酮和水能形成具有固定組成的混合物，具

有固定的沸點，蒸儲時能被一起蒸出，所以蒸儲難以分離環(huán)己酮和水的混合物.環(huán)己酮和水能夠產生共沸，

采取蒸儲是不可取的，建議采用精儲；（2）聯(lián)系制取肥皂的鹽析原理，即增加水層的密度，有利于分層，

環(huán)己酮的提純時應首先加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，將水與有機物更容易分離開來，然后向有機

層中加入無水MgSCU,出去有機物中少量的水，然后過濾，除去硫酸鎂晶體，再進行蒸儲即可；分液需要

的主要儀器為分液漏斗，過濾需要由漏斗組成的過濾器；（3）跟據(jù)環(huán)己酮結構的對稱性，環(huán)己酮中存在與

氧原子鄰、間、對三種位置的氫原子，即分子中有3種氫。

力提升

1.茉莉酮可用作食用香精，其結構如圖所示，下列關于其敘述正確的是（）

A.茉莉酮易溶于水

B.茉莉酮中含有三種官能團

C.茉莉酮可使濱水、酸性KMnC>4溶液褪色

0

D.茉莉酮與二氫茉莉酮1―0互為同分異構體

【答案】C

【解析】A.茉莉酮中不含親水基團，且碳原子數(shù)較多，難溶于水，故A錯誤；B.茉莉酮中含有碳碳雙鍵

和?；鶅煞N官能團，故B錯誤；C.茉莉酮中含有碳碳雙鍵，可與澳水發(fā)生加成反應、與酸性KMnO4溶液

o

發(fā)生氧化反應，故C正確；D.茉莉酮的不飽和度為4,二氫茉莉酮1U的不飽和度為3,

分子式不同，不是同分異構體，故D錯誤。

2.企鵝酮因結構類似企鵝，因此而得名（見圖）。下列有關企鵝酮的說法不正確的是（）

:'A

A.分子式為C10H14O

B.1mol企鵝酮分子最多可以和2moi氫氣加成

C.1mol企鵝酮分子最多可以和含2mol澳的濱水加成

D.企鵝酮能使酸性高鋅酸鉀溶液褪色

【答案】B

【解析】A.由該有機物結構簡式可知，分子式為CioHiQ，故A正確；B.企鵝酮分子中碳碳雙鍵、獄基

都能與氫氣發(fā)生加成反應，因此1mol企鵝酮分子最多能與3moi氫氣發(fā)生加成反應，故B錯誤；C.企鵝

酮分子中碳碳雙鍵能與Bn發(fā)生加成反應，因此1mol企鵝酮分子最多可以和含2moi澳的濱水加成，故C

正確；D.企鵝酮分子中碳碳雙鍵能與酸性高鎰酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應使酸性高鋅酸鉀褪色，故D正

確。

3.化合物丙是合成藥物奧拉帕尼的中間體，其合成路線如下（TsOH為對甲苯磺酸）：

下列有關說法不正確的是

A.化合物甲中含有三種官能團

B.化合物甲、乙可用銀氨溶液鑒別

C.化合物丙在NaOH的醇溶液中加熱可發(fā)生反應脫去HF

D.反應②在1）的條件下發(fā)生的是CN的水解反應，在2）的條件下是脫去CHO的保護基

【答案】C

【解析】A.化合物甲中含有CHO、CN、F三種官能團，A項正確；B.甲、乙兩種有機物分子中，只有甲

分子中含有醛基，能發(fā)生銀鏡反應，所以可用銀氨溶液鑒別甲與乙，B項正確；C.苯環(huán)上的F只能被取代，

不能被消去，所以丙分子中不能脫去HF,C項錯誤；D.反應②的第1）步加NaOH的目的是使CN水解生

成COOH,第2）步加HC1的目的是脫去醛基上的保護基，D項正確；故選C。

4.p紫羅蘭酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一種天然香料，它經多步反應可合成維生素A。下列說法正確的

是

H3CCH3產H3cCH3產

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

CH3CH3

B—紫羅蘭酮中間體x

A.0—紫羅蘭酮可能有屬于芳香煌類的同分異構體

B.1mol維生素A最多能與4moiEh發(fā)生加成反應

C.維生素A的分子式為C20H30。

D.0—紫羅蘭酮與中間體X互為同分異構體

【答案】C

【解析】A.由結構簡式可知，紫羅蘭酮分子中含有鍛基，屬于燃的衍生物，不可能有屬于芳香姓類的

同分異構體，故A錯誤；B.由結構簡式可知，維生素A分子中含有的碳碳雙鍵一定條件下能與氫氣發(fā)生

加成反應，1mol維生素A最多能與5moi氫氣發(fā)生加成反應，故B錯誤；C.由結構簡式可知，維生素A

的分子式為C20H30O,故C正確；D.由結構簡式可知，P—紫羅蘭酮與中間體X的分子式不同，不可能互

為同分異構體，故D錯誤；故選C。

4.格氏試劑是鹵代煌與金屬鎂在無水乙醛中作用得到的，它可與跋基發(fā)生加成反應，如：

II

\—C—OMgX—C—OH

乙醇C=OIH2OI

RX+Mg—*RMgX,/+RMgX--R—>R

今欲通過上述反應合成2丙醇，選用的有機原料正確的一組是（）

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，此反應原理為斷開C-O雙

鍵，煌基加在碳原子上，一MgX加在O原子上，產物水解得到醇，即發(fā)生取代反應，即氫原子（一H）取代

—MgX,現(xiàn)要制取2丙醇，則反應物中碳原子數(shù)之和為3。A.氯乙烷和甲醛反應生成產物經水解得到

CH2（OH）CH2cH3,故A錯誤；B.氯乙烷和丙醛反應生成產物經水解得到3戊醇（CH3cH2cH（OH）CH2cH3）,

不是2丙醇，故B錯誤；C.一氯甲烷和丙酮反應生成產物經水解得到2甲基2丙醇，不是2丙醇，故C

錯誤；D.一氯甲烷和乙醛反應生成產物為2丙醇，故D正確。

/。丫CHO

5.糠叉丙酮）是一種重要的醫(yī)藥中間體，可由糠醛（）和丙酮（CH3coeH3）反應制

備。下列說法錯誤的是（）

A.糠醛的全部原子可共平面

B.1mol糠醛最多可與3moiH2發(fā)生加成反應

C.糠叉丙酮的分子式為C8H8。2,可發(fā)生還原反應

D.含苯環(huán)和竣基的糠叉丙酮的同分異構體有3種

【答案】D

【解析】A.糠醛中含有碳碳雙鍵