高中化學(xué)人教版有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第三章烴的含氧衍生物第二節(jié)醛【全國(guó)一等獎(jiǎng)】

人教版選修5高二年級(jí)第三章烴的含氧衍生物第二節(jié)醛教學(xué)設(shè)計(jì)1【教學(xué)目標(biāo)】1.通過(guò)生活中的現(xiàn)象認(rèn)識(shí)醛的典型代表物——乙醛的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.通過(guò)分析官能團(tuán)化學(xué)鍵推測(cè)醛基的性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證醛基的性質(zhì)3.通過(guò)學(xué)習(xí)乙醛的性質(zhì)體會(huì)乙醛的用途?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、乙醛分子的組成和結(jié)構(gòu)1.[展示]乙醛分子的結(jié)構(gòu)模型2.[講述]分析—CHO的結(jié)構(gòu)。由于氧原子吸引電子的能力大于碳原子，使得C=O雙鍵的電子云向氧原子偏移，C—H鍵電子云向碳原子偏移，C=O雙鍵是不飽和的極性鍵，C—H鍵是極性鍵。因此，在化學(xué)反應(yīng)中，C=O雙鍵和C—H鍵都可能斷鍵。醛基對(duì)乙醛的主要化學(xué)性質(zhì)起決定作用。3.分子式：，結(jié)構(gòu)式（注意鍵的類(lèi)型）：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：。乙醛的官能團(tuán)為（稱(chēng)為：）。4.醛基結(jié)構(gòu)：羰基()與氫原子相連構(gòu)成醛基()，是醛類(lèi)物質(zhì)的官能團(tuán)，羰基和與羰基直接相連的原子處在同一平面上。乙醛分子結(jié)構(gòu)中含有兩類(lèi)不同位置的氫原子，因此在核磁共振氫譜中有兩組峰，峰的面積與氫原子數(shù)成正比。因此峰面積較大或峰高較高的是甲基氫原子，反之，是醛基上的氫原子。5.醛的分類(lèi)⑴醛基的數(shù)目：一元醛、二元醛、多元醛；⑵烴基是否飽和：飽和醛、不飽和醛；⑶烴基是脂肪烴基還是芳香烴基：脂肪醛、芳香醛；（4）飽和一元醛的通式：CnH2n+1-CHO（5）[思考]飽和一元醛的通式為，官能團(tuán)是。具有這種通式的是否一定是醛？寫(xiě)出C3H6O可能的同分異構(gòu)體。二、乙醛的物理性質(zhì)1.乙醛有哪些物理性質(zhì)？乙醛是無(wú)色、有刺激性氣味的液體，密度比水小，沸點(diǎn)是20。8℃三、乙醛的化學(xué)性質(zhì)烯烴和醛都有不飽和雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)，這是兩者的共性。但是，C=O雙鍵和C=C雙鍵結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的加成反應(yīng)也不一樣。因此，能跟烯烴起加成反應(yīng)的試劑（如溴），一般不跟醛發(fā)生加成反應(yīng)。我們知道，在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，通?？梢詮募託浠蛉鋪?lái)分析，即去氫就是氧化反應(yīng)，加氫就是還原反應(yīng)。所以，乙醛加氫發(fā)生還原反應(yīng)，推知乙醛具有氧化性。分析烴對(duì)醛基上氫原子的影響，推測(cè)乙醛可能被氧化，乙醛又具有還原性。1.氧化反應(yīng)⑴[實(shí)驗(yàn)]（3-5）（引導(dǎo)學(xué)生正確描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，由分析反應(yīng)前后銀元素化合價(jià)的變化展開(kāi)討論，推測(cè)乙醛有還原性。）本實(shí)驗(yàn)要按規(guī)范操作，認(rèn)真觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)乙醛可能有的化學(xué)性質(zhì)。乙醛跟銀氨溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）配制銀氨溶液，要防止加過(guò)多的氨水，且要隨配隨用，否則會(huì)生成易爆炸的物質(zhì)。（2）做實(shí)驗(yàn)用的試管必須潔凈。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，反應(yīng)混合液倒在指定容器里，由教師及時(shí)處理。用少量硝酸溶解附在試管內(nèi)壁的銀。與銀氨溶液反應(yīng):R-CHO+2Ag(NH3)2OHR-COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3；在上述反應(yīng)里，銀氨絡(luò)合離子被還原成金屬銀，附著在試管內(nèi)壁上，形成銀鏡。這個(gè)反應(yīng)叫做銀鏡反應(yīng)。反應(yīng)最終生成物可巧記為：一水、二銀、三氨、乙酸銨。應(yīng)用：（1）實(shí)驗(yàn)室里常用銀鏡反應(yīng)檢驗(yàn)醛基。（2）工業(yè)上利用葡萄糖（含—CHO）發(fā)生銀鏡反應(yīng)制鏡和在保溫瓶膽上鍍銀。⑵實(shí)驗(yàn)3-6乙醛跟新制氫氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)本反應(yīng)中氫氧化銅是過(guò)量的，使用過(guò)量的游離堿能加快醛基的氧化。使用新制的氫氧化銅有兩個(gè)原因，一是新制備的氫氧化銅反應(yīng)性能好，現(xiàn)象明顯。二是在氫氧化鈉溶液中加幾滴2％硫酸銅溶液，能獲得檢驗(yàn)醛基的靈敏試劑。（引導(dǎo)學(xué)生正確描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，由分析反應(yīng)前后銅元素化合價(jià)的變化展開(kāi)討論，得出由于乙醛有還原性，所以能把新制的氫氧化銅還原成紅色的氧化亞銅沉淀，并讓學(xué)生板書(shū)反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。）Cu2＋+2OH-=Cu(OH)2↓實(shí)驗(yàn)室利用該反應(yīng)檢驗(yàn)醛基。醫(yī)院里利用這一反應(yīng)檢驗(yàn)病人是否患有糖尿?。z驗(yàn)葡萄糖中的醛基）。在上述反應(yīng)中，銀氨絡(luò)合物和新制的氫氧化銅都是弱氧化劑，這表明乙醛有較強(qiáng)的還原性。⑶乙醛既能被弱氧化劑氧化，也能被強(qiáng)氧化劑氧化。2.乙醛的加成反應(yīng)：,該反應(yīng)還屬于還原反應(yīng)（P58）(1)醛基與H2的加成反應(yīng)，是分子中引入羥基的一種方法。(2)工業(yè)上不用該反應(yīng)來(lái)制取乙醇。[小結(jié)]乙醛既有氧化性又有還原性，以還原性為主。醛基的還原，是有機(jī)合成中引入羥基（—OH）的方法,醛基的氧化，是有機(jī)合成中引入羧基（—COOH）的方法。[練習(xí)]完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。（1）RCHO＋[Ag(NH3)2]＋+OH-→（2）RCHO十Cu(OH)2→（3）RCHO十H2→四、幾種重要的醛1.甲醛：分子式CH2O；結(jié)構(gòu)式；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式HCHO；分子的空間構(gòu)型是平面三角形；俗稱(chēng)蟻醛；35%—40%的甲醛水溶液俗稱(chēng)福爾馬林，它具有良好的殺菌、消毒、防腐效果；甲醛的用途有：常用于制造酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等。(1)實(shí)驗(yàn)室中制備酚醛樹(shù)脂反應(yīng)物條件催化劑苯酚甲醛沸水浴加熱①濃鹽酸作催化劑生成線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂。②氨水作催化劑生成體型酚醛樹(shù)脂。(2)生成酚醛樹(shù)脂的化學(xué)方程式為2.乙二醛：分子式為C2H2O2；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為OHC-CHO；試寫(xiě)出乙二醛與銀氨溶液及新制Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式：OHC-CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOC-COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3OHC-CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOC-COONa+2Cu2O↓+6H2O總結(jié)、擴(kuò)展(1)飽和一元醛的通式：CnH2n＋1CHO或CnH2nO，由于醛類(lèi)物質(zhì)都含有醛基，它們的性質(zhì)很相似。如，它們都能被還原成醇，被氧化成羧酸，都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)等。(2)飽和一元醛、酮互為同分異構(gòu)體，它們具有相同的通式CnH2nO，從分子組成上看比乙烯多一個(gè)氧原子，其通式也可以看做CnH2n-2·H2O，它們?nèi)紵龝r(shí)耗氧量與同碳原子的炔烴相同，生成的水與同碳原子數(shù)的烯烴相同。反應(yīng)機(jī)制的簡(jiǎn)述乙醛還原Cu(OH)2的反應(yīng)是包括多個(gè)反應(yīng)的復(fù)雜反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)制可作如下簡(jiǎn)述硫酸銅在堿性溶液中的反應(yīng)：Cu2++2OH-Cu(OH)2乙醛在堿性溶液中的反應(yīng)：反應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)碳離子既可發(fā)生羥醛縮合，也可與銅離子絡(luò)合。由以上反應(yīng)可以看出，提高銅離子的濃度可以促進(jìn)絡(luò)合反應(yīng)，減弱羥醛縮合反應(yīng)。銅離子與負(fù)碳離子生成的絡(luò)合物可繼續(xù)發(fā)生如下反應(yīng)，此反應(yīng)中高濃度的堿溶液是必須的。反應(yīng)生成的負(fù)氫離子與Cu(OH)2發(fā)生還原反應(yīng)4Cu(OH)2＋2H-→2Cu2O＋2OH-＋4H2O幾點(diǎn)說(shuō)明由以上對(duì)反應(yīng)機(jī)制的分析可以看出，在乙醛還原Cu(OH)2的實(shí)驗(yàn)中以下幾點(diǎn)是成功的關(guān)鍵。1．高濃度的NaOH溶液有助于產(chǎn)生負(fù)氫離子。負(fù)氫離子是還原性很強(qiáng)的物質(zhì)。在此實(shí)驗(yàn)中將Cu(OH)2還原為Cu2O的是負(fù)氫離子，所以濃堿對(duì)乙醛還原Cu(OH)2是有利的。2．增大CuSO4溶液的濃度可以增加銅離子與負(fù)碳離子反應(yīng)的機(jī)會(huì)，降低負(fù)碳離子的濃度，阻止羥醛縮合反應(yīng)的發(fā)生。但也不能過(guò)濃，過(guò)濃時(shí)CuSO4與NaOH溶液反應(yīng)會(huì)生成Cu(OH)2凝膠，不易溶解，加熱時(shí)易生成黑色氧化銅。3．消除羥醛縮合反應(yīng)的措施之一就是降低乙醛對(duì)銅離子的量比。在增大CuSO4溶液濃度的同時(shí)適當(dāng)降低乙醛溶液的濃度是很必要的。五、檢測(cè)題1.丙醛和氫氧化銅反應(yīng)形成磚紅色沉淀的實(shí)驗(yàn)中，決定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是（）A．Cu(OH)2要新制B．CuSO4要過(guò)量C．CH3CH2CHO要過(guò)量D．NaOH要過(guò)量2.下列說(shuō)法中正確的是()A．凡能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物一定是醛B．在氧氣中燃燒時(shí)，只生成CO2和H2O的物質(zhì)一定是烴C．將1-丙醇與氧氣的混合氣體通過(guò)赤熱的銅，發(fā)生反應(yīng)生成丙醛D．1mol任何一元醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí)，最多可以得到2molAg3.．以下實(shí)驗(yàn)或操作能達(dá)到目的的是()A．向5mL10%CuSO4溶液中滴加5滴2%NaOH溶液制得Cu(OH)2，再加少量乙醛煮沸，觀察到紅色沉淀B．用溴水鑒別苯、四氯化碳C．苯中混有少量的苯酚，加入濃溴水沉淀后過(guò)濾除去苯酚D．乙烷中混有少量乙烯，用氫氣加成除去乙烯4.某3g醛和足量的銀氨溶液反應(yīng)，結(jié)果析出43．2gAg，則該醛為（）A．甲醛B．乙醛C．丙醛D．丁醛5.下列有機(jī)化合物中，能夠發(fā)生酯化反應(yīng)、加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)的是()①CH2=CHCOOH ②CH2=CHCOOCH3③CH2=CHCH2OH ④CH3CH2CH2OH⑤CH3CH(OH)CH2CHOA．①③④ B．②④⑤C．①③⑤ D．①②⑤6.某氣態(tài)有機(jī)物A的密度是同狀況下氫氣的15倍，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為%，能與新制氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀。若將含有A的溶液與足量銀氨溶液反應(yīng)，產(chǎn)生銀的質(zhì)量為A．4.32gB．3.24gC．2.16gD．1.08g7.與醛基相鄰的碳原子上的氫原子叫α-H。無(wú)α—H的醛在強(qiáng)堿作用下生成酸和醇的反應(yīng)被稱(chēng)作康尼扎羅反應(yīng)，如：2HCHO+NaOH→CH3OH+HCOONa。由此判斷，下列化合物中可以發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)的是A．CH3CHOB．C．D．(CH3)2CHCHO8.下列有關(guān)醛的判斷正確的是()A．用溴水檢驗(yàn)CH2=CH—CHO中是否含有碳碳雙鍵B．1molHCHO發(fā)生銀鏡反應(yīng)最多生成2molAgC．對(duì)甲基苯甲醛()使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說(shuō)明它含有醛基D．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物不一定是醛類(lèi)9.分子式為C3H7Br的有機(jī)物甲在適宜的條件下能發(fā)生如下一系列轉(zhuǎn)化：(1)若B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，試回答下列問(wèn)題。①試確定有機(jī)物甲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________________；②用化學(xué)方程式表示下列轉(zhuǎn)化過(guò)程。甲→A：__________________________________________，B和銀氨溶液反應(yīng)：___________________________________。(2)若B不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：①試確定A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：______________________________；②用化學(xué)方程式表示下列轉(zhuǎn)化過(guò)程。甲＋NaOHeq\o(→,\s\up15(醇),\s\do15(△))D：__________________________________，A→B：____________________________________________，D→E：____________________________________________。10.已知(1)該反應(yīng)的生成物中含有的官能團(tuán)的名稱(chēng)是________，在一定條件下能發(fā)生________(填序號(hào))；①銀鏡反應(yīng)②酯化反應(yīng)③還原反應(yīng)(2)某氯代烴A的分子式為C6H11Cl，它可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：結(jié)構(gòu)分析表明E分子中含有兩個(gè)甲基且沒(méi)有支鏈。試回答：①有關(guān)C的說(shuō)法正確的是________；a．分子式為C6H10O2b．C屬于醛類(lèi)，且1molC與足量的新制Cu(OH)2反應(yīng)可得4molCu2Oc．C具有氧化性，也具有還原性d．由D催化氧化可以得到C②寫(xiě)出下列轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學(xué)方程式，并指出反應(yīng)類(lèi)型。A→B：__________________________________________；D→E：_____________________________________________________。參考答案1.【答案】AD2.【解析】易錯(cuò)選A項(xiàng)。分子中含有醛基的物質(zhì)都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但含有醛基的物質(zhì)不一定是醛，如甲酸酯分子中含有，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但不是醛，故A項(xiàng)不正確；烴的含氧衍生物燃燒也只生成CO2和H2O，故B項(xiàng)不正確；HCHO是一元醛，但當(dāng)1molHCHO發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí)，可以生成4molAg，故D項(xiàng)不正確。【答案】C3.【解析】乙醛與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)時(shí)所加NaOH需過(guò)量，否則得不到紅色沉淀，A錯(cuò)；溴水滴入苯和CCl4中，上層顏色加深的為苯，下層顏色加深的是CCl4，B對(duì)；苯中混有苯酚，加入濃溴水后的產(chǎn)物溶于苯，C錯(cuò)；乙烷中的乙烯即使能除去，但又引入新的雜質(zhì)H2，D錯(cuò)?！敬鸢浮緽4.【解析】n(Ag)=43．2g÷108g/mol=0．4mol．由于每摩爾的醛基-CHO發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生2mol的Ag。所以該分子結(jié)構(gòu)中應(yīng)該含有2mol的醛基。只有甲醛HCHO符合題意。正確?！敬鸢浮緼5.【解析】物質(zhì)所含的官能團(tuán)決定物質(zhì)具有的性質(zhì)。有機(jī)化合物分子中只要含有—OH和—COOH之一就可以發(fā)生酯化反應(yīng)；含有—CHO、(羰基)、都能發(fā)生加成反應(yīng)；含有—OH、—CHO、都可被氧化。因此，符合題意的是①③⑤，選C?！敬鸢浮緾6.【解析】有機(jī)物A的密度是同狀況下氫氣的15倍，則A的相對(duì)分子質(zhì)量是15×2＝30。氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為%，則分子含有氧原子的個(gè)數(shù)＝＝1。A能與新制氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀，因此A分子中含有醛基，則A應(yīng)該是甲醛。1mol甲醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)最多可以產(chǎn)生4mol單質(zhì)銀，所以將含有A的溶液與足量銀氨溶液反應(yīng)，產(chǎn)生銀的質(zhì)量為×108g/mol＝4.32g，答案選A?！敬鸢浮緼7.【解析】無(wú)α—H的醛在強(qiáng)堿作用下生成酸和醇的反應(yīng)被稱(chēng)作康尼扎羅反應(yīng)，據(jù)此可以判斷。A、乙醛分子中含有α—H，不能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，A不正確；B、有機(jī)物分子含有α—H，不能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，B不正確；C、苯甲醛分子沒(méi)有α—H，能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，C正確；D、有機(jī)物(CH3)2CHCHO分子中含有α—H，不能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，D不正確，答案選C。【答案】C8.【解析】分析多官能團(tuán)物質(zhì)的性質(zhì)時(shí)要考慮官能團(tuán)之間的干擾，如碳碳雙鍵、醛基均可使溴水褪色，苯的同系物、碳碳雙鍵、醛基等均可使酸