高中化學魯科版有機化學基礎本冊總復習總復習 第3節(jié)醛和酮糖類

第3節(jié)醛和酮糖類1．了解醛、酮在自然界中的存在，能列舉幾種簡單的醛、酮并寫出其結構式。2．了解醛、酮的結構特點，比較醛和酮分子中官能團的相似和不同之處，能夠預測醛、酮可能發(fā)生的化學反應及它們在化學性質(zhì)上的相似和不同之處。了解糖類與醛、酮在結構上的聯(lián)系，以及常見糖類的簡單的化學性質(zhì)。3．理解醛、酮的主要化學性質(zhì)，并從反應條件、生成物種類等角度對比醛、酮性質(zhì)上的差異，能利用醛、酮的主要化學反應實現(xiàn)醛、酮到羧酸、醇等烴的衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化，會以醛、酮為實例說明有機分子中基團之間存在的相互影響。一、常見的醛、酮1．醛、酮的分子結構與組成。(1)醛：分子中，羰基碳原子分別與氫原子和烴基(或氫原子)相連的化合物叫做醛，通式為__________，飽和一元醛通式為______________，最簡單的醛是____________。(2)酮：分子中與____基碳原子相連的兩個基團均為________且二者可以相同也可以不同，其通式為________，飽和一元酮的通式為________，最簡單的酮是__________。2．醛、酮的命名(以醛基和酮羰基為主)。醛、酮的命名與醇的命名相似，如3．醛、酮的同分異構體。由于飽和一元醛的通式和飽和一元酮的通式相同，所以相同碳原子數(shù)的飽和一元醛和飽和一元酮互為同分異構體，它們的異構類型包括：(1)________異構；(2)____________異構；(3)____________異構。4．常見的醛和酮的物理性質(zhì)和用途。甲醛乙醛苯甲醛丙酮結構簡式________________________狀態(tài)________________________溶解性________________________應用________________________答案:1．(1)RCHOCnH2nO(n＝1，2，…)甲醛(HCHO)(2)羰烴基OCnH2nO(n＝3，4，5，…)丙酮2．3-甲基丁醛3-甲基-2-丁酮3．(1)碳骨架(2)官能團位置(3)官能團類型4．HCHOCH3CHOCHO氣體液體液體液體易溶于水易溶于水能溶于水與水任意比互溶制酚醛樹脂、殺菌、防腐制乙酸制造香料、染料的中間體有機溶劑二、醛、酮的化學性質(zhì)1．羰基的加成反應。(1)羰基含有不飽和碳原子，可發(fā)生________反應。能與醛、酮發(fā)生加成反應的試劑有__________________，其反應式如下：(2)常見的加成反應。寫出下列反應的化學方程式。注意：加到羰基氧上的大多數(shù)是“H”。2．氧化反應和還原反應。(1)氧化反應。在醛基中，與羰基相連的氫原子由于受羰基中氧原子的影響，比較活潑，因此醛基容易被氧化成羧基。又由于它是由C、H、O元素組成，故易燃燒。①燃燒：2CH3CHO＋5O2eq\o(→,\s\up7(點燃))__________________。②催化氧化：2CH3＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))_______________________________________________________。③乙醛被銀氨溶液氧化——乙醛的銀鏡反應。Ⅰ.實驗操作：Ⅱ.實驗現(xiàn)象：滴加氨水，先出現(xiàn)________后________，水浴加熱一段時間后，試管內(nèi)壁出現(xiàn)一層光亮的銀鏡。Ⅲ.實驗結論：乙醛被銀氨溶液________生成________。有關化學方程式為：a．AgNO3＋NH3·H2O=________________________________________________________________________；b．AgOH＋2NH3·H2O=________________________________________________________________________；c．________________________________________________________________________。④乙醛被新制Cu(OH)2懸濁液氧化。Ⅰ.實驗操作：Ⅱ.實驗現(xiàn)象：試管中產(chǎn)生________沉淀，加熱至沸騰后產(chǎn)生______沉淀。Ⅲ.實驗結論：乙醛能被新制Cu(OH)2懸濁液氧化。有關方程式：a．CuSO4＋2NaOH=________________________________________________________________________；b．CH3CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))________________________________________________________________________。答案:1．(1)加成HCN、NH3及氨的衍生物、醇等CR2BR1OA(2)CHOHCH3CNCHOHCH3NH2CHOHCH3OCH3CCH3OHCH3CN2．(1)①4CO2＋4H2O②2CH3COOH③白色沉淀沉淀溶解氧化單質(zhì)銀AgOH＋NH4NO3[Ag(NH3)2]OH＋2H2OCH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O④藍色絮狀磚紅色Cu(OH)2↓＋Na2SO4CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O注意：從氧化數(shù)的變化配平以上有機氧化還原反應方程式。思考：怎樣保證銀鏡反應、醛與新制Cu(OH)2懸濁液的反應實驗成功？如何鑒別醛和酮？答案:(1)要使銀鏡反應實驗成功，要注意以下幾點：①試管內(nèi)壁必須潔凈；②必須水浴加熱，不可用酒精燈直接加熱；③加熱時不可振蕩或搖動試管；④必須用新配制的銀氨溶液；⑤乙醛用量不宜太多。(2)醛與新制氫氧化銅懸濁液的反應應注意的問題：①制取Cu(OH)2懸濁液時，NaOH溶液應過量；②新制Cu(OH)2懸濁液必須現(xiàn)配現(xiàn)用；③反應加熱到使溶液沸騰，并保持一段時間；④實驗室用酒精燈加熱，現(xiàn)象才會明顯。(3)可用銀氨溶液或新制的Cu(OH)2懸濁液來鑒別醛和酮。(2)還原反應。醛、酮的羰基可以發(fā)生多種還原反應，但還原產(chǎn)物一般是________。如：RCHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(高溫、高壓))________；＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(高溫、高壓))CHR1OHR2。①反應條件：一般在鉑、鎳等催化劑存在時與氫氣加成。②規(guī)律總結：醇eq\o(,\s\up7(氧化),\s\do5(還原))醛eq\o(→,\s\up7(氧化))羧酸。答案:(2)醇RCH2OH三、糖類糖類是指分子中有兩個或兩個以上________的醛或酮以及水解后可以生成____或____的有機化合物。糖類可以分為：________、________、________。答案:羥基多羥基醛多羥基酮單糖低聚糖多糖(一)單糖1．定義：__________________________的糖類。2．常見的單糖有________和________，其中________是六碳酮糖；五碳糖是________和________，它們的結構簡式分別為________和________。3．化學性質(zhì)(以葡萄糖為例)：(1)氧化反應：既具有醛基的性質(zhì)，又具有羥基的性質(zhì)，體現(xiàn)葡萄糖的________性。①與銀氨溶液反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②與新制Cu(OH)2懸濁液反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③生理氧化：人體組織中，葡萄糖的生理氧化是在酶作催化劑的條件下進行的，其化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④加酸性KMnO4溶液，溶液________，證明能被強氧化劑氧化。(2)加成反應：葡萄糖與氫氣加成反應的化學方程式__________________________________________________。(3)與金屬鈉反應：1mol葡萄糖與足量Na反應，放出H2________mol。(4)酯化反應：一定條件下，lmol葡萄糖最多可與________mol乙酸發(fā)生酯化反應。4．葡萄糖的用途。葡萄糖用于________業(yè)、________制造業(yè)、________工業(yè)，體弱和血糖過低的患者可利用靜脈注射葡萄糖溶液的方式來迅速補充營養(yǎng)。答案:1．不能水解為更小糖分子2．果糖葡萄糖果糖(C6H12O6)核糖脫氧核糖CH2OH(CHOH)3CHOCH2OH(CHOH)2CH2CHO3．(1)還原①CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))H2O＋2Ag↓＋CH2OH(CHOH)4COONH4＋3NH3②CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O③C6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O④退色(2)CH2OH(CHOH)4CHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH2OH(CHOH)4CH2OH(3)(4)54．制鏡糖果醫(yī)藥(二)雙糖1．定義：__________________的稱為________，也叫________。2．結構和性質(zhì)。________和________是兩種重要的二糖。(1)相似之處。①組成相同、分子式相同，都是________互為________________________________________________________________________；②都屬于二糖，水解后生成________的單糖。C12H22O11(麥芽糖)＋H2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))________________；C12H22O11(蔗糖)＋H2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))C6H12O6(葡萄糖)＋__________________。③水解產(chǎn)物都能發(fā)生________反應，都能還原新制的____________。④都具有甜味。(2)不同之處。①分子結構不同：________分子中不含醛基，________分子中含有醛基；②性質(zhì)不同：________是非還原性糖，________是還原性糖；③水解產(chǎn)物不同：蔗糖水解產(chǎn)物為________和______，麥芽糖水解產(chǎn)物全是________；④來源不同：蔗糖存在于植物體內(nèi)，以甘蔗和甜菜含量最多，麥芽糖則是淀粉在酶作用下的水解產(chǎn)物。答案:1．1mol水解能生成2mol單糖雙糖二糖2．蔗糖麥芽糖(1)①C12H22O11同分異構體②兩分子2C6H12O6(葡萄糖)C6H12O6(果糖)③銀鏡Cu(OH)2懸濁液(2)①蔗糖麥芽糖②蔗糖麥芽糖③葡萄糖果糖葡萄糖(三)多糖lmol水解成nmol(n>10)單糖的糖類；常見的多糖有淀粉和纖維素。1．淀粉。(1)組成：通式為____________。(2)水解反應。淀粉發(fā)生水解反應的化學方程式：(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))nC6H12O6淀粉葡萄糖(3)特征反應。利用淀粉______________的性質(zhì)可以鑒定淀粉或I2的存在。答案:1．(1)(C6H10O5)n(3)遇到碘溶液會顯藍色思考：怎樣判斷淀粉的水解程度？答案:淀粉在酸的作用下能夠發(fā)生水解，其水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。反應物淀粉遇碘單質(zhì)變藍色，但不能發(fā)生銀鏡反應；產(chǎn)物葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應，但遇碘單質(zhì)不變藍色，利用這一性質(zhì)可以判斷淀粉在水溶液中是否發(fā)生水解和水解是否進行完全。其規(guī)律是：(1)若淀粉沒有水解，其溶液中沒有葡萄糖，則不能發(fā)生銀鏡反應；(2)若淀粉完全水解，其溶液中沒有淀粉，則遇碘單質(zhì)不變藍色；(3)若淀粉只有部分水解，其溶液中既有淀粉又有葡萄糖，則既能發(fā)生銀鏡反應，又能遇碘單質(zhì)變藍色。2．纖維素。(1)組成：組成通式為____或____。(2)水解反應。纖維素在90%的__________的催化作用下，發(fā)生水解反應的化學方程式為(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))nC6H12O6纖維素葡萄糖(3)酯化反應。纖維素中的每個葡萄糖單元含有________，可以表現(xiàn)出________的性質(zhì)，與HNO3發(fā)生酯化反應制得硝酸纖維，與乙酸發(fā)生反應制得醋酸纖維。答案:(1)(C6H10O5)n[C6H7O2(OH)3]n(2)濃H2SO4(3)三個醇羥基醇思考：淀粉和纖維素是否互為同分異構體？為什么？答案:淀粉和纖維素不是同分異構體，雖然它們都可以用通式(C6H10O5)n表示，但由于n值的不同，它們都是混合物。(四)糖類和生命活動1．糖是人類____________來源之一。人體生理活動的__________。2．工業(yè)上用來生產(chǎn)________、________、________等的原料。答案:1．能量基本物質(zhì)2.乙醇醋酸醋酸纖維1.(雙選)已知檸檬醛的結構簡式為：根據(jù)所學知識判斷下列說法不正確的是()A.它可使酸性高錳酸鉀溶液退色B.能發(fā)生銀鏡反應C.與乙醛互為同系物D.被催化加氫的最后產(chǎn)物是C10H20O解析：檸檬醛的結構中有兩種官能團：碳碳雙鍵和醛基(—CHO)。因而，檸檬醛的特性應由這兩種官能團決定，既可被酸性高錳酸鉀溶液氧化，也能發(fā)生銀鏡反應和與氫氣發(fā)生加成反應等。與氫氣發(fā)生加成反應后的產(chǎn)物應是C10H22O，由于檸檬醛的結構中有兩種官能團(碳碳雙鍵和醛基)，而乙醛的結構中只有一種官能團(醛基)，它們不能稱為結構相似，因而檸檬醛與乙醛不能互稱為同系物。答案：CD2.是某有機物加氫后的還原產(chǎn)物，那么原有機物可能是()A.乙醛的同分異構體B.丁醛的同分異構體C.丙醛的同分異構體D.戊醛解析：該有機物為4個碳原子，即可能為丁醛的一種同分異構體。答案：B3.(雙選)化合物與NaOH溶液、碘水三者混合后可發(fā)生如下反應：①I2＋2NaOH=NaI＋NaIO＋H2O此反應稱為碘仿反應，根據(jù)上述反應方程式，推斷下列物質(zhì)中能發(fā)生碘仿反應的有()B．CH3CH2CHOD．CH3COCH2CH3解析：由題意知，發(fā)生碘仿反應的條件是分子中必須有結構，即乙醛或甲基酮。答案：AD4.向淀粉中加入少量稀H2SO4，加熱，使之發(fā)生水解。為測定水解的程度，需加入下列試劑中的()①NaOH溶液②銀氨溶液③新制Cu(OH)2懸濁液,④碘水⑤BaCl2溶液A.①⑤B．②④,C.①③④D．②③④解析：淀粉的水解需用稀H2SO4作催化劑，水解產(chǎn)物是葡萄糖，而葡萄糖中的醛基的檢驗必須在堿性條件下方可檢出，故所需試劑是NaOH溶液、碘水、銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液。答案：C5.能源緊缺、替代能源、綠色能源是當今社會能源面臨的新問題，將玉米經(jīng)深加工提煉出酒精，再與汽油按一定比例混合成乙醇汽油，在我國正得到廣泛的應用。乙醇汽油正逐步成為新的替代能源，以玉米(主要成分是淀粉)為原料提煉酒精的過程如下：(1)玉米的主要成分的化學式可表示為________________________________________________________________________。2)寫出③的化學方程式________________________________________________________________________。(3)經(jīng)上述流程得到的發(fā)酵液中含有大量水和其他有機雜質(zhì)，酒精的質(zhì)量分數(shù)約為6%～10%，欲將酒精和水分離，應采取的操作是______________(從下列選擇：①過濾②蒸餾③蒸發(fā)④升華)。(4)根據(jù)我國國情，說明推廣使用乙醇汽油的優(yōu)越性____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)玉米中含有淀粉，化學式為：(C6H10O5)n。(2)葡萄糖在一定條件下發(fā)酵可以生成乙醇，方程式為：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(活化酶))2C2H5OH＋2CO2↑。(3)酒精和水互溶，分離兩種互溶且沸點相差較大的混合物用蒸餾法。(4)使用乙醇汽油可以緩解石油供求矛盾，可以剌激農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并能有效降低汽車有害尾氣的排放。答案：(1)(C6H10O5)n(2)C6H12O6eq\o(→,\s\up7(活化酶))2C2H5OH＋2CO2↑(3)②(4)緩解石油供求矛盾；剌激農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；有效降低汽車有害尾氣的排放6.請用已學過的知識回答下列問題：(1)現(xiàn)有一化合物A，是由B、C兩物質(zhì)通過羥醛縮合反應生成的，試根據(jù)A的結構簡式寫出B、C的結構簡式：，C_______________________________________________________。(2)利用有關物質(zhì)按下圖合成線路可合成丁醇和肉桂醛。請在下圖合成線路的方框中填上有關物質(zhì)的結構簡式。解析：根據(jù)羥醛縮合反應原理：醛(或酮)的分子發(fā)生加成反應，可得(1)中的B為，C為CH3CHO。(2)為典型的根據(jù)有機合成的過程來推斷這一過程中的有關物質(zhì)的結構，這就要根據(jù)各物質(zhì)的性質(zhì)及使用的試劑來確定。答案：1.據(jù)報道，不法商販用甲醛溶液浸泡白蝦仁，使之具有色澤鮮明、手感良好的特點，而這樣做成的食物是有毒的。下列關于甲醛的敘述不正確的是())A.甲醛能使蛋白質(zhì)變性%～40%的甲醛水溶液叫福爾馬林C.福爾馬林可用來浸制生物標本D.甲醛在通常狀況下為液體解析：烴的含氧衍生物中只有甲醛在常溫下為氣體。答案：D2.某學生做乙醛還原性的實驗，取1mol·L－1的硫酸銅溶液2mL和mol·L－1的氫氧化鈉溶液4mL，在一個試管內(nèi)混合，加入mL40%乙醛溶液加熱至沸騰，無磚紅色沉淀。實驗失敗的原因是()A.氫氧化鈉不夠量B.硫酸銅不夠量,C.乙醛溶液太少D.加熱時間不夠解析：根據(jù)題意知CuSO4與NaOH溶液反應，由于NaOH不足量，因此Cu2＋不能完全沉淀，而此反應要求NaOH是過量的，故A選項正確。答案：A3.下列說法中，正確的是()A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上B.凡是能發(fā)生銀鏡反應的有機物都是醛C.醛類既能被氧化為羧酸，又能被還原為醇D.完全燃燒等物質(zhì)的量的乙醛和乙醇，消耗氧氣的質(zhì)量相等解析：—CH3中四個原子不共面；凡是能發(fā)生銀鏡反應的有機物都含醛基；完全燃燒1mol乙醛、乙醇耗氧分別為mol、3mol。答案：C4.下列物質(zhì)不屬于醛類的是()解析：B項物質(zhì)為甲酸甲酯。答案：B5．下列物質(zhì)中，屬于糖類的是()A．CH3CH2CHO解析：糖類為多羥基醛或多羥基酮，4個選項中只有C項符合。答案：C6．橙花醛是一種香料，結構簡式如下：(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)下列說法正確的是()A．橙花醛不可以與溴發(fā)生加成反應B．橙花醛可以發(fā)生銀鏡反應C.1mol橙花醛最多可以與2molH2發(fā)生加成反應D．橙花醛是乙烯的同系物解析：由香料的結構簡式可以看出，分子中存在2個“”和1個醛基，可以和溴發(fā)生加成反應，可以發(fā)生銀鏡反應；1mol橙花醛最多可以與3molH2發(fā)生加成反應；橙花醛除含“”外還含有醛基，不可能是乙烯的同系物，故A、C、D三項錯，選B項。答案：B7．只用一種試劑就可以鑒別乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液，這種試劑是()A．氫氧化鈉溶液B．新制氫氧化銅懸濁液C．石蕊試液D．碳酸鈉溶液解析：新制Cu(OH)2懸濁液遇乙酸溶液變澄清，加熱后無變化；遇葡萄糖溶液且加熱至沸騰時會有磚紅色沉淀生成；遇蔗糖溶液加熱時則無明顯變化。答案：B8．2-庚酮eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(O))是蜜蜂傳遞警戒信息的外激素，是昆蟲之間進行通訊的高活性微量化學信息物質(zhì)之一。關于該物質(zhì)的下列說法中不正確的是()A．該物質(zhì)是飽和一元酮，分子中僅含一種官能團B．該物質(zhì)與HCN發(fā)生加成反應的產(chǎn)物為：CH3COHCNCH2CH2CH2CH2CH3C．該物質(zhì)與HCN發(fā)生加成反應的產(chǎn)物為：CH3CHOCNCH2CH2CH2CH2CH3D．該物質(zhì)中與氧相連接的碳原子的氧化數(shù)為＋2，具有較強的還原性解析：本題考查加成反應的機理。由于碳氧雙鍵具有較強的極性，雙鍵上的不飽和碳原子帶部分正電荷，發(fā)生加成反應時，碳原子與試劑中帶部分負電荷的基團結合，氧原子則與試劑中帶部分正電荷的基團結合。答案：C9．已知甲醛(HCHO)分子中的4個原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能同時存在于同一平面上的是()解析：已知甲醛的4個原子是共平面的，CHHO提示了羰基上的碳原子所連接的3個原子也是共平面的。因此，苯環(huán)(本身是共平面的一個環(huán))有可能代替甲醛的1個H?！狾H也有可能代替苯環(huán)的1個H，B、D兩項都可能在一個平面上。乙烯的6個原子是共平面的，苯環(huán)代替了1個H，A項也可以共面。只有苯乙酮，由于—CH3的C位于四面體的中心，3個H和羰基的C位于四面體的頂點，故C項不可能共面。答案：C10．(河北省正定中學2023·高三月考)把有機物氧化為，所用氧化劑最合理的是()A．O2B．酸性KMnO4C．銀氨溶液D．溴水解析：試題分析：比較兩種有機物，前者中的醛基變?yōu)轸然?，而碳碳雙鍵不被氧化，所以選擇弱氧化劑銀氨溶液或新制氫氧化銅，答案選C。答案：C,eq\x(能)eq\x(力)eq\x(提)eq\x(升)11．現(xiàn)有下列有機物：(1)該化合物的碳原子數(shù)目是____________，化學式是________。(2)1mol該有機物與H2充分反應消耗______molH2。(3)該有機物________(填“能”或“不能”)發(fā)生銀鏡反應，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)AB(2)BCIJ(3)BDJ(4)EH(5)DEJ(6)FH答案：(1)11C11H16O(2)3(3)不能無醛基結構13.五碳糖(C5H10O5)是一種與葡萄糖結構類似的多羥基醛，又稱木糖，結構簡式。木糖在硫酸作用下加熱生成糖醛，糖醛可以和苯酚在一定條件下(催化劑、加熱)生成糖醛樹脂(其反應機理與生成酚醛樹脂的過程類似)，它是一種重要的化工原料。寫出下列反應的化學方程式(有機物要求寫結構簡式)。(1)木糖生成糖醛：____________________________________________________。(2)木糖經(jīng)加壓催化氫化生成木糖醇：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)糖醛與苯酚生成糖醛樹脂：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)糖醛與新制氫氧化銅懸濁液共熱：__________________________________________________________________________________________________________________________________________