20192020魯科版化學(xué)選修五新突破講義第2章第3節(jié)第1課時(shí)醛和酮

第3節(jié)醛和酮糖類第1課時(shí)醛和酮目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解常見的醛、酮(存在、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì))。(宏觀辨識(shí))2.掌握醛、酮的化學(xué)性質(zhì)和二者的異同。(微觀探析)一、常見的醛、酮1．醛、酮(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2)通式飽和一元脂肪醛的分子通式為CnH2nO(n≥1)；飽和一元脂肪酮的分子通式為CnH2nO(n≥3)。分子中碳原子數(shù)相同的飽和一元脂肪醛、酮互為同分異構(gòu)體。微點(diǎn)撥：書寫醛的結(jié)構(gòu)簡式時(shí)，醛基中C、H、O三原子的排列順序一定是CHO。2．醛、酮的命名：醛、酮的命名和醇的命名相似。請(qǐng)寫出下面的兩種物質(zhì)的名稱：3．常見的醛和酮名稱結(jié)構(gòu)簡式狀態(tài)氣味水溶性用途甲醛HCHO氣體刺激性易溶制酚醛樹脂、脲醛樹脂乙醛CH3CHO液體刺激性易溶—苯甲醛液體杏仁味—染料、香料的重要中間體丙酮液體特殊氣味易溶有機(jī)溶劑、有機(jī)合成原料微點(diǎn)撥：甲醛是常溫下唯一呈氣態(tài)的烴的含氧衍生物。二、醛和酮的化學(xué)性質(zhì)1．羰基的加成反應(yīng)(1)加成原理(2)加成反應(yīng)①加成試劑有HCN、NH3、醇等。②典型加成反應(yīng)：乙醛與HCN：2．氧化反應(yīng)(1)催化氧化乙醛催化氧化的方程式：2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up10(催化劑))2CH3COOH。(2)被弱氧化劑氧化①銀鏡反應(yīng)：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up10(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。②與新制氫氧化銅懸濁液的反應(yīng)：CH3CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up10(△))CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O。微點(diǎn)撥：銀鏡反應(yīng)口訣：銀鏡反應(yīng)很簡單，生成醋酸銨，還有一水二銀三個(gè)氨。3．還原反應(yīng)(1)還原產(chǎn)物：加H2之后得到，產(chǎn)物屬于醇類。(2)與氫氣加成的通式1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)含有羰基的化合物屬于酮。 ()(2)的名稱為2-甲基-1-丁醛。 ()(3)醛、酮都可以發(fā)生還原反應(yīng)。 ()(4)醛和酮都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)。 ()(5)碳原子數(shù)相同的飽和一元醛和飽和一元酮完全燃燒，生成的二氧化碳和水的物質(zhì)的量相等。 ()[提示](1)×(2)×(3)√(4)×(5)√2．下列說法正確的是()A．甲醛是甲基跟醛基相連而構(gòu)成的醛B．醛的官能團(tuán)是—COHC．甲醛和丙酮互為同系物D．飽和一元脂肪醛的分子組成符合通式CnH2nO(n≥1)D[甲醛的結(jié)構(gòu)式為，是氫原子與醛基相連而成的，醛的官能團(tuán)為“—CHO”并非“—COH”，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；甲醛和丙酮屬于不同類別的物質(zhì)，故甲醛與丙酮不是同系物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；飽和一元脂肪醛的分子通式均為CnH2nO(n≥1)，D項(xiàng)正確。]3．下列反應(yīng)中，屬于氧化反應(yīng)的是()①CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up10(催化劑))CH3CH3②2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up10(催化劑),\s\do8(△))2CH3COOH③CH3CH2CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up10(△))CH3CH2COOH＋Cu2O↓＋2H2O④CH3COCH3＋H2eq\o(→,\s\up10(催化劑),\s\do8(△))CH3CH(OH)CH3A．② B．②④C．②③ D．②③④[答案]C醛、酮的同分異構(gòu)體1.官能團(tuán)類型異構(gòu)飽和一元醛、酮的通式都是CnH2nO，即含有相同數(shù)目碳原子的飽和一元醛與飽和一元酮互為同分異構(gòu)體。如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮(CH3COCH3)。2．官能團(tuán)位置異構(gòu)因?yàn)槿┗欢ㄔ?號(hào)碳位上，所以醛不存在此類異構(gòu)。但酮羰基的位置不同可造成異構(gòu)，如2-戊酮與3-戊酮互為同分異構(gòu)體。3．碳鏈異構(gòu)醛類的同分異構(gòu)體可以從碳鏈異構(gòu)去考慮，將醛的分子式寫成R—CHO，找出R—的碳鏈異構(gòu)體數(shù)目即為該分子醛類異構(gòu)體的數(shù)目。酮類的同分異構(gòu)體可以先從碳鏈異構(gòu)去考慮，然后考慮位置異構(gòu)。【典例1】相同碳原子數(shù)的醛和酮(碳原子數(shù)大于3)，因官能團(tuán)類型不同，互為同分異構(gòu)體，同時(shí)還存在官能團(tuán)位置異構(gòu)及碳鏈異構(gòu)等同分異構(gòu)現(xiàn)象。試寫出分子式為C5H10O的有機(jī)物的同分異構(gòu)體(只寫屬于醛類或酮類的)。(1)屬于醛類的：①______________________；②______________________；③______________________；④______________________。(2)屬于酮類的：①____________________；②____________________；③____________________。(3)結(jié)合醇的系統(tǒng)命名知識(shí)對(duì)上述醛、酮進(jìn)行命名。醛：__________________________________________。酮：__________________________________________。[解析](1)C5H10O可寫成C4H9—CHO，找出C4H9—的碳鏈異構(gòu)體數(shù)目，即為C5H10O分子醛類異構(gòu)體的數(shù)目，因C4H9—的碳鏈異構(gòu)體數(shù)目有四種，故C5H10O分子醛類異構(gòu)體的數(shù)目就有四種。(2)C5H10O從形式上去掉一個(gè)酮羰基后還剩余4個(gè)碳原子，碳鏈有以下兩種結(jié)構(gòu)：C—C—C—C、；然后將酮羰基放在合適的位置，一共有如下6個(gè)位置可以安放：；但由于①和③；④、⑤和⑥是相同的，所以共有3種同分異構(gòu)體。[答案](1)①CH3CH2CH2CH2CHO(3)①戊醛、②3-甲基丁醛、③2-甲基丁醛、④2,2-二甲基丙醛①2-戊酮、②3-甲基-2-丁酮、③3-戊酮符合分子式為C5H10O的異構(gòu)體只有上述7種嗎？為什么？[答案]不是。因?yàn)轱柡鸵辉?、酮與烯醇之間也可能存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，如CH2=CH—CH2—CH2—CH2OH也是C5H10O的異構(gòu)體。某飽和一元脂肪醛中所含碳元素質(zhì)量是所含氧元素質(zhì)量的3倍，此醛可能的結(jié)構(gòu)式有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種A[飽和一元脂肪醛的分子組成通式是CnH2nO，由“所含碳元素質(zhì)量是所含氧元素質(zhì)量的3倍”可得n＝16×3÷12＝4，所以此醛的分子式為C4H8O。分子式為C4H8O的醛即C3H7—CHO，因?yàn)楸袃煞N(正丙基和異丙基)，所以該醛的結(jié)構(gòu)有2種。]兩種檢驗(yàn)醛基方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論銀鏡反應(yīng)向硝酸銀溶液中滴加氨水先生成沉淀，之后沉淀逐漸溶解AgNO3(aq)與過量的稀氨水作用制得銀氨溶液將乙醛滴加到銀氨溶液中并水浴加熱試管內(nèi)壁出現(xiàn)光亮的銀鏡銀氨溶液的主要成分[Ag(NH3)2]OH是一種弱氧化劑，將乙醛氧化成乙酸，而[Ag(NH3)2]＋中的銀離子被還原成單質(zhì)銀與新制氫氧化銅懸濁液的反應(yīng)將硫酸銅溶液滴加到氫氧化鈉溶液中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生NaOH溶液與CuSO4溶液反應(yīng)制得Cu(OH)2懸濁液向氫氧化銅懸濁液中滴加乙醛，并加熱煮沸有磚紅色沉淀生成新制的Cu(OH)2懸濁液是一種弱氧化劑，將乙醛氧化，自身被還原為Cu2O科學(xué)探究：銀鏡反應(yīng)與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．銀鏡反應(yīng)的注意事項(xiàng)(1)試管內(nèi)壁必須潔凈。(2)必須用水浴加熱，不能用酒精燈直接加熱。(3)加熱時(shí)不能振蕩或搖動(dòng)試管。(4)配制銀氨溶液時(shí)，氨水加到沉淀恰好消失。(5)實(shí)驗(yàn)后，銀鏡用稀硝酸浸泡，再用水洗。2．與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)的注意事項(xiàng)(1)新配制的Cu(OH)2懸濁液，配制時(shí)NaOH過量。(2)該反應(yīng)必須在堿性條件下進(jìn)行。(3)加熱時(shí)須將混合溶液加熱至沸騰。(4)加熱煮沸時(shí)間不能過長，否則會(huì)出現(xiàn)黑色沉淀?！镜淅?】某醛的結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)2C=CHCH2CH2CHO。(1)檢驗(yàn)分子中含有醛基的方法是________反應(yīng)，化學(xué)方程式為______________________________________________________。(2)檢驗(yàn)分子中含有碳碳雙鍵的方法是________，反應(yīng)化學(xué)方程式為____________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)操作中，應(yīng)先檢驗(yàn)?zāi)囊粋€(gè)官能團(tuán)？________。[解析](1)加入銀氨溶液后，水浴加熱有銀鏡生成，可證明有醛基。(CH3)2C=CHCH2CH2CHO發(fā)生銀鏡反應(yīng)后生成(CH3)2C=CHCH2CH2COONH(2)在加銀氨溶液氧化—CHO后，調(diào)pH至酸性再加入溴水，看是否退色。(CH3)2C=CHCH2CH2COOH＋Br2→。(3)由于Br2也能氧化(—CHO)，所以應(yīng)先用銀氨溶液檢驗(yàn)醛基(—CHO)，又因?yàn)檠趸笕芤簽閴A性，所以應(yīng)先調(diào)節(jié)pH至酸性后再加溴水檢驗(yàn)碳碳雙鍵。[答案](1)銀鏡(CH3)2C=CHCH2CH2CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up10(△))(CH3)2C=CHCH2CH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O(2)將銀鏡反應(yīng)后的溶液調(diào)至酸性，加溴水，觀察是否退色(CH3)2C=CHCH2CH2COOH＋Br2→(3)醛基(1)檢驗(yàn)醛基的存在還可以使用的方法是________________。(2)檢驗(yàn)上述分子醛基和碳碳雙鍵的方法中對(duì)應(yīng)的反應(yīng)類型為________、________。[答案](1)與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)(2)氧化反應(yīng)加成反應(yīng)1醛基具有較強(qiáng)的還原性，分子中含有醛基的物質(zhì)可以被氧化劑氧化，可以使溴水和酸性KMnO4溶液退色。2銀鏡反應(yīng)，與新制CuOH2懸濁液的反應(yīng)環(huán)境均是堿性。某學(xué)生做乙醛的還原性實(shí)驗(yàn)時(shí)，取1mol·L－1CuSO4溶液和0.5mol·L－1NaOH溶液各1mL，在一支潔凈的試管內(nèi)混合后，向其中又加入0.5mL40%的乙醛溶液，加熱，結(jié)果無磚紅色沉淀出現(xiàn)。導(dǎo)致該實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是()A．加入NaOH溶液的量太少B．加入乙醛溶液的量太少C．加入CuSO4溶液的量太少D．加入乙醛溶液的量太多A[乙醛和新制氫氧化銅懸濁液的反應(yīng)需要在堿性環(huán)境下加熱進(jìn)行，取1mL1mol·L－1CuSO4溶液，與NaOH溶液恰好反應(yīng)生成氫氧化銅時(shí)，需要0.5mol·L－1NaOH溶液的體積為eq\f(1×1×2,0.5)mL＝4mL，說明實(shí)驗(yàn)中CuSO4過量，NaOH的量不足，不滿足堿性條件，故加熱無磚紅色沉淀出現(xiàn)，A項(xiàng)符合題意。]1．在催化劑存在下，1-丙醇被氧化成有機(jī)物X，則與X互為同分異構(gòu)體的化合物是()A．CH3CHOHCH3 B．CH3OCH3C．C2H5CHO D．CH3COCH3D[1-丙醇被氧化后生成的應(yīng)是丙醛CH3CH2CHO，此題實(shí)際上是判斷丙醛的同分異構(gòu)體，故應(yīng)為D。]2．是某有機(jī)物和氫氣加成的產(chǎn)物，該有機(jī)物可能是()A[A項(xiàng)中可通過—CHO加氫還原；B項(xiàng)中丙醛的同分異構(gòu)體有三個(gè)碳原子，不合題意；C項(xiàng)加氫得到；D項(xiàng)加氫還原產(chǎn)物為，故選A。]3．下列有關(guān)銀鏡反應(yīng)的說法中，正確的是()A．配制銀氨溶液時(shí)氨水必須過量B．1mol甲醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí)最多生成2molAgC．銀鏡反應(yīng)通常采用水浴加熱D．銀鏡反應(yīng)的試管一般采用濃硝酸洗滌C[配制銀氨溶液時(shí)，需向2%的AgNO3溶液中滴加2%的氨水，直至最初產(chǎn)生的沉淀恰好消失為止，要防止氨水過量。1mol甲醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)最多生成4molAg。生成的銀鏡用少量稀硝酸洗去并用水洗凈，一般不用濃硝酸。]4．下列試劑可用于鑒別1-己烯、甲苯和丙醛的是()A．銀氨溶液和酸性高錳酸鉀溶液B．酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液C．氯化鐵溶液D．銀氨溶液和溴的四氯化碳溶液D[分析題給三種物質(zhì)及選項(xiàng)中的試劑，1-己烯中含碳碳雙鍵，能與溴的四氯化碳溶液加成，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，但不能被銀氨溶液氧化；甲苯只能被酸性高錳酸鉀溶液氧化；丙醛可被銀氨溶液等弱氧化劑或酸性高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑氧化；三種物質(zhì)均不與氯化鐵溶液反應(yīng)。A項(xiàng)銀氨溶液可檢驗(yàn)出丙醛，但另外兩種物質(zhì)均可使酸性高錳酸鉀溶液退色；B項(xiàng)1-己烯和丙醛兩種物質(zhì)都可使酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液退色；C項(xiàng)三種物質(zhì)均不與氯化鐵反應(yīng)；D項(xiàng)用銀氨溶液可鑒別出丙醛，用溴的四氯化碳溶液可鑒別1-己烯和甲苯。]5．有A、B、C三種烴的衍生物，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：其中B可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，C跟石灰石反應(yīng)產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體。(1)A→B的化學(xué)方程式為：__________________________。(2)B→C的化學(xué)方程式為：___________________________。(3)B→A的化學(xué)方程式為：___________________________。[解析]已知A、B、C為烴的衍生物，Aeq\o(→,\s