新教材高中化學(xué)專(zhuān)題4生活中常用的有機(jī)物一烴的含氧衍生物第2單元醛羧酸基礎(chǔ)課時(shí)12醛的性質(zhì)和應(yīng)用教師用書(shū)蘇教版選擇性必修

基礎(chǔ)課時(shí)12醛的性質(zhì)和應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)1．以乙醛為代表認(rèn)識(shí)醛類(lèi)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法探究乙醛的化學(xué)性質(zhì)。2．比較醛與酮官能團(tuán)的差異，能依據(jù)官能團(tuán)預(yù)測(cè)同系物在一定條件下可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，能列舉醛類(lèi)、酮類(lèi)物質(zhì)的重要應(yīng)用。3．能對(duì)醛、酮及其制備的物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)估。一、醛的結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的醛1．概念醛是由烴基或氫原子與醛基相連構(gòu)成的化合物。2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)醛的官能團(tuán)為醛基，其中包含羰基和氫原子。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為—CHO，飽和一元醛的通式為CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO。(2)甲醛的結(jié)構(gòu)式為，在1H-NMR譜圖中有1種特征峰；乙醛的結(jié)構(gòu)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(gè)原子處于同一平面上。3．常見(jiàn)的醛(1)甲醛：又名蟻醛，是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的醛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCHO。通常狀況下是一種無(wú)色有刺激性氣味的氣體，易溶于水，沸點(diǎn)是－21℃。它的水溶液又稱(chēng)“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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHO，是一種無(wú)色有刺激性氣味的液體，密度比水小，沸點(diǎn)是20.8℃，易揮發(fā)，易燃燒，能跟水、乙醇等互溶。下列有機(jī)物不屬于醛類(lèi)物質(zhì)的是()D[緊扣醛類(lèi)物質(zhì)的定義：醛是由烴基或氫和醛基(—CHO)相連構(gòu)成的化合物。D項(xiàng)中不含醛基，故不屬于醛類(lèi)物質(zhì)。]二、醛的化學(xué)性質(zhì)——以乙醛為例1．氧化反應(yīng)(1)可燃性乙醛燃燒的化學(xué)方程式：2CH3CHO＋5O2eq\o(→,\s\up8(點(diǎn)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(xué)方程式：。(3)與銀氨溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象向①中滴加氨水，現(xiàn)象為先產(chǎn)生白色沉淀后變澄清，加入乙醛，水浴加熱一段時(shí)間后，試管內(nèi)壁出現(xiàn)一層光亮的銀鏡有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①中溶液出現(xiàn)藍(lán)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(chǎn)生有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)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(qiáng)氧化劑氧化。2．加成反應(yīng)(還原反應(yīng))乙醛中的碳氧雙鍵和烯烴中的碳碳雙鍵性質(zhì)類(lèi)似，也能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，化學(xué)方程式為CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))CH3CH2OH。3．醛的化學(xué)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(yīng)為(2)有機(jī)物的氧化、還原反應(yīng)①氧化反應(yīng)：有機(jī)物分子中失去氫原子或加入氧原子的反應(yīng)，即加氧去氫。②還原反應(yīng)：有機(jī)物分子中加入氫原子或失去氧原子的反應(yīng)，即加氫去氧。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)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(yīng)是加成反應(yīng)，也稱(chēng)為還原反應(yīng)。(√)三、縮聚反應(yīng)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?qū)ξ簧系臍湓咏Y(jié)合生成水，其余部分形成高分子化合物。像這種由有機(jī)化合物分子間脫去小分子獲得高分子化合物的反應(yīng)，稱(chēng)為縮聚反應(yīng)。2．實(shí)例：①甲醛與苯酚合成線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂，其反應(yīng)方程式為②酚醛樹(shù)脂的制備裝置酚醛樹(shù)脂是人類(lèi)合成的第一種高分子材料，甲醛與苯酚在條件不同時(shí)，可以得到線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂或體型酚醛樹(shù)脂，在濃氨水催化下，主要得到體型酚醛樹(shù)脂，體型酚醛樹(shù)脂是熱固性的；在濃鹽酸催化下，主要得到線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂，線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂是熱塑性的。同樣甲醛與尿素也可合成脲醛樹(shù)脂，可以制成熱固性高分子黏合劑。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)縮聚反應(yīng)生成高分子化合物的同時(shí)，還有H2O等小分子物質(zhì)生成。(√)(2)將縮聚高分子化合物的中括號(hào)去掉，即得到單體。(×)(3)縮聚反應(yīng)聚合物的鏈節(jié)和單體的化學(xué)組成不相同。(√)四、酮的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．酮的概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)概念：羰基與兩個(gè)烴基相連的化合物。(2)官能團(tuán)：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(jiǎn)單的酮類(lèi)化合物，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)的化學(xué)方程式：丙酮是常用的有機(jī)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(jī)玻璃。3．環(huán)己酮：分子式C6H10O，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，常作為生產(chǎn)合成纖維、樹(shù)脂、合成橡膠、石蠟、蟲(chóng)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(nèi)酰胺。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)酮類(lèi)物質(zhì)能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，不能被銀氨溶液氧化，所以只能發(fā)生還原反應(yīng)，不能發(fā)生氧化反應(yīng)。(×)(2)丙酮是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的酮，也可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)和加氫還原。(×)(3)丙酮難溶于水，但丙酮是常用的有機(jī)溶劑。(×)醛類(lèi)的性質(zhì)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(chǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。素材3．發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化學(xué)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(shí)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(shí)，所用試劑應(yīng)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(guò)量，且要現(xiàn)用現(xiàn)配。反應(yīng)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(lèi)物質(zhì)能充分接觸，反應(yīng)速率較快；若為久置的氫氧化銅，一方面會(huì)形成沉淀，不能充分反應(yīng)，另一方面久置氫氧化銅會(huì)發(fā)生分解。3．素材1、2體現(xiàn)了乙醛的什么性質(zhì)？化學(xué)鍵是如何斷裂的？[提示]體現(xiàn)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?xì)滏I②。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(zhì)氧化？[提示]由于醛基的還原性比較強(qiáng)，除了可以被銀氨溶液、新制氫氧化銅氧化外，其他較強(qiáng)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(qǐng)?jiān)囍鴮?xiě)出甲醛與足量新制氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式？HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHeq\o(→,\s\up8(△))Na2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O。6．三個(gè)素材的反應(yīng)條件有何共同點(diǎn)？[提示]反應(yīng)都是在堿性條件下進(jìn)行的。7．能否用溴水和酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)醛基？應(yīng)注意哪些問(wèn)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(tuán)的干擾。如某有機(jī)物中既含有碳碳雙鍵又含有醛基，應(yīng)先通過(guò)銀鏡反應(yīng)檢驗(yàn)醛基的存在；酸化后，再加溴水或酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)碳碳雙鍵的存在。醛的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和醛基的檢驗(yàn)1．甲醛的分子結(jié)構(gòu)比較特殊：，從其結(jié)構(gòu)式可以看出有兩個(gè)醛基，所以在與銀氨溶液(新制氫氧化銅)反應(yīng)時(shí)隨銀氨溶液(新制氫氧化銅)用量不同會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)。2．醛基既有氧化性，又有還原性，其氧化、還原關(guān)系為醇。3．醛類(lèi)物質(zhì)與銀氨溶液、新制Cu(OH)2的反應(yīng)，均需在堿性條件下進(jìn)行。這兩個(gè)反應(yīng)常用于醛基的檢驗(yàn)。4．含醛基物質(zhì)中碳碳雙鍵的檢驗(yàn)方法當(dāng)有機(jī)物中同時(shí)含有碳碳雙鍵和醛基時(shí)，若要用酸性KMnO4溶液或溴水檢驗(yàn)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(yàn)碳碳雙鍵。若順序顛倒，則無(wú)法驗(yàn)證。1．下列說(shuō)法中正確的是()A．凡能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)一定是醛B．乙醛能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，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(duì)應(yīng)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(biāo)本D[掌握各類(lèi)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，如有醛基的物質(zhì)，均可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但不一定屬于醛類(lèi)；羥基所連的C原子上沒(méi)有H時(shí)，不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)。]2．茉莉醛具有濃郁的茉莉花香，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為下列關(guān)于茉莉醛的敘述錯(cuò)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(yīng)D．不能與氫溴酸發(fā)生加成反應(yīng)醛基與銀氨溶液、新制Cu(OH)2反應(yīng)的定量計(jì)算已知甲醛的分子式為CH2O，其分子可以看成含兩個(gè)醛基，如圖：請(qǐng)依據(jù)甲醛的結(jié)構(gòu)，討論與銀氨溶液、新制Cu(OH)2反應(yīng)的定量計(jì)算。1．甲醛與足量銀氨溶液反應(yīng)，最終生成什么物質(zhì)？[提示](NH4)2CO3、Ag、NH3和H2O。2．甲醛與足量新制Cu(OH)2反應(yīng)，最終生成什么物質(zhì)？[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(yīng)，生成Ag和Cu2O的物質(zhì)的量是多少？[提示]4molAg、2molCu2O。4．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物都屬于醛類(lèi)嗎？[提示]有機(jī)物只要含有醛基就可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的不一定都是醛類(lèi)，可能是其他含有醛基的有機(jī)物，例如：甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。1．醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2反應(yīng)時(shí)量的關(guān)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(yīng)或與新制Cu(OH)2反應(yīng)時(shí)量的關(guān)系甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，可理解為故1molHCHO～4molAg1molHCHO～4molCu(OH)2～2molCu2O1．3g某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A[因1mol一元醛通?？梢赃€原得到2molAg，現(xiàn)得到0.4molAg，故該一元醛為0.2mol，該醛的相對(duì)分子質(zhì)量為eq\f(3,0.2)＝15，此題似乎無(wú)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(biāo)準(zhǔn)狀況下)二氧化碳，則3.6g該醛跟足量銀氨溶液反應(yīng)，生成固體物質(zhì)的質(zhì)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(zhì)的量為0.05mol。根據(jù)RCHO～2Ag，可知發(fā)生銀鏡反應(yīng)生成Ag的質(zhì)量為0.05mol×2×108g·mol－1＝10.8g。]1．下列關(guān)于醛的說(shuō)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．飽和一元脂肪醛的分子式符合通式CnH2nOD．甲醛、乙醛、丙醛均無(wú)同分異構(gòu)體C[A項(xiàng)，甲醛是氫原子跟醛基相連而構(gòu)成的醛；B項(xiàng)，醛的官能團(tuán)是—CHO；D項(xiàng)，丙醛與丙酮互為同分異構(gòu)體。]2．下列有關(guān)銀鏡反應(yīng)的說(shuō)法中，正確的是()A．配制銀氨溶液時(shí)氨水必須過(guò)量B．1mol甲醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)最多生成2molAgC．銀鏡反應(yīng)通常采用水浴加熱D．銀鏡反應(yīng)后的試管一般采用稀鹽酸洗滌C[配制銀氨溶液時(shí)氨水不能過(guò)量，過(guò)量會(huì)生成易爆物質(zhì)，故A錯(cuò)誤；一個(gè)甲醛分子中含2個(gè)—CHO，故1mol甲醛能反應(yīng)生成4molAg，故B錯(cuò)誤；水浴加熱能保證試管受熱均勻，且易于控制反應(yīng)溫度，直接加熱受熱不均勻，故C正確；銀和鹽酸不反應(yīng)，銀鏡反應(yīng)所得的銀鏡，應(yīng)用稀硝酸洗滌，故D錯(cuò)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(wú)磚紅色沉淀生成，實(shí)驗(yàn)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(shí)間太短C[該反應(yīng)的本質(zhì)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(jià)的銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)。只要有醛基即可與新制的Cu(OH)2發(fā)生反應(yīng)；根據(jù)題意可知：n(CuSO4)＝2×10－3L×1mol·L－1＝0.002mol，根據(jù)反應(yīng)：Cu