B5-醛与酮专题

天行乾君子以自强不息醛与酮专题教学目标：①了解醛类物质的结构特点；②了解甲醛、乙醛的物理性质；③了解醛与人们生活的关系，树立环保意识。一、醛醛是由烃基与醛基（）相连而构成的化合物,醛的结构通式是R—CHO，其官能团是醛基，还可看成有酮基（）官能团。醛类的结构式通式为：或简写为RCHO。饱和一元脂肪醛的通式为CnH2n+1—CHO（或CnH2nO）。醛基为亲水基团，小分子的醛能溶于水，有特殊气味。醛类除甲醛是气体外，其余醛类都是无色液体或固体。醛类的熔、沸点随着分子中碳原子数的增加而逐渐升高。醛的典型代表物有HCHO（甲醛、蚁醛）、CH3CHO（乙醛）、C6H5-CHO（苯甲醛）等。二、乙醛（）醛基既有氧化性，又有还原性。乙醛的还原性很强。（1）氧化反应：乙醛可以燃烧，可使酸性KMnO4溶液褪色，也可被一些弱氧化剂如银氨溶液或Cu(OH)2悬浊液氧化：①与氧气反应：32222544CHCHOOCOHO点燃②与酸性高锰酸钾反应：乙醛可使酸性KMnO4溶液褪色。23432526523CHCHOMnOHCHCOOHMnHO③银镜反应：乙醛与银氨溶液在水浴加热的条件下可以生成光亮的银镜，此反应常用于检验醛基。1mol—CHO反应可生成2molAg：33234322()23CHCHOAgNHOHCHCOONHAgNHHO水浴加热其离子方程式为：注意事项：所用试管必须洁净；配制银氨溶液向AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水，直到生成的沉淀恰好溶解为止：33243AgNONHHOAgOHNHNO323222[()]2AgOHNHHOAgNHOHHO滴加的顺序不能颠倒，氨水不能过量，否则，最后得到的不是银氨溶液；实验条件是水浴加热，不能直接加热煮沸；加热时不可振荡或摇动试管；长期放置的乙醛溶液易发生自身聚合反应而生成三聚乙醛，也有可能使银镜反应实验失败；必须用新制的银氨溶液，因久置的银氨溶液会产生Ag3N，易爆炸。实验后处理：银镜可用少量硝酸处理，然后水洗；多余的银氨溶液可用稍过量的稀HNO3天行乾君子以自强不息处理，然后倒入制定的回收容器。④与新制Cu(OH)2反应：也可以用于检验醛基。1mol—CHO反应可生成1molCu2O，溶液由蓝色逐渐变成棕黄色，最后变成红色沉淀：323222()2CHCHOCuOHCHCOOHCuOHO注意事项：所用Cu(OH)2必须是新制的，在制备Cu(OH)2时，应向NaOH溶液中滴加少量硫酸铜，NaOH溶液必须明显过量；加热时须将混合溶液加热至煮沸，才有明显的红色沉淀产生；加热煮沸时间不能过久，过久将出现黑色沉淀，原因是Cu(OH)2受热分解为CuO。乙醛与新制氢氧化铜的反应，可用于在实验里的检验醛基的存在，在医疗上用于检测尿糖。⑤与溴水反应：烯烃和醛都有不饱和双键，能发生加成反应，这是两者的共性。但是，C=O双键和C=C双键结构不同，产生的加成反应也不一样。因此，能跟烯烃起加成反应的试剂（如溴），一般不跟醛发生加成反应，而发生氧化反应使溴水褪色：32232CHCHOBrHOCHCOOHHBr（溴水褪色）⑥催化氧化：工业上就是利用这个反应制取乙酸。在催化剂如Cu或Ag存在的条件下，乙醛加热时可以与氧气发生反应：323232CHCHOOCHCOOH催化剂（2）还原反应：在一定的条件下，乙醛可以与氢气、水加成，发生还原反应：①与H2加成可以得到相应的醇：3232CHCHOHCHCHOH催化剂（乙醇）②乙醛的制备：可利用乙烯催化氧化法、乙炔水化法、或乙醇催化氧化法来制备乙醛：乙醇催化氧化:/32232222CuAgCHCHOHOCHCHOHO乙烯催化氧化:222322CHCHOCHCHO催化剂乙炔水化:23CHCHHOCHCHO催化剂综上，醇、醛和酸三者之间的转化关系为：，即：（3）有机氧化与还原有机氧化反应包括：所有燃烧反应、与KMnO4或K2Cr2O7溶液发生的反应、“加氧”、“去氢”的反应，如：天行乾君子以自强不息有机还原反应包括：所有“去氧”的反应，如：（过氧乙酸）（乙酸）所有“加氢”的反应（同时也属于加成反应），如CH2=CH2+H2CH3CH3。乙醛加成时，C=O中的双键中的一个键打开。三、甲醛甲醛又名蚁醛，是最简单的醛，为无色、有毒、易燃烧、有刺激性气味的气体，易溶于水，它的水溶液又称福尔马林（质量分数为35%～40%的甲醛水溶液）。甲醛的分子式：CH2O，其结构式为，与其它醛类物质不同的是，其羰基两侧是对称的氢原子。其化学性质与乙醛类似，能发生如下反应：①银镜反应：甲醛发生氧化反应时，产物与氧化剂的量有关系，如在银镜反应中，生成Ag的量如银氨溶液的量有关系，可分为以下两种情况：当银氨溶液不足量时：324322[()]223HCHOAgNHOHHCOONHAgNHHO水浴加热反应生成的甲酸根（HCOO）由于含有醛基结构，能继续与银氨溶液发生反应：23234322[()]223HCOOAgNHOHCONHAgNHHO水浴加热因此，总的反应方程式为：32423324()()462HCHOAgNHOHNHCOAgNHHO水浴加热由此可见，1mol甲醛可以生成4molAg。此外，能与银氨溶液发生银镜反应的物质由醛基（—CHO），但不一定属于醛，如葡萄糖（CH2OH(CHOH)4CHO）、甲酸（）、甲酸与醇反应生成的甲酸酯（）等都含有醛基，都能与银氨溶液发生银镜反应。②与新制氢氧化铜悬浊液反应：不足量：足量：22224()25HCHOCuOHCuOHOCO（砖红色）天行乾君子以自强不息③催化氧化：2HCHO+O2催化剂、2HCOOHHCHO最终氧化产物为H2O和CO2，可用下式表示：④还原反应：HCHO+H2、NiCH3OH在工业上，甲醛可用于制备酚醛树脂，合成纤维，生产维尼纶等作用。四、缩聚反应酚醛树脂不易燃烧，有良好的电绝缘性等优良性能，可用作电木的原料。工业上通过以下方法制得：与加聚反应不同的是，该反应不仅生成了高分子化合物，同时还生成了水。这类反应叫做缩聚反应。五、酮酮是羰基与两个烃基相连的化合物，其结构式为：，酮的通式为R1COR2。酮分子间不能形成氢键，其沸点低于相应的醇，但羰基氧能和水分子形成氢键，所以低碳数酮（低级酮）溶于水。低级酮是液体，具有令人愉快的气味，高碳数酮（高级酮）是固体。丙酮是常见的酮。酮不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2氧化，因此，可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2来区分醛和酮。丙酮的分子式为C3H6O，其结构简式CH3COCH3。由于酮是羰基直接与两个烃基相连，没有与羰基直接相连的氢原子，所以不能发生银镜反应等氧化反应。丙酮易挥发、易燃烧，可跟水、乙酸及乙醚等以任意比互溶，能溶解多种有机物，是一种重要的有机溶剂。酮能与H2、HCN、HX等发生加成反应：3333CHCOCHCHCHOHCH饱和一元醛、酮互为同分异构体，它们具有相同的通式CnH2nO，从分子组成上看比乙烯多一个氧原子，其通式也可以看做CnH2n-2·H2O，它们燃烧时耗氧量与同碳原子的炔烃相同，生成的水与同碳原子数的烯烃相同。六、常见题型（1）与醛有关的合成例：以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)。已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键打开，分别天行乾君子以自强不息O跟（Ⅱ）中的2-位碳原子和2-位氢原子相连而得。（Ⅲ）是一种3-羟基醛，此醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛（烯醛）：请运用已学过的知识和上述给出的信息，写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式（不必写出反应条件）。解析：例：在含羰基C=O的化合物中，羰基碳原子与两个烃基直接直连时，叫做酮。当两个烃基都是脂肪烃基时，叫脂肪酮，如甲基酮；都是芳香烃基时，叫芳香酮；如两个烃基是相互连接的闭合环状结构时，叫环酮，如环己酮像醛一样，酮也是一类化学性质活泼的化合物，如羰基也能进行加成反应。加成时试剂的带负电部分先进攻羰基带正电的碳，而后试剂中带正电部分加到羰基带负电的氧上，这类加成反应叫做亲核加成但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差，不能被氧化剂氧化。许多酮都重要的化工原料和优良溶剂，一些脂环酮还是名贵香料。试回答：①写出甲基酮与氢氰酸（HCN）反应的化学方程式______________________________________________________________________。②下列化合物中不能和银氨溶液发生反应的是____________________（多选扣分）。a.HCHOb.HCOOHc.CH3COCH2CH3d.HCOOCH3③有一种名贵香料——灵猫香酮是属于________（多选扣分）a.脂肪酮b.脂环酮c.芳香酮天行乾君子以自强不息④樟脑也是一种重要的酮，它不仅是一种家用杀虫剂，且是香料、塑料、医药工业的重要原料，它的分子式为______________。解析：（2）醛的检验例：某醛的结构简式为：(CH3)2C=CHCH2CH2CHO。①检验分子中醛基的方法是__________________________________________。②检验分子中碳碳双键的方法是_______________________________________。③实验操作中，哪一个官能团应先检验？_________________________________。解析：①加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明分子中存在醛基。②在加银氨溶液氧化－CHO后，调节pH至中性再加入溴水，看是否褪色。③由于溴水也能氧化醛基，所以必须先用银氨溶液氧化醛基，又因为氧化后溶液为碱性，溴水能与碱反应，应先加酸酸化后再检验双键。例：现有下列物质：①CH3Cl，②CCl4，⑤CH2O，⑥C2H5OH，⑦CH3CHO，⑧醋酸，请用各物质的序号填写下空白：（1）在常温、常压下是气体的是____。（2）能溶于水的是____。（3）能与钠反应放出H2的是_____。（4）能与新制Cu(OH)2反应的是_____。（5）能发生银镜反应的是_____。解析：（1）①、⑤（2）⑤、⑥、⑦、⑧（3）⑥、⑧（4）⑤、⑦、⑧（5）⑤、⑦（3）信息题例：已知，两种醛在碱性条件下有如下反应：（—R’、—R’’均为烃基）有机物D可由A、B制取：其中：①有机物D是具有浓郁茉莉香型的芳香族化合物香料，分子式为C14H18O。②经核磁共振氢谱（PMR）测定分析A中含有苯环、D中含有一个甲基。③在一定条件下A可以和过量氢气进行加成反应，反应后的产物与B是同分异构体。天行乾君子以自强不息请回答：（1）A的分子式是。（2）反应②的化学方程式是；反应类型是。（3）C分子中官能团的结构简式是。（4）C、D分别可以进行下列转化：其中，丙是由一个甲分子形成的环状化合物，丁是一种高分子化合物。丙的结构简式是；乙→丁反应的化学方程式是。（5）是C的一类同分异构体（—R为烃基），其中只是—R含有两个甲基，其余部分均相同的同分异构体共有种。解析：（1）C7H6O（2）消去反应（3）-OH-CHO（4）（5）4（4）同分异构体的书写醛的同分异构体中含有苯环结构但不含其它环状结构且分别属于醇、酚、羧酸和酯类化合物的各写一种：解析：其它合理答案（部分）：天行乾君子以自强不息（5）共平面问题例：已知甲醛（HCHO）分子中的4个原子是共平面的，下列分子中所有原子不可能同时存在于平面上的是（）A.苯乙烯B.苯甲酸C.苯甲醛D.苯乙酮解析：已知甲醛的4个原子是共平面的，甲醛提示了羧基的碳原子所连接的3个原子（或原子团）也是共平面的。因此，苯环（本身是共平面的一个环）有可能代替苯乙烯的1个H，—OH也有可能代替甲醛的1个H