
1、掌握乙醛的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途,了解甲醛、苯甲醛的性質(zhì)和用途;
2、了解醛、酮的結(jié)構(gòu)特點,能理解醛、酮在組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的異同;
3、利用醛的主要化學(xué)性質(zhì)實現(xiàn)醇、醛、羧酸的相互轉(zhuǎn)化。
【要點梳理】
要點一、醛的結(jié)構(gòu)、通式和性質(zhì)
1.醛的組成和結(jié)構(gòu)。
【高清課堂:醛#醛類的結(jié)構(gòu)特征】
(1)醛是由烴基(或H)與醛基()相連而構(gòu)成的化合物。
醛類的官能團是醛基,醛基可寫成或—CHO,但不能寫成—COH,且醛基一定位于主鏈末端。
【高清課堂:醛#醛類的分類】
(2)醛類按所含醛基的數(shù)目可分為一元醛、二元醛和多元醛等。
2.醛的分子通式。
一元醛的通式為R—CHO,飽和一元脂肪醛的通式為CnH2n+1—CHO(或CnH2nO)。分子式相同的醛、酮、烯醇互為同分異構(gòu)體。
3.醛的物理性質(zhì)。
醛類除甲醛是氣體外,其余醛類都是無色液體或固體。醛類的熔、沸點隨分子中碳原子數(shù)的增加而逐漸升高。
【高清課堂:醛#醛類的化學(xué)性質(zhì)】
4.醛的化學(xué)性質(zhì)。
醛類的化學(xué)性質(zhì)主要由醛基(—CHO)來決定,如乙醛的加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)就都發(fā)生在醛基上。
(1)加成反應(yīng)。
醛基上的C=O鍵在一定條件下可與H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇等發(fā)生加成反應(yīng),但不與Br2加成,這一點與C=C鍵的加成不同。其加成通式為:
醛的催化加氫反應(yīng)也是它的還原反應(yīng);
在有機合成中可利用該反應(yīng)增長碳鏈;
(2)氧化反應(yīng)。
①易燃燒。
2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
②催化氧化。
2CH3CHO+O22CH3COOH
③被銀氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化劑氧化。
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
本反應(yīng)又稱銀鏡反應(yīng),常用來檢驗醛基。
CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
該反應(yīng)生成了磚紅色的Cu2O沉淀,也可用來檢驗醛基。
注意:醛基的檢驗方法。
銀鏡反應(yīng)。
醛類具有較強的還原性,能和銀氨溶液反應(yīng),被氧化為羧酸,同時得到單質(zhì)銀,若控制好反應(yīng)條件,可以得到光亮的銀鏡。因此實驗時應(yīng)注意以下幾點:a.試管內(nèi)壁必須光滑、潔凈.b.應(yīng)使用水浴加熱;c.加熱過程中不可振蕩和振動試管;d.實驗的銀氨溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用;e.乙醛的用量不宜太多;f實驗后附著銀鏡的試管可用稀硝酸浸泡,再用水洗除去。
與新制的Cu(OH)2反應(yīng)。
醛類可在加熱條件下與新制的Cu(OH)2反應(yīng),醛被氧化為羧酸,同時Cu(OH)2被還原成磚紅色的Cu2O沉淀,這是檢驗醛基的另一種方法。實驗時應(yīng)注意以下幾點:a.硫酸銅與堿反應(yīng)制取Cu(OH)2時堿應(yīng)過量;b.混合液必須加熱到沸騰時才會有磚紅色沉淀生成。
④醛類也能被酸性KMnO4溶液等強氧化劑氧化。
⑤縮聚反應(yīng)。
條件不同時可得到線型酚醛樹脂或體型酚醛樹脂。
5.重要的醛類物質(zhì)簡介。
(1)甲醛(HCHO)是無色、有強烈刺激性氣味的氣體,易溶于水。
甲醛是重要的有機合成原料,常用于制造酚醛樹脂、脲醛樹脂、維綸、染料等,35%~40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林,具有殺菌、防腐性能等。
甲醛除具有醛類的通性外,還具有一定的特性,如1 ml甲醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)可得4 ml Ag。
(2)乙醛(CH3CHO)是無色、有刺激性氣味的液體,密度比水小,沸點是20.8℃,易揮發(fā),易燃燒,能跟水、乙醇等互溶??捎梢掖佳趸频?。乙醛是有機合成的重要原料,主要用于制乙酸、丁醇、乙酸乙酯等。
(3)苯甲醛()是有杏仁氣味的液體,沸點是178℃,工業(yè)上稱其為苦杏仁油,它與糖結(jié)合存在于杏仁、桃仁等果實的種子中,苯甲醛是制造染料、香料的重要中間體。
要點二、酮的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.酮的組成與結(jié)構(gòu)。
(1)酮是兩個烴基與羰基()碳原子相連而成的化合物。
(2)酮的通式為,其官能團為羰基。分子式相同的醛、酮、烯醇互為同分異構(gòu)體。
2.酮的主要化學(xué)性質(zhì)。
酮在一定條件下能與H2、HCN、HX、NH3、氨的衍生物、醇等發(fā)生加成反應(yīng)(這一點與醛類性質(zhì)相似),酮不能被銀氨溶液、新制的Cu(OH)2所氧化(這一點與醛類性質(zhì)不同),據(jù)此可用銀氨溶液和新制的Cu(OH)2來區(qū)分醛和酮。
3.丙酮簡介。
丙酮()是組成最簡單的酮,是有特殊氣味的無色液體,沸點為56.2℃,能與水以任意比例互溶,并能溶解多種有機物。
【典型例題】
類型一:醛的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
例1 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(yīng)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
【思路點撥】本題考查醛的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。注意醛基的共平面結(jié)構(gòu);注意醛基和醛類的差別。醛基主要的化學(xué)性質(zhì)主要包括氧化和還原兩個方面。分析醛和醇燃燒時,注意耗氧量的差別。
【答案】C
【解析】乙醛的結(jié)構(gòu)式為,其中—CH3的四個原子不可能在同一平面上。分子中含有醛基的有機物都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。而含有醛基的物質(zhì)除了醛外,還有甲酸及其鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等,這些物質(zhì)并不是醛類物質(zhì);—CHO在一定條件下既可被氧化為—COOH,也可被還原為—CH2OH;由于乙醛與乙醇含有相同數(shù)量的C、O原子,但H原子數(shù)不同,因而完全燃燒等物質(zhì)的量的乙醇和乙醛,乙醇消耗O2的質(zhì)量比乙醛的多。
【總結(jié)升華】能發(fā)生銀鏡反應(yīng),是醛基的性質(zhì),但含有醛基的不一定是醛,比如甲酸、甲酸酯中都含有醛基,但并不屬于醛類物質(zhì)。
例2 實驗室做乙醛和銀氨溶液反應(yīng)的實驗:
(1)為產(chǎn)生光亮的銀鏡,試管應(yīng)先用________溶液煮沸,倒掉煮沸液后再用清水將試管沖洗干凈。
(2)配制銀氨溶液時向盛有________溶液的試管中逐滴滴加________,邊滴邊振蕩,直到________為止。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:①________;②________。
(3)加熱時應(yīng)用________加熱,產(chǎn)生銀鏡的離子方程式為:________。
【思路點撥】本題考查醛基發(fā)生銀鏡反應(yīng)的實驗。實驗操作中注意銀氨溶液配制時試劑滴加的先后順序、對應(yīng)發(fā)生的離子反應(yīng)、加熱時的操作方法及反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【答案】(1)NaOH
(2)AgNO3 氨水 生成的沉淀恰好完全溶解
①Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+
②AgOH+2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
(3)水浴 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH—→CH3COO-+NH4++3NH3+2Ag↓+H2O
【解析】(1)為順利完成銀鏡反應(yīng)的實驗,必須使用潔凈的試管,已用過的試管,要先用NaOH(aq)煮沸,以洗去油污,然后再用蒸餾水洗滌。
(2)銀鏡反應(yīng)要求水浴加熱才能順利完成。
【總結(jié)升華】配制銀氨溶液,有兩點要求:①沉淀(AgOH和Ag2O的混合物)必須完全消失,否則影響實驗效果;②氨水不可過量,否則產(chǎn)生易爆物質(zhì)。因此,一般做法為:向AgNO3(aq)中滴加氨水。邊滴邊振蕩,直到產(chǎn)生的沉淀恰好完全溶解為止。開始時AgNO3(aq)過量,發(fā)生如下反應(yīng):
①Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+
并有部分AgOH發(fā)生分解反應(yīng):
②2AgOH==Ag2O↓+H2O(此反應(yīng)不作要求)
后來NH3·H2O過量,AgOH和Ag2O逐漸溶解在NH3·H2O中。
③AgOH+2NH3·H2O==Ag(NH3)2OH+2H2O
④Ag2O+4NH3·H2O==2Ag(NH3)2OH+3H2O
④反應(yīng)不作要求。注意絡(luò)合物Ag(NH3)2OH在水中完全電離,寫離子方程式時需拆為離子形式。
舉一反三:
【變式1】已知檸檬醛的結(jié)構(gòu)簡式為:
根據(jù)科學(xué)的知識判斷,下列說法不正確的是( )。
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
C.與乙醛互為同系物
D.1 ml檸檬醛與足量H2加成后得到分子式為C10H20O的醇
【答案】C、D
【變式2】在一定條件下,烯烴可發(fā)生臭氧化還原水解反應(yīng),生成羰基化合物,該反應(yīng)可表示為:
已知:①化合物A,其分子式為C9H10O,它既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且能與金屬鈉或NaOH溶液反應(yīng)生成B;②B發(fā)生臭氧化還原水解反應(yīng)生成C,C能發(fā)生銀鏡反應(yīng);③C催化加氫生成D,D在濃硫酸存在下加熱生成E;④E既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且能與NaOH溶液反應(yīng)生成F;⑤F發(fā)生臭氧化還原水解反應(yīng)生成G,G能發(fā)生銀鏡反應(yīng),遇酸轉(zhuǎn)化為H(C7H6O2)。
請根據(jù)上述信息,完成下列填空:
(1)寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)簡式(如果有多組化合物符合題意,只需寫出其中的一組):
A________,C________,E________。
(2)寫出分子式為C7H6O2的含有苯環(huán)的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________。
【答案】
(2)
【變式3】醛類因易被氧化為羧酸,而易使酸性高錳酸鉀溶液或溴水褪色。向乙醛中滴入酸性KMnO4溶液,可觀察到的現(xiàn)象是________?,F(xiàn)已知檸檬醛的結(jié)構(gòu)式為,若要檢驗其中的碳碳雙鍵,其實驗方法是________。
【答案】酸性KMnO4溶液褪色 先取少量檸檬醛溶液于一試管中,再加入足量銀氨溶液,水浴加熱。反應(yīng)后取上層清液,然后再加少量酸性KMnO4溶液,振蕩。若酸性KMnO4溶液褪色,則證明該分子中有C=C鍵存在,否則不存在C=C鍵
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