3.3 醛 酮-【优质讲义】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）（解析版）

第三章烃的衍生物第三节醛酮学习目标核心素养微观探析与变化观念以乙醛为例，了解醛类的组成、结构特点，理解醛的主要化学性质及应用。宏观辨识与社会责任知道酮的结构特点、主要性质及应用。科学态度和社会责任了解醛、酮在有机合成中的重要应用。预习导学一、乙醛1．醛的定义与通式(1)定义：由与相连而构成的化合物，其官能团的结构简式为，简写为。(2)通式：饱和一元醛的通式为。2．乙醛的物理性质与结构(1)物理性质乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水的，沸点20.8℃，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇等互溶。(2)结构：分子式为，结构式为，简写为，乙醛的核磁共振氢谱有组峰，峰面积比为。3．乙醛的化学性质(1)加成反应①催化加氢又称为反应，化学方程式为。②与HCN加成a．化学方程式为。b．反应原理：(2)氧化反应①乙醛的银镜反应 实验操作实验现象向(a)中滴加氨水，现象为，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层实验过程中有关方程式为；；。实验注意事项①试管要洁净，否则单质银不易附着在试管内壁上，会生成黑色的银沉淀，而得不到光亮的银镜。洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗。②银氨溶液必须现用现配，不可久置，否则会生成易爆物质。③配制银氨溶液时，氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液，且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒)，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止，氨水不能过量，否则也会生成易爆物质。④银镜反应的条件是水浴加热，不能直接加热，加热时不可振荡或摇动试管，以防生成黑色的银，而不能在试管内壁形成光亮的银镜。⑤实验结束后，试管内壁附着的银镜，可用稀硝酸浸泡，待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。②乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验操作实验现象(a)中溶液出现，滴入乙醛，加热至沸腾后，(c)中溶液有产生实验过程中有关方程式；。 实验注意事项①所用Cu(OH)2悬浊液必须是新制备的。②配制Cu(OH)2悬浊液时，必须保证NaOH溶液过量，即保证所得溶液呈碱性。③用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾，才有明显的砖红色沉淀产生。④加热煮沸时间不能过久，否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。③与O2的催化氧化反应方程式为。二、醛类1．甲醛——最简单的醛甲醛又叫，是一种无色、有强烈刺激性气味的味，溶于水。其水溶液又称，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作。2．苯甲醛是最简单的芳香醛，俗称，是一种有气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。三、酮1．酮的概念和结构特点2．丙酮的性质及应用(1)性质常温下，丙酮是无色透明的液体，易，能与水、乙醇等互溶。丙酮不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化。在催化剂存在的条件下，丙酮催化加氢的化学方程式为。(2)应用酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如，丙酮可用作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂，还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。【答案】一、1．(1)烃基(或氢原子)醛基—CHO(2)通式：饱和一元醛的通式为CnH2nO。2．(1)刺激性气味小互溶。(2)C2H4OCH3CHO23∶1。3、(1)①还原CH3CHO＋H2CH3CH2OH ②。(2)①先出现白色沉淀后变澄清光亮的银镜AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2OCH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O②蓝色絮状沉淀砖红色沉淀2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O③。二、醛类1．蚁醛气味易福尔马林生物标本2．苦杏仁油苦杏仁三、1、羟基2．(1)挥发重难突破重点1醛的性质例1、下列反应属于还原反应的是A．B．C． D．【答案】A【解析】利用的是H2的还原性，发生还原反应，A符合题意；属于碳碳双键的加成反应，B不符合题意；为氧化反应，C不符合题意；属于氧化反应，D不符合题意。重点2银镜反应银镜反应：在洁净的试管里加入1mL2%的硝酸银溶液，再加入氢氧化钠水溶液，然后一边振荡试管，可以看到白色沉淀，再一边逐滴滴入2%的稀氨水，知道最初产生的沉淀恰好溶解为止；再滴入3滴乙醛，振荡后把试管放在热水中温热，不久可以看到，试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。例2、下列有关利用乙醛制备银镜过程的说法不正确的是（）A.试管先用热烧碱溶液洗涤，然后用蒸馏水洗涤B.边振荡盛有2%的氨水的试管，边滴入2%的溶液至最初的沉淀恰好溶解为止C.将盛有乙醛与银氨溶液混合液的试管置于热水浴中加热D.在银氨溶液的配制过程中溶液pH增大【答案】B【解析】试管先用热烧碱溶液洗涤，然后用蒸馏水洗涤，洗去油污，A正确；边振荡盛有2%的溶液的试管，边滴入2%的氨水溶液至最初的沉淀恰好溶解为止，为制备银氨溶液的过程，B错误；银镜反应需要水浴，所以将盛有乙醛与银氨溶液混合液的试管置于热水浴中加热，C正确；由于氨水显碱性另外制得的氢氧化二氨合银也显碱性，因此银氨溶液的配制过程中溶液pH增大，D正确。重点3醛的相关定量计算(1)一元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时，量的关系如下：(2)甲醛发生氧化反应时，可理解为所以，甲醛分子中相当于有2个—CHO，当与足量的银氨溶液或新制的Cu(OH)2 悬浊液作用时，可存在如下量的关系：1molHCHO～4mol[Ag(NH3)2]OH～4molAg1molHCHO～4molCu(OH)2～2molCu2O(3)二元醛1mol二元醛～4mol[Ag(NH3)2]OH～4molAg1mol二元醛～4molCu(OH)2～2molCu2O例3、两种饱和一元脂肪醛的混合物，其平均相对分子质量为51。取4.08g混合物与足量银氨溶液共热，生成银21.6g。试通过计算判断这两种醛是什么醛，并求它们各自的物质的量。【答案】这两种醛是甲醛和丙醛，物质的量分别是0.02mol和0.06mol【解析】混合醛的物质的量＝＝0.08mol，生成银的物质的量＝＝0.2mol>0.08mol×2，由此可知：混合物中必含有甲醛。设甲醛的物质的量为x，另一种醛A的物质的量为y，则有：⇒M(A)＝＝58g·mol－1根据题意，醛A应符合通式CnH2nO，故12n＋2n＋16＝58，n＝3，A为丙醛。综上可知，这两种醛是甲醛和丙醛，物质的量分别是0.02mol和0.06mol。课堂演练1、下列有关醛的判断不正确的是（）A.用溴水检验CH2═CH-CHO中是否含有碳碳双键B.1molHCHO发生银镜反应最多生成4molAgC.乙醛能使高锰酸钾酸性溶液褪色D.能发生银镜反应的有机物不一定是醛类【答案】A【解析】碳碳双键、醛基均能使溴水褪色，故不能用溴水检验CH2═CH-CHO中是否含有碳碳双键，A错误；1molHCHO中含有2mol醛基，而1mol醛基能与银氨溶液反应生成2molAg，故1molHCHO发生银镜反应最多生成4molAg，B正确；醛基具有很强的还原性，能被强氧化剂氧化，故乙醛能使高锰酸钾酸性溶液褪色，C正确；只有含有醛基就能发生银镜反应，而含有醛基的不一定属于醛类，如甲酸某酯等，D正确。2、将CH3CHO(易溶于水，沸点为20.8℃的液体)和CH3COOH分离的正确方法是()A.加热蒸馏B.加入Na2CO3溶液后，通过萃取的方法分离C.先加入烧碱溶液之后蒸出乙醛，再加入浓H2SO4，蒸出乙酸D.和Na反应后进行分离 【答案】C【解析】CH3CHO与CH3COOH都具有挥发性，且能互溶，将二者分离时应先将乙酸转化为难挥发的乙酸盐，蒸出乙醛后，再将乙酸盐转化为乙酸，然后再分离。3、某学生将2mL1mol·L－1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1的NaOH溶液混合，然后加入0.5mL40%的乙醛溶液，加热到沸腾，未见砖红色沉淀，失败的主要原因是(　　)A．乙醛的量太少B．硫酸铜的量太少C．NaOH的量太少D．加热时间短【答案】C【解析】由题中数据可知CuSO4和NaOH的物质的量之比为1∶1，表明CuSO4过量，碱不足；而醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量。4、不能由醛或酮加氢还原制得的醇是()A.(CH3)2C(OH)CH2CH3B.CH3CH2CH(OH)CH3C.(CH3)3CCH2OHD.CH3CH2OH【答案】A【解析】不能由醛或酮加氢还原制得的醇，这说明该醇分子不能发生催化氧化生成相应的醛或酮。(CH3)2C(OH)CH2CH3分子中，羟基相连的碳原子上没有氢原子，不能够由醛或酮加氢还原制得，A正确；CH3CH2CH（OH）CH3分子中，羟基相连的碳原子上有氢原子，说明可以由酮加氢还原制得，B错误；（CH3）3CCH2OH分子中，羟基相连的碳原子上有氢原子，能够由醛加氢还原制得，C错误；乙醇能够由乙醛加氢反应生成，D错误。5、茉莉香酮是一种人工合成的有机化合物，其结构简式为。(1)该化合物的分子式为_______。(2)1mol该有机物与H2充分反应，可消耗H2_______mol。(3)该有机物能否发生银镜反应_______(填“能”或“不能”)，理由是_______。【答案】(1)C11H16O(2)3(3)不能该有机物无醛基，故不能发生银镜反应【解析】(1)由题干中茉莉香酮的结构简式可知，该化合物的分子式为C11H16O；(2)由题干中茉莉香酮的结构简式可知，1mol该有机物分子中含有2mol碳碳双键和1mol酮羰基，分别能与1molH2反应，故充分反应后可消耗H23mol；(3)由题干中茉莉香酮的结构简式可知，该有机物分子中不含醛基，故不能发生银镜反应。课后学习评价1、下列说法中，正确的是A．甲醛、乙醛分子中的所有原子都在同一平面上 B．甲醛、乙醛在常温下都是无色有刺激性气味的液体C．乙醛、丙醛都没有同分异构体D．醛类既能氧化为羧酸又能还原为醇【答案】D【解析】乙醛分子中含有-CH3，4个原子不可能在同一平面上，A错误；甲醛在常温常压下是无色有刺激性气味的气体，B错误；丙醛与丙酮等互为同分异构体，C错误；醛类都含有-CHO，既能被氧化剂(如O2、酸性KMnO4等)氧化为羧酸，又能被还原剂(如H2等)还原为醇，D正确。2、下列实验操作不正确的是A．实验室制乙烯时，为防止暴沸，应加入沸石B．甲醛常温是气体，易溶于水，它的水溶液又称福尔马林溶液C．用稀盐酸替代水跟电石作用，可以有效控制产生乙炔的速率D．向AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水，至沉淀恰好溶解，制得银氨溶液【答案】C【解析】实验室制乙烯时是液体加热到170℃，为防止暴沸，应加入沸石，A正确；甲醛常温是气体，易溶于水，它的水溶液又称福尔马林溶液，B正确；用食盐水替代水跟电石作用，可以有效控制产生乙炔的速率，主要降低水的浓度，C错误；银氨溶液配制是向AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水，直到沉淀恰好溶解为止，D正确。3、有机物分子中原子间（或原子与原子团间）的相互影响会导致物质化学性质的不同，下列各项事实不能说明上述观点的是（）A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而乙烷不能B.氯乙烯能发生加聚反应，而乙烷不能C.苯酚能使浓溴水反应生成沉淀，而甲苯不能D.丙酮分子中的氢原子比乙烷分子的氢原子更容易被卤素原子取代【答案】B【解析】乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色，甲基被氧化成羧基，说明苯环的影响使侧链甲基易被氧化；氯乙烯中含有碳碳双键，性质较活泼能发生加成反应，而乙烷中不含碳碳双键，性质较稳定，不能发生加成反应，所以乙烯和乙烷性质的不同是由于含有的化学键不同而导致的；苯酚能跟溴水反应生成三溴苯酚，甲苯可以萃取溴水中的溴，不能与溴水反应，说明苯环的影响使酚羟基上的氢更活泼；丙酮含有C=O键，且丙酮易发生取代反应，可说明C=O键对烃基影响，导致性质不同。4、CH3CH(CH3)CH2OH是某有机化合物的加氢产物，该有机化合物不可能含有的官能团A．醛基B．碳碳双键、羟基C．酮羰基D．碳碳双键、醛基 【答案】C【解析】2－甲基-1-丙醇的结构简式为：，它来自于某有机化合物和氢气加成的产物，经过观察发现此结构中碳碳单键可来自于碳碳双键与氢气的加成，此结构中的碳碳单键可来自于碳碳双键与氢气的加成，此结构可来自于醛基中碳氧双键与氢气的加成。2－甲基-1-丙醇中结构来自于醛基中碳氧双键与氢气的加成，所以该有机化合物可以含有醛基，A正确；2－甲基-1-丙醇中、结构里的碳碳单键可来自于碳碳双键与氢气的加成，所以该有机化合物可以含有碳碳双键和羟基，B正确；该结构中不含有结构，所以不能是酮羰基与氢气加成的产物，C错误；中来自于醛基与氢气的加成，、结构来自于碳碳双键和氢气的加成，所以该有机物中可以含有醛基和碳碳双键，D正确。5、已知：，其中甲、乙、丁均能发生银镜反应，则甲为(　　)A．甲醇B．甲醛C．甲酸D．乙醛【答案】B【解析】甲既能氧化成酸又能还原成醇可推知为醛类，甲、乙、丁均能发生银镜反应推知甲只能为甲醛；B正确。6、由乙炔、乙醛组成的混合气体，经测定，其中的碳的质量分数为72%，则混合气体中氧的质量分数为()A.2.14%B.19.56%C.22.65%D.32%【答案】B【解析】乙炔、乙醛的分子式分别为：C2H2、C2H4O，可分别转换为（CH）2、（CH）2•H2O的形式，因ω（C）=72%，则ω（CH）=ω（C）×=72%×=78%，ω（H2O）=1-78%=22%，所以，ω（O）=22%×=19.56%，B正确。7、下列有关醛的判断正确的是A.乙醛和丙烯醛不是同系物，它们与氢气充分反应后的产物也不是同系物 B.1molHCHO发生银镜反应最多生成2molAgC.对甲基苯甲醛使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明它含有醛基D.能发生银镜反应的有机物不一定是醛类，甲酸乙酯也可发生银镜反应【答案】D【解析】乙醛和丙烯醛 与足量氢气发生加成反应可分别生成乙醇、丙醇，二者为同系物，A错误；1molHCHO含有2mol醛基，可生成4molAg，B错误；甲基连接在苯环上，也可被高锰酸钾氧化，C错误；含有醛基的有机物都可发生银镜反应，但不一定为醛，如甲酸乙酯、甲酸、葡萄糖等，D正确。8、某一有机物A可发生下列反应：已知C为羧酸，且C、E均不发生银镜反应，则A的可能结构有A.1种B.2种C.3种D.4种【答案】B【解析】由A的组成和反应关系可知，A为一元酯；C为羧酸，C、E不发生银镜反应，则C不是甲酸，分子中至少有2个C原子，E是酮，D、E分子中至少有3个C原子，且D中—OH所连碳原子上只有一个氢原子，所以A的结构只能是CH3COOCH(CH3)CH2CH3或CH3CH2COOCH(CH3)2两种，B正确。9、一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾经刷爆朋友圈，其结构简式为，该物质的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”谐音且两个醛基位于苯环间位的有机物有A．6种B．7种C．8种D．9种【答案】B【解析】根据题意，两个醛基位于苯环间位，且还有一个氯原子和一个氟原子取代基，可以先确定其中的三个基团的位置，再移动一个基团来确定其同分异构的数目。给苯环上位置编号可得：，若F原子连在①号位，则Cl原子可以连在②号和③号，有2种结构；若F原子连在②号位，则Cl原子可以连在①、②、③号位，共三种结构；若F原子连在③号，则Cl原子可以连在①号和②号，共2种，综上符合条件的同分异构有7种，B 正确。10、（1）醛类因易被氧化为羧酸，而易使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液，可观察到的现象是____________________。（2）现已知柠檬醛的结构简式为：若要检验其中的碳碳双键，能否直接加入酸性KMnO4溶液或溴水？为什么？______________________。经常使用的实验方法是什么？____________________________。【答案】（1）酸性KMnO4溶液紫色褪去（2）不能直接加入酸性KMnO4溶液或溴水，因为醛基(—CHO)也易被氧化，使酸性KMnO4溶液或溴水褪色应先用银氨溶液将醛基氧化成羧基，再滴加溴水或酸性KMnO4溶液，若溴水或酸性KMnO4溶液褪色，说明柠檬醛分子中含有【解析】（1）乙醛的结构简式为CH3CHO，官能团是醛基，向乙醛中滴加酸性高锰酸钾溶液，乙醛被氧化，所以可观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。（2）检验碳碳双键的存在，常用方法是取少量待测物于试管中，向其中加入溴水或酸性高锰酸钾溶液，若溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，则该物质的分子结构中含有碳碳双键。但柠檬醛的分子结构中不仅含有碳碳双键，还含有醛基，醛基具有还原性，也能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，因此要检验柠檬醛分子结构中的碳碳双键，必须把醛基转变为不具有还原性的基团，方法是取少量柠檬醛与足量新制银氨溶液混合，并置于热水浴中加热，充分反应后，取少量上层清液置于另一试管中，并滴加溴水或酸性高锰酸钾溶液，充分振荡，若溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，则可证明柠檬醛分子结构中含有碳碳双键。提升演练11、企鹅酮可作为分子机器的原材料。下列关于企鹅酮的说法错误的是A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.可发生取代反应C.企鹅酮转化为需消耗D.所有碳原子一定不可能共平面【答案】C 【解析】该有机物中含有碳碳双键和羰基，有烯烃和酮的性质，能发生加成反应、加聚反应、氧化反应。企鹅酮中含碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；含有单键碳原子上可发生取代反应，B正确；1mol企鹅酮含2mol碳碳双键和1mol羰基，都能和加成，加成产物为，需消耗，C错误；环上有一个碳原子连有两个甲基，这个碳原子以碳碳单键和四个碳原子相连，所有碳原子一定不可能共平面，D正确。12、气态烃A在标准状况下的密度是，一定条件下能与等物质的量的反应生成B，B能发生银镜反应。E是不易溶于水的油状液体，有浓郁香味。有关物质的转化关系如下：请回答：的反应类型是________。的化学方程式是________。下列说法不正确的是________。A.烃A的结构简式是B.用新制氢氧化铜悬浊液可鉴别B、C、D、必要时可以加热C.等物质的量的A、B、C、D完全燃烧消耗的氧气量依次减少D.实验室制备E时可用浓硫酸作催化剂和吸水剂【答案】氧化反应【解析】气态烃A在标准状况下的密度是，根据，A应为，一定条件下能与等物质的量的反应生成B，B能发生银镜反应，则B为，由转化关系得C为，D为，E是不易溶于水的油状液体，有浓郁香味，则E为。的反应类型是氧化反应。的化学方程式是。根据分析可知，烃A的结构简式是，A正确；B、C、D、E分别与新制混合的现象为产生砖红色沉淀、蓝色溶液、无现象、分层，可鉴别，B正确；A为，B为，等物质的量的A、B完全燃烧消耗的氧气量相同，C错误；实验室制备E 时可用浓硫酸作催化剂和吸水剂，D正确。