人教版高中化学高二选修5第三章第二节《醛》word学案[].doc

第二节　醛
[学习目标定位]　1.能够通过对乙醛的学习，明确醛类的组成、结构和性质。2.学会根据醛基的性质来检验醛类的存在。3.知道甲醛、乙醛在生产生活中的应用。

1．物质具有的官能团名称是醛基、羰基、羟基、羧基、碳碳双键。
2．(1)乙醇催化氧化的方程式为
2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。
(2)乙二醇催化氧化的方程式为

(3)上述两个反应有机产物中的官能团是—CHO，由烃基与醛基相连而构成的化合物称为醛，饱和一元醛的通式为CnH2n＋1CHO或CnH2nO。

探究点一　乙醛的性质
1．乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水小，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇等互溶。
2．按表中要求完成下列实验并填表：

实验操作
实验现象
实验结论
银镜反应

先生成白色沉淀，之后白色沉淀逐渐溶解
AgNO3(aq)与过量的稀氨水作用制得银氨溶液
试管内壁出现光亮的银镜
银氨溶液的主要成分Ag(NH3)2OH，是一种弱氧化剂，将乙醛氧化成乙酸，而[Ag(NH3)2]＋中的银离子被还原成单质银
与新
制的
氢氧
化铜
悬浊
液反
应

有蓝色沉淀产生
NaOH溶液与CuSO4溶液反应制得Cu(OH)2悬浊液
有红色沉淀生成
新制的Cu(OH)2 是一种弱氧化剂，将乙醛氧化，自身被还原为Cu2O
(1)由以上实验可知，乙醛能与弱氧化剂银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液反应，写出反应的化学方程式：
①AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3，
AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O，
CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。
②CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，
2Cu(OH)2＋CH3CHO＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。
(2)乙醛在一定温度和催化剂存在下，也能被空气中的氧气氧化，方程式为
。
3．乙醛中的和烯烃中的性质类似，也能与H2发生加成反应，方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。

[归纳总结]
(1)醛的化学性质与乙醛类似：能发生氧化反应生成羧酸；能与H2发生加成反应，被还原为醇。
(2)检验醛基的方法：①与银氨溶液反应生成银镜；②与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成红色沉淀。
[活学活用]
1．下列物质不属于醛类的是(　　)

③CH2===CH—CHO　④Cl—CH2—CHO
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
答案　B
解析　根据醛的定义：①③属于醛，④不属于醛，中虽然存在—CHO，但是它属于酯类。
2．已知柠檬醛的结构简式为 ，根据已有知识判定下列说法不正确的是(　　)
A．它可使酸性KMnO4溶液褪色
B．它可以与溴发生加成反应
C．它可以发生银镜反应
D．它被催化加氢后最终产物的化学式为C10H20O
答案　D
解析　柠檬醛的分子结构中有碳碳双键和醛基，无论哪一种官能团都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；碳碳双键可与溴发生加成反应，B正确；醛基在一定条件下可以发生银镜反应，C正确；柠檬醛与氢气完全加成后分子式应为C10H22O，D不正确。
理解感悟　在研究多官能团化合物(含有两种或两种以上官能团的有机物)时，应先分析该分子中每种官能团的性质，如上述题目中含有，然后将这两种官能团合起来，看是否有共性，如这两种官能团都能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应，区别在于与溴水反应是加成反应，而醛基与溴水反应是氧化反应。
3．今有以下几种化合物：

(1)请写出丙中含氧官能团的名称： 。
(2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体： 。
(3)请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可)。①鉴别甲的方法： 。②鉴别乙的方法： 。③鉴别丙的方法： 。
答案　(1)醛基、羟基　(2)甲、乙、丙
(3)①FeCl3溶液，溶液变成紫色(或饱和溴水，有白色沉淀生成)　②Na2CO3溶液，有大量气泡产生　③银氨溶液，有光亮的银镜产生[或新制的Cu(OH)2悬浊液，有红色沉淀产生]
解析　(2)甲、乙、丙三种有机物的分子式均为C8H8O2，但结构不同，三者互为同分异构体。
(3)①甲含有酚羟基和羰基，可选用饱和溴水或FeCl3溶液来鉴别，加饱和溴水时产生白色沉淀，加FeCl3溶液后，溶液显紫色。②乙含有羧基，具有弱酸性，可选用Na2CO3溶液或NaHCO3溶液来鉴别，均有大量气泡产生。③丙中含有醛基和醇羟基，可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液进行鉴别。
理解感悟　(1)只要有机物的分子中含有，就能发生银镜反应，就能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。
(2)醛被银氨溶液氧化，产物写成羧酸铵，被新制Cu(OH)2悬浊液氧化，产物写成羧酸。
探究点二　甲醛与丙酮
1．甲醛(蚁醛)常温下是无色有刺激性气味的气体，易溶于水，35%～40%的甲醛水溶液又称福尔马林。甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图。

它发生银镜反应的方程式为
HCHO＋4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O
它与新制Cu(OH)2悬浊液反应的方程式：
HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHNa2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O
2．(1)写出分子式为C3H8O的两种醇催化氧化反应的方程式：
①2CH3CH2CH2OH＋O22CH3CH2CHO＋2H2O，
②
(2)上述两个反应中有机产物分子结构上的相同点是都含有，因此它们都能与H2发生加成反应生成醇。
(3)上述反应②中有机产物的分子不含有醛基，其物质类别是酮，该物质名称是丙酮，是一种无色液体，能跟水、乙醇等互溶。

[归纳总结]

(1)甲醛与其它醛类相比较，其分子结构特点是醛基与H原子相连，无烃基。甲醛分子发生氧化反应时，相当于有2个醛基，当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液作用时，可存在如下量的关系：1 mol HCHO～4 mol Ag，
1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O。
(2)鉴别丙醛和丙酮的方法是与银氨溶液反应，能生成银镜的是丙醛，不能生成银镜的是丙酮(或与新制Cu(OH)2悬浊液反应)。
[活学活用]
4．两种饱和一元脂肪醛的混合物，其平均相对分子质量为51。取4.08 g混合物与足量银氨溶液共热，生成银21.6 g。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　甲醛和丙醛，物质的量分别为0.02 mol和0.06 mol。
解析　混合醛的物质的量＝4.08 g÷51 g·mol－1＝0.08 mol，生成银的物质的量＝21.6 g÷108 g·mol－1＝0.2 mol>0.08 mol×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。
⇒
MA＝＝58 g·mol－1
根据题意，醛A应符合通式CnH2nO：12n＋2n＋16＝58，
n＝3，所以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
0．02 mol和0.06 mol。
5．在2HCHO＋NaOH(浓)―→CH3OH＋HCOONa反应中，甲醛发生的反应是(　　)
A．仅被氧化
B．仅被还原
C．既被氧化又被还原
D．既未被氧化又未被还原
答案　C
解析　有机反应中，把有机物得氧或失氢的反应称为氧化反应，该有机物被氧化；把有机物失氧或得氢的反应称为还原反应，该有机物被还原。
理解感悟　有机物发生氧化反应、还原反应的判断方法。
氧化反应
还原反应
加氧或去氢
加氢或去氧
反应后有机物中碳元素的平均化合价升高
反应后有机物中碳元素的平均化合价降低
在反应中有机物被氧化，作还原剂
在反应中有机物被还原，作氧化剂
有机物的燃烧和被其他氧化剂氧化的反应
有机物与H2的加成反应

1．室内装潢和家具挥发出来的一种有机物是室内空气的主要污染物，该有机物易溶于水，所得溶液常温下有强烈刺激性气味，可用作防腐剂。推断该有机物是(　　)
A．甲醛 B．乙醛 C．乙醇 D．苯
答案　A
2．下列关于醛的说法中正确的是(　　)
A．所有醛中都含醛基和烃基
B．所有醛都会使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，并能发生银镜反应
C．一元醛的分子式符合CnH2nO的通式
D．醛的官能团是—COH
答案　B
解析　醛中不一定含有烃基，如HCHO，A选项错误；饱和一元醛的分子式符合CnH2nO，C选项错误；醛基应写为—CHO，D选项错误。
3．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共平面
的是(　　)

答案　D
解析　分子中的原子共平面的结构有苯、乙烯、乙炔、甲醛，甲烷分子的5个原子不共面。
4．下列物质不可能由醛与氢气发生加成反应得到的是(　　)

答案　A
解析　根据醛基与H2发生加成反应的特点：—CHO—CH2OH可知，生成物中一定含有—CH2OH结构。
5．有A、B、C三种烃的衍生物，相互转化关系如下：
1,2­二溴乙烷气体ABC
其中B可发生银镜反应，C跟石灰石反应产生使石灰水变浑浊的气体。
A→B的化学方程式为 ；
B→C的化学方程式为 ；
B→A的化学方程式为 。
答案　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
2CH3CHO＋O22CH3COOH
CH3CHO＋H2CH3CH2OH
解析　已知A、B、C为烃的衍生物，ABC，说明A为醇，B为醛，C为羧酸，且三者分子中碳原子数相同；醇与浓H2SO4混合加热至170 ℃时，产生的有机气体与溴加成得1,2­二溴乙烷，则A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。

[基础过关]
一、醛的分子组成与结构
1．下列有机物不属于醛类物质的是(　　)

答案　D
解析　紧扣醛类物质的定义：醛是由烃基和醛基(—CHO)相连构成的化合物。D项中不含醛基，故不属于醛类物质。
2．下列说法正确的是(　　)
A．乙醛的分子式为CH3CHO
B．乙醛的结构式为
C．乙醛是一种有刺激性气味的气体
D．乙醛易溶于有机溶剂，不溶于水
答案　B
解析　乙醛的分子式是C2H4O；乙醛应为具有刺激性气味的液体；乙醛不但易溶于有机溶剂(如乙醇)，也易溶于水。
3．下列有机物中含有官能团最多的是(　　)
A．甲醇 B．甲醛 C．甲酸 D．乙酸甲酯
答案　C
解析　甲醇只有羟基；甲醛只有醛基；但甲酸HCOOH一边是醛基，另一边是羧基；乙酸甲酯只有酯基。
二、醛的化学性质
4．下列反应中属于有机物被还原的是(　　)
A．乙醛发生银镜反应
B．新制Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应
C．乙醛加氢制乙醇
D．乙醛制乙酸
答案　C
解析　有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应，加入氧原子或失去氢原子的反应叫做氧化反应。A、B、D中均由乙醛生成乙酸，是在有机物分子中加入了氧原子，属于氧化反应。C中由乙醛生成乙醇，是在有机物分子中加入氢原子，属于还原反应。
5．丙烯醛的结构简式为CH2===CHCHO，下列有关其性质的叙述中错误的是(　　)
A．能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．在一定条件下与H2充分反应生成1­丙醇
C．能发生银镜反应，且反应过程中表现氧化性
D．在一定条件下能被空气氧化
答案　C
解析　由于丙烯醛分子中既含有碳碳双键，又含有醛基，所以它既有烯烃的性质，又有醛的性质。丙烯醛可以与溴发生加成反应、与酸性高锰酸钾溶液反应、被氧气氧化、发生银镜反应(表现还原性)、与氢气发生加成反应生成饱和一元醇等。
6.从甜橙的芳香油中可分离得到如图结构的化合物：

现有试剂：
①KMnO4酸性溶液；
②H2/Ni；
③Ag(NH3)2OH；
④新制Cu(OH)2悬浊液，
能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂有(　　)
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案　A
解析　该有机物中含有和—CHO两种官能团。试剂①和②均能与上述两种官能团分别发生氧化反应、加成反应；而试剂③④只与—CHO发生反应，不与发生反应。
7．向2.9 g某饱和一元醛中加入足量银氨溶液，在一定条件下充分反应后析出10.8 g银，该醛是(　　)
A．HCHO B．CH3CHO
C．CH3CH2CHO D．CH3CH(CH3)CHO
答案　C
解析　除HCHO外，在各饱和一元醛跟银氨溶液的反应中，醛与生成物银的量的关系为
RCHO　～　2Ag
R＋29 2×108
2．9 g 10.8 g
(R＋29)∶2.9 g＝(2×108)∶10.8 g，解得R＝29，
根据题意R为烷烃基，则R为乙基，该醛应为C2H5CHO。
三、醛的还原性实验
8．下列说法正确的是(　　)
A．乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成红色的Cu
B．银镜反应中醛发生的是还原反应
C．银镜反应实验采用水浴加热，不能直接加热
D．醛类的通式可写为RCOH
答案　C
解析　乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液只有在加热时才反应，且生成的红色物质为Cu2O，故A错；在银镜反应中醛发生氧化反应，故B错；醛类通式应写为RCHO(R为烃基或氢)，故D错。
9．某学生做乙醛的还原性实验时(如图)，加热至沸腾，未观察到红色沉淀，分析其原因可能是(　　)

A．乙醛量不够 B．烧碱量不够
C．硫酸铜量不够 D．加热时间短
答案　B
解析　乙醛还原氢氧化铜的实验要求在碱性环境中进行，而题中所给NaOH的量不足。硫酸铜过量时，其水解会使溶液呈酸性，导致实验失败。
10．(1)做乙醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的实验时，下列各步操作中：①加入0.5 mL乙醛溶液；②加入10%的氢氧化钠溶液2 mL；③加入2%的CuSO4溶液4～5滴；④加热试管。正确的顺序是 。
(2)实验室配制少量银氨溶液的方法：先向试管中加入 ，然后 ，其反应的离子方程式为 、 ，向银氨溶液中滴加少量的乙醛， ，片刻即可在试管内壁形成银镜，化学方程式为 。
答案　(1)②③①④
(2)AgNO3溶液　加稀氨水至沉淀恰好溶解为止
Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH
AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O　置于盛有热水的烧杯中
CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
解析　(1)本题主要考查乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验操作。做该实验时，应将少量CuSO4溶液滴入NaOH溶液中得新制Cu(OH)2悬浊液，然后加入乙醛，并用酒精灯加热至沸腾，即可产生红色Cu2O沉淀。
(2)要熟悉银氨溶液的配制及所发生的反应。
[能力提升]
11．凡结构为CH3COR的有机物，与次卤酸钠(NaXO)作用，可以生成卤仿(CHX3)，这种反应叫做卤仿反应(式中R表示烷烃基，X表示卤素)，如：，以上反应称为碘仿反应，试判断下列物质中能发生碘仿反应的是(　　)

答案　D
解析　能发生碘仿反应的物质必须有，并且中的C原子连有甲基。
12．某醛的分子式为C5H10O，其属于醛类的同分异构体种数为 ；写出属于酮的三种同分异构体： 、 、 。
答案　4　CH3COCH2CH2CH3　CH3COCH(CH3)2　CH3CH2COCH2CH3
解析　可用条件变换法推断：将C5H10O变为
C4H9—CHO，丁基的种数就是C4H9—CHO的种数。已知丁基有4种：
①—CH2CH2CH2CH3、②、③—C(CH3)3、
④—CH2CH(CH3)2，所以C4H9—CHO有4种同分异构体。属于酮的同分异构体有CH3COCH2CH2CH3、CH3COCH(CH3)2、CH3CH2COCH2CH3。
13．某化学兴趣小组的同学在乙醛溶液中加入溴水，溴水褪色。分析乙醛的结构和性质，同学们认为溴水褪色的原因有三种可能(请补充完整)：
①溴在不饱和键上发生加成反应。
②溴与甲基上的氢原子发生取代反应。
③ 。
为确定此反应的机理，同学们作了如下探究：
(1)向反应后的溶液中加入硝酸银溶液，若有沉淀产生，则上述第 种可能被排除。
(2)有同学提出通过检测反应后溶液的酸碱性作进一步验证，就可确定该反应究竟是何种反应原理。此方案是否可行？ ，
理由是 。
(3)若反应物Br2与生成物Br－的物质的量之比是1∶2，则乙醛与溴水反应的化学方程式为 。
答案　乙醛具有还原性，被溴水氧化
(1)①
(2)不可行　②③反应都有酸生成
(3)CH3CHO＋Br2＋H2O―→CH3COOH＋2HBr
解析　乙醛具有较强的还原性，能被弱氧化剂(银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液)氧化，溴具有较强的氧化性，因此乙醛可能被溴氧化。
(1)向反应后的溶液中加入AgNO3溶液，若有沉淀产生，则说明反应生成了能电离出Br－的电解质，即HBr，而CH3CHO与Br2加成不可能生成HBr。
(2)②③反应中都有酸性物质生成，不能通过检测反应后溶液酸碱性的方法来确定反应机理。
(3)因为CH3CHO可被弱氧化剂氧化为CH3COOH，所以CH3CHO被Br2氧化的产物肯定为CH3COOH。根据反应的环境和元素守恒，可知Br2的还原产物为HBr。
14．有机物甲的分子式为C3H7Br，在适宜的条件下能发生如下转化
BA甲DE
(1)若B能发生银镜反应，试回答下列问题：
确定有机物甲的结构简式 ；
用化学方程式表示下列转化过程：
甲―→A ；
B与银氨溶液的反应 。
(2)若B不能发生银镜反应，试回答下列问题。
确定有机物甲的结构简式 ；
用化学方程式表示下列转化过程：
甲―→D ；
A―→B 。
答案　(1)CH3CH2CH2Br
CH3CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH2OH＋NaBr
CH3CH2CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3CH2COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
(2)CH3CHBrCH3
CH3—CHBr—CH3＋NaOHCH3CH===CH2↑＋NaBr＋H2O

解析　甲为卤代烃。从反应条件看，甲―→A为卤代烃水解，生成醇；甲―→D为卤代烃的消去反应，生成烯烃。B能否发生银镜反应决定了A中羟基的位置，从而决定了甲的结构。
[拓展探究]
15．实验室可利用甲醇、空气和铜制备甲醛。甲醇和甲醛的沸点和水溶性见下表：

沸点/℃
水溶性
甲醇
65
混溶
甲醛
－21
混溶
如图是两个学生设计的实验装置，右边的反应装置相同，而左边的气体发生装置不同，分别如(甲)和(乙)所示，试回答：

(1)若按(甲)装置进行实验，则通入A管的X是 ，B中反应的化学方程式为 。
(2)若按(乙)装置进行实验，则B管中应装 ，反应的化学方程式为 。
(3)C中应装的试剂是 。
(4)在仪器组装完成后，加试剂前都必须要进行的操作是 ；添加药品后，如何检验(乙)装置的气密性？ 。
(5)两种装置中都需加热的仪器是 (填“A”、“B”或“C”)，加热的方式分别为 。实验完成时，都应先停止对 (填“A”、“B”或“C”)的加热，再 。实验完成时，先打开D处气球的铁夹，再撤去酒精灯，打开铁夹的目的是 ，其工作原理为 。
(6)你认为哪套装置好？ (填“甲”或“乙”)，理由是 。
答案　(1)空气(或氧气)
2CH3OH＋O22HCHO＋2H2O
(2)CuO　CH3OH＋CuOHCHO＋H2O＋Cu
(3)H2O
(4)检验装置的气密性　导管口伸入水中，手握试管A，若试管C中导管口有气泡冒出，表明装置气密性良好
(5)A、B　A水浴加热，B酒精灯加热　B　撤出C中导管　防止倒吸　气球内空气进入反应装置，装置内气体压强增大
(6)甲　制得的甲醛溶液浓度大
解析　在解答本题时，应前后通读，使得后面的为前面“服务”的内容能够提炼出来(如A试管的加热问题、C和D的作用等)，从而能更好地答题。(1)根据题目所给的内容和已有的知识，可以知道利用Cu或CuO来催化反应，所以直接用气体(空气或氧气)在铜丝的催化下反应(这时只好水浴加热)，用(甲)装置；也可以间接用CuO作氧化剂，同时催化反应，用(乙)装置。由于(甲)装置反应时，气体与甲醇接触充分，生成的甲醛浓度大，(甲)装置比(乙)装置好。

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