资源描述
第三单元 醛 羧酸
第1课时 醛的性质和应用
智能定位
1.通过对乙醛性质的探究活动学习醛的典型化学性质。
2.知道甲醛的结构，了解甲醛在日常生活、工农业生产中的用途，以及甲醛对人体健康的危害。
情景切入
现代科学研究说明，甲醛对人体健康有很大危害，甲醛为什么有毒
自主研习
一、醛的结构和性质
1.甲醛和乙醛的结构和物理性质
甲醛
〔蚁醛〕
乙醛
结构
分子式
CH2O
C2H4O
结构简式
HCHO
CH3CHO
结构
颜色
无色
无色
气味
有刺激性气味
有刺激性气味
状态
气体
液体
溶解性
能跟水、乙醇等互溶
能跟水、乙醇等互溶
2.醛基
羰基()与氢原子相连构成醛基 ()，是醛类物质的官能团，羰基和与羰基直接相连的原子处在同一平面上。
3.醛的化学性质
〔1〕乙醛的氧化反响
实验
银镜反响
与新制Cu(OH)2悬浊液反响
实验
操作
实验
现象
红色沉淀产生
方程式
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(2)乙醛的复原反响
醛基中的碳氧双键可以与氢气发生加成反响，其反响方程式为： RCHO+H2
RCH2OH
二、醛的用途
1.甲醛俗称蚁醛，35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，具有杀菌、消毒、防腐能力。
2.甲醛常用于制造酚醛树脂、脲醛树脂等。
(1)实验室中制备酚醛树脂
反响物
条件
催化剂
苯酚
甲醛
沸水浴
加热
①浓盐酸作催化剂生成线型酚醛树脂。
②氨水作催化剂生成体型酚醛树脂。
(2)生成酚醛树脂的化学方程式为
三、酮
1.结构
烃基与羰基相连的化合物，可表示为，相同碳原子数的饱和一元酮与饱和一元醛互为同分异构体。
2.常用的酮
(1)丙酮的结构简式为,是结构最简单的酮。
〔2〕环己酮，结构简式为。
思考讨论
1.醛基的结构式为，书写结构简式时应注意什么
提示：醛基是羰基与氢原子相连，在写其结构简式时要突出羰基与氢原子的关系，可以写成—CHO，但不能写成—COH或CHO—。
2.乙醛能使溴水或KMnO4酸性溶液褪色吗为什么
提示：能。因为醛具有较强的复原性，能被Ag〔NH3〕2OH溶液或新制Cu(OH)2悬浊液等弱氧化剂氧化。而溴水或KMnO4酸性溶液的氧化能力比Ag〔NH3〕2OH溶液、 Cu〔OH〕2悬浊液强得多，故溴水、KMnO4酸性溶液也能氧化乙醛，而自身被复原，从而使溶液褪色。
课堂师生互动
知识点1醛基与醛的关系以及醛基的性质与检验
1.醛基与醛的关系
〔1〕醛基为醛类有机物的官能团，因此醛中一定含醛基，而含醛基的物质不一定是醛。
〔2〕含醛基的物质主要有：①醛类；②甲酸；③甲酸盐；④甲酸某酯；⑤某些糖类，如葡萄糖、麦芽糖等；⑥其他含醛基的多官能团有机物。
2.醛基的性质与检验
〔1〕性质
醛基可被氧化剂氧化为羧基，也可被H2复原为醇羟基，因此既有复原性，也具有氧化性，可用图示表示如下：
—CH2OH—CHO—COOH
(2)检验
①能和银氨溶液发生银镜反响
实验中本卷须知：
a.试管内壁(玻璃)要光滑洁净;
b.银氨溶液要现用现配；
c.银氨溶液的制备、乙醛的用量要符合实验说明中的规定；
d.混合溶液的温度不能太高，受热要均匀，以水浴加热为宜；
e.在加热过程中，试管不能振荡。
②与新制Cu(OH)2反响产生红色沉淀
实验中本卷须知：
a.Cu(OH)2要新制；
b.制备Cu(OH)2是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液，应保持碱过量；
c.反响条件必须是加热煮沸。
考例1 以下物质中，不属于醛类的是( )
A. B.
C.CH2===CH—CHO D.CH3—CH2—CHO
［解析］ 此题主要考查了醛的概念。根据醛的定义可判断不属于醛类。故正确答案为B。
［答案］ B
考例2 根据柠檬醛的结构简式()，判断以下各有关说法中，不正确的选项是( )
A.它可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.它可以使溴水褪色
C.它与银氨溶液发生反响生成银镜
D.它催化加氢反响的产物的分子式为C10H20O
［解析］ 此题考查醛的结构和性质。柠檬醛的分子结构中有双键和醛基，无论哪一种官能团，都可使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，故A、B正确；醛基在一定条件下能发生银镜反响，C正确；柠檬醛分子中的双键和—CHO完全加成后生成含有10个碳原子的饱和一元醇，其分子式应为C10H22O，故D不正确。故正确答案为D。
［答案］ D
变式探究1
以下关于醛的说法中，正确的选项是( )
A.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛
B.醛的官能团是—COH
C.饱和一元脂肪醛的分子组成符合CnH2nO的通式
D.甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体
［答案］ C
［解析］ 此题考查了醛的同分异构体、通式及官能团。甲醛是一个氢原子与醛基相连而形成的醛；醛的官能团是—CHO，而不是—COH；饱和一元脂肪醛的分子组成符合CnH2nO的通式；丙醛与丙酮互为同分异构体。故正确答案为C。
变式探究2
某学生做乙醛复原新制Cu(OH)2的实验，取1 mol·L-1的CuSO4溶液2 mL于试管中，参加0.4 mol·L-1的NaOH溶液4 mL，再参加0.5 mL 40%的乙醛溶液后加热到沸腾，无红色沉淀生成，那么该实验失败的原因是( )
A.NaOH的量不够B.CuSO4的量不够
C.乙醛溶液太少D.加热时间不够
［答案］ A
［解析］ 醛的溶液与新制Cu〔OH〕2反响，新制的Cu〔OH〕2必须呈碱性，即NaOH要过量，这是反响所需要的条件，然后加热到沸腾才会有预期的实验现象。该实验从给出的数据看NaOH缺乏量，所以实验失败了。要认真阅读教材，这是学好根底知识的最起码的条件。对隐含的反响条件要挖掘清楚。实验中涉及的知识点多而杂，要认真思考，搞清原理，总结规律。应选A。
知识点２ 能使溴和酸性KMnO4溶液褪色的有机物
试剂
官能团
Br2的CCl4溶液
酸性KMnO4溶液
烯烃
能否褪色
√
√
原因
加成反响
氧化反响
炔烃
能否褪色
√
√
原因
加成反响
氧化反响
苯的
同系物
能否褪色
×
√
原因
氧化反响
醇
能否褪色
×
√
原因
氧化反响
酚
能否褪色
√
√
原因
取代反响
氧化反响
醛
能否褪色
√
√
原因
氧化反响
氧化反响
注：“√〞代表能，“×〞代表不能。
特别提醒
直馏汽油、苯、CCl4、己烷等分别与溴水混合，能通过萃取作用使溴水中的溴进入非极性有机溶剂而被萃取，使溴水褪色，但属于物理变化。
考例3 某有机物的结构简式为：
〔CH3〕2C===CHCH2CH2CHO
〔1〕检验分子中醛基的方法是，反响的化学方程式为。
〔2〕检验分子中碳碳双键的方法是，
反响的化学方程式为。
〔3〕实验操作中，应先检验哪一个官能团为什么
。
［解析］ 〔1〕参加银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基。
〔CH3〕2C==CHCH2CH2CHO+2Ag(NH3) 2OH〔CH3〕2C==CHCH2CH2COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
〔2〕在加银氨溶液氧化—CHO后，调溶液至酸性再参加溴水，看是否褪色。
〔CH3〕2C==CHCH2CH2COOH+Br2
(3)由于Br2也能氧化—CHO，所以必须先用银氨溶液氧化醛基〔—CHO〕，又因为氧化后溶液为碱性，所以应先酸化后再加溴水检验双键。
［答案］ 〔1〕银镜反响(CH3)2C==CHCH2CH2CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+3NH3+H2O+(CH3)2C==CHCH2CH2COONH4
(2)将银镜反响后的溶液调至酸性，加溴水，观察是否褪色
〔CH3〕2C==CHCH2CH2COOH+Br2
(3)应先检验—CHO，因为溴水能氧化—CHO，假设先加溴水即使褪色也不能证明含
变式探究3
茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下所示：
关于茉莉醛的以下表达错误的选项是( )
A.在加热和催化剂作用下，能被氢气复原
B.能被高锰酸钾酸性溶液氧化
C.在一定条件下能与溴发生取代反响
D.不能与氢溴酸发生加成反响
［答案］ D
［解析］ 因为茉莉醛中含有和醛基，故A、B、C表达正确。D项错误。
知识点３ 关于醛的银镜反响以及与新制Cu(OH)2悬浊液的反响的定量计算
1.醛发生银镜反响或与新制Cu(OH) 2悬浊液反响时量的关系
(1)一元醛
1 mol~2 mol Ag
1 mol~1 mol Cu2O
(2)二元醛
1 mol 二元醛~4 mol Ag
1 mol 二元醛~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O
2.甲醛发生银镜反响或与新制Cu(OH)2悬浊液反响时量的关系
甲醛发生氧化反响时，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
考例4 3g某醛跟足量的银氨溶液反响，结果析出43.2g银，那么该醛是( )
A.甲醛 B.乙醛C.丙醛 D.丁醛
［答案］ A
［解析］ 因1 mol一元醛通常发生银镜反响可得到2mol Ag。现得到0.4mol Ag,故醛应为0.2mol，该醛的摩尔质量为=15g/mol。此题似乎无解，但1mol甲醛发生银镜反响可得到4mol Ag。即3g甲醛可得到43.2g(0.4mol)Ag。与题意相符。
变式探究4
某一元醛发生银镜反响，可得21.6 g银，等量的该醛完全燃烧时，生成5.4 g水，那么该醛可能是( )
A.乙醛 B.丙醛C.丁烯醛 D.丁醛
［答案］ BC
［解析］ ①如果是饱和一元醛，那么醛的分子式为CnH2nO。设该醛的物质的量为x，那么：
CnH2nO ~ 2Ag
1 mol 2 mol
x＝0.2 mol
=，解得：x=0.1 mol。
CnH2nO ~ nH2O
1 mol 18ng
0.1 mol 5.4 g
=,解得:n=3。
所以该醛为C3H6O，名称为丙醛。
②如果是烯醛，那么其分子式为CnH2n-2O。
CnH2n-2O~(n-1)H2O
1 mol 18(n-1)g
0.1 mol 5.4 g
=，解得:n=4。
所以该醛为C4H6O，名称为丁烯醛。
课后强化作业
根底稳固
1.近年来，建筑装饰材料进入家庭，调查发现有些装修程度较高的居室中，由装潢装饰材料缓慢放出来的化学污染物浓度过高，影响健康。这些污染物是( )
A.CO B.SO2
C.甲醛、甲苯等有机物蒸气 D.臭氧
［答案］ C
［解析］ 此题是以当前敏感的污染为背景，考查是否能够将所学到的化学知识用于分析重要的社会现象，从而在一定层次上考查学生的素质。此题的命题意图是能否正确了解由某些污染源引起的污染而造成的危害。结合化学学科，针对某一社会关注问题，这是高考命题的一个特点。
2.某学生用2mL 1mol/L的CuSO4溶液和4mL 0.5mol/L的NaOH溶液混合，然后参加0.5mL浓度为4％的HCHO溶液，加热到沸腾，未见红色沉淀，失败的主要原因是( )
A.甲醛量太少 B.硫酸铜量太少
C.NaOH量太少 D.加热时间短
［答案］ C
［解析］ 因n (CuSO4):n (NaOH)=1:1,说明CuSO4过量，碱缺乏，而醛与新制Cu(OH)2反响时必须碱过量。
3.饱和一元醛分子里含碳的质量是氧的质量的3倍，此醛可能是( )
A.CH3CH2CHO B.CH3〔CH2〕3CHO
C.CH3CH2CH2CHO D.
［答案］ CD
［解析］ 饱和一元醛的通式为CnH2nO，由题意得12n=16×3，所以n=4，故CD两项符合要求。
4.(广州模拟)人们能够在昏暗的光线下看见物体，是因为视网膜中的“视黄醛〞吸收光线后，其分子结构由顺式转变为反式，并从所在蛋白质上脱离，这个过程中产生的信号传递给大脑。
以下有关“视黄醛〞的说法正确的选项是( )
A.“视黄醛〞属于烯烃
B.“视黄醛〞的分子式为C20H15O
C.“视黄醛〞能与银氨溶液发生银镜反响
D.在金属镍催化并加热下，1 mol“视黄醛〞最多能与5 mol H2发生加成反响
［答案］ C
5.以下有关说法正确的选项是( )
A.醛一定含有醛基，含有醛基的物质一定是醛
B.含醛基的物质都能发生银镜反响，但不一定使酸性KMnO4溶液褪色
C.醛类物质常温常压下都为液体或固体
D.含醛基的物质在一定条件下可与H2发生复原反响
［答案］ D
6.(多项选择)以下有关银镜反响实验的说法正确的选项是( )
A.实验前试管先用热的烧碱溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤
B.向2%的稀氨水中滴入2%的硝酸银溶液，配得银氨溶液
C.采用水浴加热，不能直接加热
D.可用浓盐酸洗去银镜
［答案］ AC
［解析］ 先用热烧碱溶液洗涤试管是为了将试管上的油污洗净，故A正确；配制银氨溶液时，应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解；银镜反响所得银镜应用稀硝酸处理。
7.以下关于有机物的化学性质的表达中错误的选项是( )
A.能被新制的Cu(OH)2氧化
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.能发生加聚反响
D.1 mol该有机物只能跟1mol H2加成
［答案］ D
［解析］ 和—CHO都能与H2发生加成反响，故1mol能与2 mol H2发生加成反响。
8.某有机物X的分子式为C4H8O2，X在酸性条件下与水反响，生成分子内均含有2个碳原子的有机物Y和Z，Y在铜催化下被氧化为W，W能发生银镜反响。
(1)写出X和Z的结构简式X，Z。
(2)写出以下反响的化学方程式
Y与浓硫酸的混合物共热发生消去反响；
W与新制Cu(OH)2反响。
［答案］ (1)CH3COOCH2CH3 CH3COOH
(2)CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
能力提升
1.甲醛〔HCHO〕分子中的4个原子是共平面的，以下分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是( )
A.苯乙烯 B.苯甲酸
C.苯甲醛 D.苯乙酮
［答案］ D
［解析］ 甲醛的4个原子是共平面的，提示了羰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〕有可能代替甲醛的1个H。—OH也有可能代替苯甲醛的1个H，B、C都可能同在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个H，可以共平面。只有苯乙酮，由于—CH3的C位于四面体的中心，3个H和羰基的C位于四面体的顶点，不可能共平面。
2.以下反响中属于有机物被复原的是( )
A.乙醛发生银镜反响B.新制Cu〔OH〕2悬浊液与乙醛反响
C.乙醛加氢制乙醇D.乙醛制乙酸
［答案］ C
［解析］ 有机化学中把有机物分子中参加氢原子或失去氧原子的反响叫复原反响；把参加氧原子或失去氢原子的反响叫氧化反响。A、B、D中均由乙醛生成乙酸，是在有机物分子中参加氧原子，属于氧化反响；C中由乙醛生成乙醇，是在有机物分子中参加氢原子，属于复原反响。
3.以下说法中，正确的选项是( )
A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上
B.但凡能发生银镜反响的有机物都是醛
C.醛类既能被氧化为羧酸，又能被复原为醇
D.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质量相等
［答案］ C
［解析］ 乙醛的结构式为，其中—CH3的四个原子不可能在同一平面上，分子中含有醛基的有机物都能发生银镜反响，而含有醛基的物质除了醛外，还有甲酸及其盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等，这些物质并不是醛类物质；—CHO在一定条件下既可被氧化为—COOH，也可被复原为—CH2OH；由于乙醛与乙醇含有相同的C、O原子，但H原子数不同，因而完全燃烧等物质的量的乙醇和乙醛，乙醇消耗O2的质量比乙醛的多。
4.有机物A和B分子中都有2个碳原子，室温时A为气体，B为液体，A在催化剂作用下与水反响生成一种含氧化合物C，加氢复原C那么生成B，那么三种物质是( )
A.A是CH2==CH2 B是CH3CHO C是CH3CH2OH
B.A是CH3CHO B是CH2==CH2 C是CH3CH2OH
C.A是CH≡CH B是CH3CH2OH C是CH3CHO
D.A是CH3CH2OH B是CH3—CH3 C是CH≡CH
［答案］ C
［解析］ A项中CH3CH2OH不能再加氢复原，A项错；B项中CH3CHO为液体CH2===CH2为气体，不符合题意；D项中CH3CH2OH为液体，CH3—CH3为气体，也不符合题意。应选C。
5.科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，化合物A是其中一种。以下关于化合物A的说法正确的选项是( )
A.与FeCl3溶液发生反响显紫色
B.能发生取代反响和银镜反响
C.分子中最多有5个碳原子共平面
D.与H2完全加成时的物质的量之比为1:1
［答案］ B
［解析］ 化合物A中含有的官能团有碳碳双键、醛基和醇羟基，没有苯环结构，所以它能发生加成反响、取代反响和银镜反响，不能与氯化铁溶液反响显紫色，分子中至少有5个碳原子共平面，与氢气完全加成时的物质的量之比为1:3。
6.以下各化合物中，能发生酯化、复原、加成、消去四种反响的是( )
A. B.
C.CH3—CH===CH—CHOD.
［答案］ A
［解析］ 此题考查的是有机反响的原理及有机物的断键方式、逐一分析选项，A中物质对应的—OH可以酯化、消去，—CHO可以与H2加成，也就是复原，与题目的要求符合；B中物质只有—OH可以酯化、消去；C中物质键可以加成，—CHO可以复原，但无法酯化或者消去；D中物质虽有—OH，但其邻位C原子上没有H，不能消去。故正确答案为A。
7.以下物质中，可用于消毒、杀菌的是( )
①苯酚 ②高锰酸钾 ③福尔马林 ④双氧水 ⑤次氯酸
A.①③⑤ B.②④⑤C.①②④ D.全部
［答案］ D
［解析］ 苯酚可用于环境消毒，福尔马林有杀菌、防腐性能，常用于浸制生物标本；高锰酸钾、次氯酸及双氧水有强氧化性，可用于杀菌、消毒。
8.以下物质中，属于酮的是( )
A. B.
C. D.
［答案］ A
［解析］ 酮的通式为,R—和R′—为烃基。
9.由乙炔和乙醛组成的混合气体，经测定其中C元素的质量分数为72%，那么混合气体中氧元素的质量分数为( )
A.32% B.22.65%C.19.56%D.2.14%
［答案］ C
［解析］ 将乙醛的分子式变形：C2H4O→C2H2·H2O
故乙炔和乙醛中“C2H2〞的质量分数为
72%×=78%
那么混合气体中氧元素的质量分数为
(1-78%)×=19.56%。
10.香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物，其结构简式如下所示，以下关于茉莉酮的说法正确的选项是( )
A.该有机物的化学式是C11H16O
B.1 mol该有机物与H2充分反响，消耗H2 4 mol
C.该有机物属于不饱和酮类物质，能发生银镜反响
D.该有机物能发生加成反响，但不能发生氧化反响
［答案］ A
［解析］ 根据碳原子四价规那么，其余用氢原子补齐，该物质的分子式为C11H16O；1 mol该物质与足量H2加成，可消耗H2 3 mol；该物质中无—CHO，故不能发生银镜反响；该物质中含有，故可被酸性KMnO4溶液氧化。
11.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可发生银镜反响，C跟石灰石反响产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(1)A、B、C的结构简式和名称依次是、、。
(2)写出以下反响的化学方程式。
①A→B:。
②B→C:。
③B→A:。
［答案］ 〔1〕CH3CH2OH(乙醇)；CH3CHO(乙醛)；CH3COOH(乙酸)
〔2〕①2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
②2CH3CHO+O22CH3COOH；
③CH3CHO+H2CH3CH2OH
［解析］ 此题考查了醇、醛、酸之间的转化关系。A、B、C为烃的衍生物；ABC，说明A为醇、B为醛，C为羧酸，且三者碳原子数相同，醇在浓H2SO4加热至170℃时产生的气体与溴水加成得1，2-二溴乙烷，那么A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。
12.分子式为C3H7Br的有机化合物甲在适宜条件下发生一系列转化：
〔1〕假设B能发生银镜反响，试答复以下问题：
①确定有机物甲的结构简式是。
②用化学方程式表示以下转化过程：
甲→A:；
B→A:；
B与银氨溶液的反响：。
〔2〕假设B不能发生银镜反响，试答复以下问题：
①确定有机物甲的结构简式。
②用化学方程式表示以下转化过程：
甲→D:。
A→B:。
D→E:。。
［答案］ (1)①CH3CH2CH2Br
②CH3CH2CH2Br+H2OCH3CH2CH2OH+HBr
CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH
CH3CH2CHO+2Ag(NH3)2OHCH3CH2COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(2)①CH3CHBrCH3
②CH3CHBrCH3+NaOHCH3CH==CH2↑+NaBr+H2O
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