2022-2022学年高中化学第二章官能团与有机化学反应烃的衍生物第3节醛和酮糖类第1课时醛和酮学案鲁科版选修.doc

第1课时　醛和酮

1．了解常见的醛、酮(存在、结构、物理性质)。
2．掌握醛、酮的化学性质和二者的异同。(重点)

常 见 的 醛、 酮

[基础·初探]
1．醛、酮的比较

2.醛、酮的命名
(1)选主链：选取含醛基(或酮羰基)在内的最长碳链为主链，按主链所含碳原子数称为某醛(或酮)。
(2)定碳位：如果是醛，把－CHO中的碳原子定为1号；如果是酮，则从靠近酮羰基的一端开始编号。

3．常见的醛和酮

(1)醛基的结构简式为－COH或－CHO。(　　)
(2)含有羰基的化合物属于酮。(　　)
(3) 的名称为2­甲基­1­丁醛。(　　)
(4)丙醛和丙酮互为同分异构体。(　　)
【提示】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
[核心·突破]
醛、酮的同分异构体
1．官能团类型异构
饱和一元醛、酮的分子式通式都是CnH2nO，即含有相同数目碳原子的饱和一元醛与饱和一元酮互为同分异构体。如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮(CH3COCH3)。
2．官能团位置异构
因为醛基一定在1号碳位上，所以醛不存在此类异构。但酮羰基的位置不同可造成异构，如2­戊酮与3­戊酮互为同分异构体。
3．碳链异构
醛类的同分异构体可以从碳链异构去考虑，将醛的分子式写成R—CHO，找出R—的碳链异构体数目即为该分子醛类异构体的数目。酮类的同分异构体可以先从碳链异构去考虑，然后考虑位置异构。
【特别提醒】
饱和一元醛、酮与烯醇之间也可能存在同分异构现象，如CH3CH2CHO、CH3COCH3、
CH2===CH－CH2OH互为同分异构体。
[题组·冲关]
题组1　醛、酮的组成、结构、命名及物理性质
1．下列说法正确的是(　　)
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．甲醛和丙酮互为同系物
D．饱和一元脂肪醛的分子组成符合通式C nH2nO(n≥1)
【解析】　甲醛的结构式为，是氢原子与醛基相连而成的，醛的官能团为“－CHO”并非“－COH”，故A、B两项错误；甲醛和丙酮属于不同类别的物质，故甲醛与丙酮不是同系物，C项错误；饱和一元脂肪醛的分子通式均为C nH2nO(n≥1)，D项正确。
【答案】　D
2．用系统命名法命名下列有机物，正确的是(　　)

【解析】　A项主链选择错误，应为2,4­二甲基­1­己醇；B项取代基在主链上的位次错误，应为4­溴­2­丁醇；D项主链碳编号错误，应为3­甲基­2­戊酮。
【答案】　C
3．只用水就能鉴别的一组物质是(　　)
【导学号：04290037】
A．苯、乙酸、四氯化碳
B．乙醇、乙醛、丙酮
C．乙醛、乙二醇、硝基苯
D．溴苯、乙醇、甘油
【解析】　乙醛的官能团为。乙醛是无色、有刺激性气味、易挥发的液体，密度比水小，与水、乙醇互溶；苯难溶于水、比水密度小；四氯化碳、硝基苯、溴苯难溶于水，比水密度大；乙醇、乙醛、乙酸、丙酮、乙二醇、甘油均易溶于水。
【答案】　A
4. 乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为(　　)

A．1∶1　　　　　　 B．2∶3
C．3∶2 D．2∶1
【解析】　根据乌洛托品的结构式写出其分子式为C6H12N4，因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的，根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO＋4NH3===C6H12N4＋6H2O，根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得，甲醛与氨的物质的量之比为3∶2，C项正确。
【答案】　C
5．甲醛、乙醛、丙烯组成的混合物中，碳元素的质量分数为54%，则混合物中氧元素的质量分数是(　　)
A．37% B．24%
C．15% D．无法计算
【解析】　甲醛的分子式为CH2O，乙醛的分子式为C2H4O，丙烯的分子式为C3H6，混合物的通式为(CH2)nOx，又知碳元素的质量分数为54%，则氢元素的质量分数为54%×＝9%，故混合物中氧元素的质量分数为1－54%－9%＝37%。
【答案】　A
题组2　醛、酮的同分异构现象
6．在催化剂存在下，1­丙醇被氧化成有机物X，则与X互为同分异构体的化合物是(　　)
A．CH3CHOHCH3
B．CH3OCH3
C．C2H5CHO
D．CH3COCH3
【解析】　1­丙醇被氧化后生成的应是丙醛CH3CH2CHO，此题实际上是判断丙醛的同分异构体，故应为D。
【答案】　D
7．某饱和一元脂肪醛中所含碳元素质量是所含氧元素质量的3倍，此醛可能的结构式有(　　)
A．2种　　　　　　　 B．3种
C．4种 D．5种
【解析】　饱和一元脂肪醛的分子组成通式是CnH2nO，由“所含碳元素质量是所含氧元素质量的3倍”可得n＝16×3÷12＝4，所以此醛的分子式为C4H8O。分子式为C4H8O的醛即C3H7—CHO，因为丙基有两种(正丙基和异丙基)，所以该醛的结构有2种。
【答案】　A
8．分子式为C4H10O的醇催化氧化后能生成的酮有(　　)
A．1种 B．2种
C．3种 D．4种
【解析】　分子式为C4H10O的醇有4种结构，其中能催化氧化成酮的有。
【答案】　A
9．烯烃与CO、H2在催化剂作用下生成醛的反应叫烯烃的醛化反应，乙烯的醛化反应为：CH2===CH2＋CO＋H2―→CH3CH2CHO，由分子式C4H8的烯烃进行醛化反应，得到醛的同分异构体的数目应为(　　)
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
【解析】　由信息可知烯烃醛化反应后生成比原烯烃多一个碳原子的饱和一元醛，则C4H8醛化后得到C5H10O的醛，C5H10O的醛可以改写为C4H9—CHO，—C4H9有4种同分异构体，故C5H10O作为醛的同分异构体有4种。
【答案】　C
10．相同碳原子数的醛和酮(碳原子数大于3)，因官能团类型不同，互为同分异构体，同时还存在官能团位置异构及碳链异构等同分异构现象。试写出分子式为C5H10O的有机物的同分异构体(只写属于醛类或酮类的)。
(1)属于醛类的：
①________；②________；③________；④________。
(2)属于酮类的：
①________；②________；③ ______
(3)结合醇的系统命名知识对上述醛、酮进行命名。
醛：____________________________________________________________。
酮：____________________________________________________________。
【解析】　(1)C5H10O可写成C4H9—CHO，找出C4H9—的碳链异构体数目，即为C5H10O分子醛类异构体的数目，因C4H9—的碳链异构体数目有四种，故C5H10O分子醛类异构体的数目就有四种。

【答案】　(1)①CH3CH2CH2CH2CHO

3)①戊醛　②3­甲基丁醛　③2­甲基丁醛
④2,2­二甲基丙醛　①2­戊酮　②3­甲基­2­丁酮
③3­戊酮

醛、酮的化学性质

[基础·初探]
1．羰基的加成反应
(1)反应原理：能与醛、酮发生加成反应的试剂有氢氰酸(HCN)、氨(NH3)及氨的衍生物、醇等。其反应原理可以表示为

(2)乙醛的加成反应

(3)丙酮的加成反应

2．醛的氧化反应
在醛基中，与羰基相连的氢原子由于受羰基中氧原子的影响，比较活泼，因此醛基容易被氧化成羧基。又由于它是由碳、氢、氧元素组成的，故易燃烧。
(1)燃烧：2CH3CHO＋5O24CO2＋4H2O。
(2)催化氧化：2CH3CHO＋O22CH3COOH。
(3)乙醛被弱氧化剂氧化。
Ⅰ.银镜反应
实验操作

实验现象
向①中滴加氨水，现象为先出现白色沉淀后变澄清，加入乙醛，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜
有关方程式
①中：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓(白色)＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O
③中：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O
Ⅱ.与新制氢氧化铜悬浊液的反应
实验操作

实验现象
①中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，③中溶液中有砖红色沉淀产生
有关方程式
①中：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
③中：CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O
(4)被酸性KMnO4溶液氧化：乙醛能使酸性KMnO4溶液退色。
3．酮的氧化反应
酮对一般的氧化剂比较稳定，只能被很强的氧化剂氧化，氧化时碳碳单键断裂。
饱和一元醛(酮)燃烧的通式为CnH2nO＋O2nCO2＋nH2O。
4．醛、酮的还原反应

(1)醛、酮都可以发生还原反应。(　　)
(2)醛和酮都可以发生银镜反应。 (　　)
(3)乙醛中没有碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液退色。(　　)
(4)碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮完全燃烧，生成的二氧化碳和水的物质的量相等。 (　　)
【提示】　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√
[核心·突破]
1．醛基的检验

银镜反应
与新制Cu(OH)2
悬浊液反应
反应原理
R—CHO＋2[Ag(NH3)2]OH
RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
R—CHO＋
2Cu(OH)2RCOOH＋Cu2O↓＋2H2O
反应
现象
产生光亮银镜
产生砖红色沉淀
量的
关系
R—CHO～2Ag
HCHO～4Ag
R—CHO～
2Cu(OH)2～Cu2O
HCHO～
4Cu(OH)2～2Cu2O
注意
事项
①试管内壁必须洁净；
②银氨溶液随用随配，不可久置；
③水浴加热，不可用酒精灯直接加热；
④醛用量不宜太多，如乙醛一般滴3滴；
⑤银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去
①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置；
②配制新制Cu(OH)2悬浊液时，所用NaOH必须过量；
③反应液必须直接加热煮沸
【特别提醒】
1．醛的还原性较强，可被较弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化，也可被KMnO4(H＋)溶液、溴水等较强氧化剂氧化。
2．银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液常用于鉴别有机化合物分子中是否含有醛基。
2．能够使溴水和酸性高锰酸钾溶液退色的有机物

注：“√”代表能，“×”代表不能。
[题组·冲关]
题组1　醛、酮的化学性质

【答案】　A
2．下列有关银镜反应的说法中， 正确的是(　　)
A．配制银氨溶液时氨水必须过量
B．1 mol 甲醛发生银镜反应时最多生成2 mol Ag
C．银镜反应通常采用水浴加热
D．银镜反应的试管一般采用浓硝酸洗涤
【解析】　配制银氨溶液时，需向2%的AgNO3溶液中滴加2%的氨水，直至最初产生的沉淀恰好消失为止，要防止氨水过量。1 mol 甲醛发生银镜反应最多生成4 mol Ag。生成的银镜用少量稀硝酸洗去并用水洗净，一般不用浓硝酸。
【答案】　C
3．CyrneineA对治疗神经系统疾病有着很好的疗效。可用香芹酮经过多步反应合成：

下列说法正确的是(　　)
A．香芹酮的化学式为C9H12O
B．CyrneineA可以发生加成反应、消去反应和氧化反应
C．香芹酮和CyrneineA均不能使酸性KMnO4溶液退色
D．与香芹酮互为同分异构体，分子中有4种不同化学环境的氢原子的酚类化合物共有4种
【解析】　香芹酮的化学式为C10H14O，A错误；Cyrneine A的分子中有碳碳双键和醛基，可以发生加成反应，有碳碳双键、醛基和羟基，可以发生氧化反应，与羟基相连的碳的相邻碳原子上有氢原子，则可以发生消去反应，B正确；两种物质的分子中均有碳碳双键，可以被酸性KMnO4溶液氧化，C错误。符合D中要求的物质有两种：、，D错误。
【答案】　B
【误区警示】　醛基和酮羰基在一定条件下易被H2还原为醇，羧基中的羰基很难与H2发生加成反应。
题组2　醛基的检验
4．有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为，下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是(　　)
A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热
B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液
C．先加银氨溶液，微热，后加溴水
D．先加新制氢氧化铜，加热，酸化后再加溴水
【解析】　选项A中先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化，选项B中先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应，故选项A、B错误；对于选项C若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨溶液显碱性，若不酸化直接加溴水，则无法确定有机物A中是否含有碳碳双键，故选项C错误。
【答案】　D
5．下列试剂可用于鉴别1­己烯、甲苯和丙醛的是(　　)
A．银氨溶液和酸性高锰酸钾溶液
B．酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液
C．氯化铁溶液
D．银氨溶液和溴的四氯化碳溶液
【解析】　分析题给三种物质及选项中的试剂，1­己烯中含碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液加成，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，但不能被银氨溶液氧化；甲苯只能被酸性高锰酸钾溶液氧化；丙醛可被银氨溶液等弱氧化剂或酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化；三种物质均不与氯化铁溶液反应。A项银氨溶液可检验出丙醛，但另外两种物质均可使酸性高锰酸钾溶液退色；B项1­己烯和丙醛两种物质都可使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液退色；C项三种物质均不与氯化铁反应；D项用银氨溶液可鉴别出丙醛，用溴的四氯化碳溶液可鉴别1­己烯和甲苯。
【答案】　D
6．某醛的结构简式为(CH3)2C===CHCH2CH2CHO。
(1)检验分子中含有醛基的方法是________反应，化学方程式为
_______________________________________________________。
(2)检验分子中含有碳碳双键的方法是____反应化学方程式为
_______________________________________________________。
(3)实验操作中，应先检验哪一个官能团？________。
【解析】　(1)加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基。(CH3)2C===CHCH2CH2CHO发生银镜反应后生成(CH3)2C===CHCH2CH2COONH4。
(2)在加银氨溶液氧化－CHO后，调pH至酸性再加入溴水，看是否退色。(CH3)2C===CHCH2CH2COOH＋Br2―→。
(3)由于Br2也能氧化(－CHO)，所以应先用银氨溶液检验醛基(－CHO)，又因为氧化后溶液为碱性，所以应先调节pH至酸性后再加溴水检验碳碳双键。
【答案】　(1)银镜
(CH3)2C===CHCH2CH2CHO＋2[Ag(NH3)2]OH
(CH3)2C===CHCH2CH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
(2)将银镜反应后的溶液调至酸性，加溴水，观察是否退色
(CH3)2C===CHCH2CH2COOH＋Br2―→

(3)醛基
【规律总结】　
能发生银镜反应的物质不一定是醛，如含有醛基的葡萄糖、甲酸、甲酸盐、甲酸酯。
题组3　有关醛、酮的有机推断
7．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。
(1)A―→B的化学方程式为：_______________________________。
(2)B―→C的化学方程式为：_______________________________。
(3)B―→A的化学方程式为：_______________________________。
【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加热至170 ℃时，产生的气体与溴水加成得1,2­二溴乙烷，则A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。
【答案】　(1)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
(2)2CH3CHO＋O22CH3COOH
(3)CH3CHO＋H2CH3CH2OH
8．分子式为C3H7Br的有机物甲在适宜条件下能发生如下图系列转化：
甲(C3H7Br)－
(1)若B能发生银镜反应，试解答下列问题：
①试确定有机物甲的结构简式：________；
②用化学方程式表示下列转化过程：
反应①：___________________________________________________；
B＋[Ag(NH3)2]＋＋OH－：______________________________________。
(2)若B不能发生银镜反应，试解答下列问题：
③试确定A的结构简式：______________________________________；
④用化学方程式表示下列转化过程：
反应④：_________________________________________________。
反应②：_________________________________________________。
反应⑤：_________________________________________________。
【解析】　本题的突破口是C3H7Br有两种同分异构体：CH3CH2CH2Br和。前者水解生成，其氧化产物是醛，能发生银镜反应，后者水解生成CHCH3CH3OH，其氧化产物是酮，不能发生银镜反应。反应④是卤代烃的消去反应，反应②是醇的催化氧化反应，反应⑤是丙烯的加聚反应。
【答案】　(1)①CH3CH2CH2Br