高中化學人教版有機化學基礎(chǔ)第三章烴的含氧衍生物第二節(jié)醛【全國一等獎】

人教版選修5高二年級第三章烴的含氧衍生物第二節(jié)醛教學設(shè)計1【教學目標】1.通過生活中的現(xiàn)象認識醛的典型代表物——乙醛的組成和結(jié)構(gòu)特點。2.通過分析官能團化學鍵推測醛基的性質(zhì)，并通過實驗驗證醛基的性質(zhì)3.通過學習乙醛的性質(zhì)體會乙醛的用途?！窘虒W過程】一、乙醛分子的組成和結(jié)構(gòu)1.[展示]乙醛分子的結(jié)構(gòu)模型2.[講述]分析—CHO的結(jié)構(gòu)。由于氧原子吸引電子的能力大于碳原子，使得C=O雙鍵的電子云向氧原子偏移，C—H鍵電子云向碳原子偏移，C=O雙鍵是不飽和的極性鍵，C—H鍵是極性鍵。因此，在化學反應(yīng)中，C=O雙鍵和C—H鍵都可能斷鍵。醛基對乙醛的主要化學性質(zhì)起決定作用。3.分子式：，結(jié)構(gòu)式（注意鍵的類型）：結(jié)構(gòu)簡式：。乙醛的官能團為（稱為：）。4.醛基結(jié)構(gòu)：羰基()與氫原子相連構(gòu)成醛基()，是醛類物質(zhì)的官能團，羰基和與羰基直接相連的原子處在同一平面上。乙醛分子結(jié)構(gòu)中含有兩類不同位置的氫原子，因此在核磁共振氫譜中有兩組峰，峰的面積與氫原子數(shù)成正比。因此峰面積較大或峰高較高的是甲基氫原子，反之，是醛基上的氫原子。5.醛的分類⑴醛基的數(shù)目：一元醛、二元醛、多元醛；⑵烴基是否飽和：飽和醛、不飽和醛；⑶烴基是脂肪烴基還是芳香烴基：脂肪醛、芳香醛；（4）飽和一元醛的通式：CnH2n+1-CHO（5）[思考]飽和一元醛的通式為，官能團是。具有這種通式的是否一定是醛？寫出C3H6O可能的同分異構(gòu)體。二、乙醛的物理性質(zhì)1.乙醛有哪些物理性質(zhì)？乙醛是無色、有刺激性氣味的液體，密度比水小，沸點是20。8℃三、乙醛的化學性質(zhì)烯烴和醛都有不飽和雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)，這是兩者的共性。但是，C=O雙鍵和C=C雙鍵結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的加成反應(yīng)也不一樣。因此，能跟烯烴起加成反應(yīng)的試劑（如溴），一般不跟醛發(fā)生加成反應(yīng)。我們知道，在有機化學反應(yīng)中，通常可以從加氫或去氫來分析，即去氫就是氧化反應(yīng)，加氫就是還原反應(yīng)。所以，乙醛加氫發(fā)生還原反應(yīng)，推知乙醛具有氧化性。分析烴對醛基上氫原子的影響，推測乙醛可能被氧化，乙醛又具有還原性。1.氧化反應(yīng)⑴[實驗]（3-5）（引導(dǎo)學生正確描述實驗現(xiàn)象后，由分析反應(yīng)前后銀元素化合價的變化展開討論，推測乙醛有還原性。）本實驗要按規(guī)范操作，認真觀察和記錄實驗現(xiàn)象，并由實驗現(xiàn)象推測乙醛可能有的化學性質(zhì)。乙醛跟銀氨溶液反應(yīng)實驗注意事項：（1）配制銀氨溶液，要防止加過多的氨水，且要隨配隨用，否則會生成易爆炸的物質(zhì)。（2）做實驗用的試管必須潔凈。（3）實驗結(jié)束后，反應(yīng)混合液倒在指定容器里，由教師及時處理。用少量硝酸溶解附在試管內(nèi)壁的銀。與銀氨溶液反應(yīng):R-CHO+2Ag(NH3)2OHR-COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3；在上述反應(yīng)里，銀氨絡(luò)合離子被還原成金屬銀，附著在試管內(nèi)壁上，形成銀鏡。這個反應(yīng)叫做銀鏡反應(yīng)。反應(yīng)最終生成物可巧記為：一水、二銀、三氨、乙酸銨。應(yīng)用：（1）實驗室里常用銀鏡反應(yīng)檢驗醛基。（2）工業(yè)上利用葡萄糖（含—CHO）發(fā)生銀鏡反應(yīng)制鏡和在保溫瓶膽上鍍銀。⑵實驗3-6乙醛跟新制氫氧化銅反應(yīng)的實驗步驟和注意事項本反應(yīng)中氫氧化銅是過量的，使用過量的游離堿能加快醛基的氧化。使用新制的氫氧化銅有兩個原因，一是新制備的氫氧化銅反應(yīng)性能好，現(xiàn)象明顯。二是在氫氧化鈉溶液中加幾滴2％硫酸銅溶液，能獲得檢驗醛基的靈敏試劑。（引導(dǎo)學生正確描述實驗現(xiàn)象后，由分析反應(yīng)前后銅元素化合價的變化展開討論，得出由于乙醛有還原性，所以能把新制的氫氧化銅還原成紅色的氧化亞銅沉淀，并讓學生板書反應(yīng)的離子方程式和化學方程式。）Cu2＋+2OH-=Cu(OH)2↓實驗室利用該反應(yīng)檢驗醛基。醫(yī)院里利用這一反應(yīng)檢驗病人是否患有糖尿病（檢驗葡萄糖中的醛基）。在上述反應(yīng)中，銀氨絡(luò)合物和新制的氫氧化銅都是弱氧化劑，這表明乙醛有較強的還原性。⑶乙醛既能被弱氧化劑氧化，也能被強氧化劑氧化。2.乙醛的加成反應(yīng)：,該反應(yīng)還屬于還原反應(yīng)（P58）(1)醛基與H2的加成反應(yīng)，是分子中引入羥基的一種方法。(2)工業(yè)上不用該反應(yīng)來制取乙醇。[小結(jié)]乙醛既有氧化性又有還原性，以還原性為主。醛基的還原，是有機合成中引入羥基（—OH）的方法,醛基的氧化，是有機合成中引入羧基（—COOH）的方法。[練習]完成下列反應(yīng)的化學方程式或離子方程式。（1）RCHO＋[Ag(NH3)2]＋+OH-→（2）RCHO十Cu(OH)2→（3）RCHO十H2→四、幾種重要的醛1.甲醛：分子式CH2O；結(jié)構(gòu)式；結(jié)構(gòu)簡式HCHO；分子的空間構(gòu)型是平面三角形；俗稱蟻醛；35%—40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林，它具有良好的殺菌、消毒、防腐效果；甲醛的用途有：常用于制造酚醛樹脂、脲醛樹脂等。(1)實驗室中制備酚醛樹脂反應(yīng)物條件催化劑苯酚甲醛沸水浴加熱①濃鹽酸作催化劑生成線型酚醛樹脂。②氨水作催化劑生成體型酚醛樹脂。(2)生成酚醛樹脂的化學方程式為2.乙二醛：分子式為C2H2O2；結(jié)構(gòu)簡式為OHC-CHO；試寫出乙二醛與銀氨溶液及新制Cu(OH)2反應(yīng)的化學方程式：OHC-CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOC-COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3OHC-CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOC-COONa+2Cu2O↓+6H2O總結(jié)、擴展(1)飽和一元醛的通式：CnH2n＋1CHO或CnH2nO，由于醛類物質(zhì)都含有醛基，它們的性質(zhì)很相似。如，它們都能被還原成醇，被氧化成羧酸，都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)等。(2)飽和一元醛、酮互為同分異構(gòu)體，它們具有相同的通式CnH2nO，從分子組成上看比乙烯多一個氧原子，其通式也可以看做CnH2n-2·H2O，它們?nèi)紵龝r耗氧量與同碳原子的炔烴相同，生成的水與同碳原子數(shù)的烯烴相同。反應(yīng)機制的簡述乙醛還原Cu(OH)2的反應(yīng)是包括多個反應(yīng)的復(fù)雜反應(yīng)，反應(yīng)機制可作如下簡述硫酸銅在堿性溶液中的反應(yīng)：Cu2++2OH-Cu(OH)2乙醛在堿性溶液中的反應(yīng)：反應(yīng)產(chǎn)生的負碳離子既可發(fā)生羥醛縮合，也可與銅離子絡(luò)合。由以上反應(yīng)可以看出，提高銅離子的濃度可以促進絡(luò)合反應(yīng)，減弱羥醛縮合反應(yīng)。銅離子與負碳離子生成的絡(luò)合物可繼續(xù)發(fā)生如下反應(yīng)，此反應(yīng)中高濃度的堿溶液是必須的。反應(yīng)生成的負氫離子與Cu(OH)2發(fā)生還原反應(yīng)4Cu(OH)2＋2H-→2Cu2O＋2OH-＋4H2O幾點說明由以上對反應(yīng)機制的分析可以看出，在乙醛還原Cu(OH)2的實驗中以下幾點是成功的關(guān)鍵。1．高濃度的NaOH溶液有助于產(chǎn)生負氫離子。負氫離子是還原性很強的物質(zhì)。在此實驗中將Cu(OH)2還原為Cu2O的是負氫離子，所以濃堿對乙醛還原Cu(OH)2是有利的。2．增大CuSO4溶液的濃度可以增加銅離子與負碳離子反應(yīng)的機會，降低負碳離子的濃度，阻止羥醛縮合反應(yīng)的發(fā)生。但也不能過濃，過濃時CuSO4與NaOH溶液反應(yīng)會生成Cu(OH)2凝膠，不易溶解，加熱時易生成黑色氧化銅。3．消除羥醛縮合反應(yīng)的措施之一就是降低乙醛對銅離子的量比。在增大CuSO4溶液濃度的同時適當降低乙醛溶液的濃度是很必要的。五、檢測題1.丙醛和氫氧化銅反應(yīng)形成磚紅色沉淀的實驗中，決定實驗成敗的關(guān)鍵是（）A．Cu(OH)2要新制B．CuSO4要過量C．CH3CH2CHO要過量D．NaOH要過量2.下列說法中正確的是()A．凡能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機物一定是醛B．在氧氣中燃燒時，只生成CO2和H2O的物質(zhì)一定是烴C．將1-丙醇與氧氣的混合氣體通過赤熱的銅，發(fā)生反應(yīng)生成丙醛D．1mol任何一元醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)時，最多可以得到2molAg3.．以下實驗或操作能達到目的的是()A．向5mL10%CuSO4溶液中滴加5滴2%NaOH溶液制得Cu(OH)2，再加少量乙醛煮沸，觀察到紅色沉淀B．用溴水鑒別苯、四氯化碳C．苯中混有少量的苯酚，加入濃溴水沉淀后過濾除去苯酚D．乙烷中混有少量乙烯，用氫氣加成除去乙烯4.某3g醛和足量的銀氨溶液反應(yīng)，結(jié)果析出43．2gAg，則該醛為（）A．甲醛B．乙醛C．丙醛D．丁醛5.下列有機化合物中，能夠發(fā)生酯化反應(yīng)、加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)的是()①CH2=CHCOOH ②CH2=CHCOOCH3③CH2=CHCH2OH ④CH3CH2CH2OH⑤CH3CH(OH)CH2CHOA．①③④ B．②④⑤C．①③⑤ D．①②⑤6.某氣態(tài)有機物A的密度是同狀況下氫氣的15倍，氧元素的質(zhì)量分數(shù)約為%，能與新制氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀。若將含有A的溶液與足量銀氨溶液反應(yīng)，產(chǎn)生銀的質(zhì)量為A．4.32gB．3.24gC．2.16gD．1.08g7.與醛基相鄰的碳原子上的氫原子叫α-H。無α—H的醛在強堿作用下生成酸和醇的反應(yīng)被稱作康尼扎羅反應(yīng)，如：2HCHO+NaOH→CH3OH+HCOONa。由此判斷，下列化合物中可以發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)的是A．CH3CHOB．C．D．(CH3)2CHCHO8.下列有關(guān)醛的判斷正確的是()A．用溴水檢驗CH2=CH—CHO中是否含有碳碳雙鍵B．1molHCHO發(fā)生銀鏡反應(yīng)最多生成2molAgC．對甲基苯甲醛()使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明它含有醛基D．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機物不一定是醛類9.分子式為C3H7Br的有機物甲在適宜的條件下能發(fā)生如下一系列轉(zhuǎn)化：(1)若B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，試回答下列問題。①試確定有機物甲的結(jié)構(gòu)簡式：________________________；②用化學方程式表示下列轉(zhuǎn)化過程。甲→A：__________________________________________，B和銀氨溶液反應(yīng)：___________________________________。(2)若B不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，請回答下列問題：①試確定A的結(jié)構(gòu)簡式：______________________________；②用化學方程式表示下列轉(zhuǎn)化過程。甲＋NaOHeq\o(→,\s\up15(醇),\s\do15(△))D：__________________________________，A→B：____________________________________________，D→E：____________________________________________。10.已知(1)該反應(yīng)的生成物中含有的官能團的名稱是________，在一定條件下能發(fā)生________(填序號)；①銀鏡反應(yīng)②酯化反應(yīng)③還原反應(yīng)(2)某氯代烴A的分子式為C6H11Cl，它可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：結(jié)構(gòu)分析表明E分子中含有兩個甲基且沒有支鏈。試回答：①有關(guān)C的說法正確的是________；a．分子式為C6H10O2b．C屬于醛類，且1molC與足量的新制Cu(OH)2反應(yīng)可得4molCu2Oc．C具有氧化性，也具有還原性d．由D催化氧化可以得到C②寫出下列轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學方程式，并指出反應(yīng)類型。A→B：__________________________________________；D→E：_____________________________________________________。參考答案1.【答案】AD2.【解析】易錯選A項。分子中含有醛基的物質(zhì)都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但含有醛基的物質(zhì)不一定是醛，如甲酸酯分子中含有，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但不是醛，故A項不正確；烴的含氧衍生物燃燒也只生成CO2和H2O，故B項不正確；HCHO是一元醛，但當1molHCHO發(fā)生銀鏡反應(yīng)時，可以生成4molAg，故D項不正確?！敬鸢浮緾3.【解析】乙醛與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)時所加NaOH需過量，否則得不到紅色沉淀，A錯；溴水滴入苯和CCl4中，上層顏色加深的為苯，下層顏色加深的是CCl4，B對；苯中混有苯酚，加入濃溴水后的產(chǎn)物溶于苯，C錯；乙烷中的乙烯即使能除去，但又引入新的雜質(zhì)H2，D錯?！敬鸢浮緽4.【解析】n(Ag)=43．2g÷108g/mol=0．4mol．由于每摩爾的醛基-CHO發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生2mol的Ag。所以該分子結(jié)構(gòu)中應(yīng)該含有2mol的醛基。只有甲醛HCHO符合題意。正確。【答案】A5.【解析】物質(zhì)所含的官能團決定物質(zhì)具有的性質(zhì)。有機化合物分子中只要含有—OH和—COOH之一就可以發(fā)生酯化反應(yīng)；含有—CHO、(羰基)、都能發(fā)生加成反應(yīng)；含有—OH、—CHO、都可被氧化。因此，符合題意的是①③⑤，選C。【答案】C6.【解析】有機物A的密度是同狀況下氫氣的15倍，則A的相對分子質(zhì)量是15×2＝30。氧元素的質(zhì)量分數(shù)約為%，則分子含有氧原子的個數(shù)＝＝1。A能與新制氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀，因此A分子中含有醛基，則A應(yīng)該是甲醛。1mol甲醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)最多可以產(chǎn)生4mol單質(zhì)銀，所以將含有A的溶液與足量銀氨溶液反應(yīng)，產(chǎn)生銀的質(zhì)量為×108g/mol＝4.32g，答案選A?！敬鸢浮緼7.【解析】無α—H的醛在強堿作用下生成酸和醇的反應(yīng)被稱作康尼扎羅反應(yīng)，據(jù)此可以判斷。A、乙醛分子中含有α—H，不能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，A不正確；B、有機物分子含有α—H，不能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，B不正確；C、苯甲醛分子沒有α—H，能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，C正確；D、有機物(CH3)2CHCHO分子中含有α—H，不能發(fā)生康尼扎羅反應(yīng)，D不正確，答案選C?！敬鸢浮緾8.【解析】分析多官能團物質(zhì)的性質(zhì)時要考慮官能團之間的干擾，如碳碳雙鍵、醛基均可使溴水褪色，苯的同系物、碳碳雙鍵、醛基等均可使酸