2024高中化學(xué)專題4烴的衍生物第三單元第1課時醛的性質(zhì)和應(yīng)用教案蘇教版選修5

PAGE12-第1課時醛的性質(zhì)和應(yīng)用[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能夠通過對乙醛的學(xué)習(xí)，明確醛類的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.學(xué)會依據(jù)醛基的性質(zhì)來檢驗醛類的存在。3.知道甲醛、乙醛在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。一、醛的結(jié)構(gòu)1．醛是由烴基和eq\o(□,\s\up4(01))醛基(—CHO)相連構(gòu)成的化合物。2．醛類的官能團(tuán)為醛基。醛基結(jié)構(gòu)式：，電子式：，結(jié)構(gòu)簡式：eq\o(□,\s\up4(03))—CHO。3．一元醛通式：R—CHO，—R代表烴基。飽和一元醛的通式為：CnH2nO。4．乙醛的分子結(jié)構(gòu)(1)分子式：eq\o(□,\s\up4(04))C2H4O。(2)結(jié)構(gòu)式：。(3)結(jié)構(gòu)簡式：eq\o(□,\s\up4(06))CH3CHO。5．醛基中包含羰基，羰基中的碳原子與氧原子之間通過雙鍵連接起來，羰基以及與羰基干脆相連的原子處于eq\o(□,\s\up4(07))同一平面上。如分子中四個原子在eq\o(□,\s\up4(08))同一平面上。二、醛的性質(zhì)1．乙醛的物理性質(zhì)乙醛是無色而有eq\o(□,\s\up4(01))刺激性氣味的eq\o(□,\s\up4(02))液體，在水中的溶解度較eq\o(□,\s\up4(03))大。2．乙醛的化學(xué)性質(zhì)乙醛的化學(xué)性質(zhì)主要由醛基(—CHO)來確定。如乙醛的加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)都發(fā)生在醛基上。(1)加成反應(yīng)(還原反應(yīng))：醛基中的C=O鍵可與H2、HX、HCN等加成，但不與Br2加成，如CH3CHO與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為eq\o(□,\s\up4(04))CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up17(Ni),\s\do15(加熱、加壓))CH3CH2OH。(2)氧化反應(yīng)：①易燃燒：2CH3CHO＋5O2eq\o(→,\s\up17(點燃))4CO2＋4H2O。②催化氧化：2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))eq\o(□,\s\up4(05))2CH3COOH。③被銀氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化劑氧化的化學(xué)方程式分別為eq\o(□,\s\up4(06))CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O、CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。④乙醛eq\o(□,\s\up4(07))能(填“能”或“不能”)被酸性KMnO4溶液氧化。3．甲醛的特性(1)甲醛是無色而有eq\o(□,\s\up4(08))刺激性氣味的eq\o(□,\s\up4(09))氣體，在水中的溶解度較eq\o(□,\s\up4(10))大，35%～40%的甲醛水溶液叫福爾馬林。(2)甲醛是醛類中不含烴基的醛，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于含有兩個醛基，故1molHCHO與足量銀氨溶液反應(yīng)可生成eq\o(□,\s\up4(11))4molAg。(3)甲醛與苯酚在鹽酸(或氨水)的催化下，甲醛分子中的氧原子與苯酚分子中羥基鄰位或?qū)ξ簧系臍湓咏Y(jié)合生成水。條件不同時，可得到eq\o(□,\s\up4(12))線型酚醛樹脂或體型酚醛樹脂。(4)尿素與甲醛在肯定條件下也能發(fā)生反應(yīng)生成高分子材料脲醛樹脂。三、酮1．結(jié)構(gòu)烴基與eq\o(□,\s\up4(01))羰基相連的化合物，可表示為，相同碳原子數(shù)的飽和一元酮與飽和一元醛互為同分異構(gòu)體。2．常用的酮(1)丙酮的結(jié)構(gòu)簡式為，是結(jié)構(gòu)最簡潔的酮。(2)環(huán)己酮，結(jié)構(gòu)簡式為。1．醛類分子中含有醛基，分子中含有醛基的物質(zhì)肯定屬于醛類物質(zhì)嗎？提示：醛類物質(zhì)中含有醛基(—CHO)，但含有醛基的物質(zhì)不肯定屬于醛類物質(zhì)，例如，甲酸(HCOOH)、甲酸鹽(HCOONa等)、甲酸酯(HCOOCH3等)、葡萄糖[CH2OH—(CHOH)4—CHO]等物質(zhì)中均含有醛基，它們不屬于醛類物質(zhì)，但都具有醛基的化學(xué)性質(zhì)，均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。2．1mol乙醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)能生成2molAg，而1mol甲醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)能生成4molAg，為什么？提示：1molCH3CHO分子中含有1mol—CHO，被銀氨溶液氧化為1mol—COOH的同時有2molAg生成，化學(xué)方程式為CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))CH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O。即醛基與生成的Ag的關(guān)系式為1mol—CHO～2molAg。而甲醛分子結(jié)構(gòu)可看作含有2個醛基，如圖所示，甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)時，可理解為：故甲醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)時存在的關(guān)系式為1molHCHO～4molAg。一、醛基的性質(zhì)醛基可被氧化劑氧化為羧基，也可被H2還原為醇羥基，因此醛基既有還原性，又有氧化性，可表示如下：—CH2OHeq\o(→,\s\up17(H2),\s\do15(被還原))—CHOeq\o(→,\s\up17([O]),\s\do15(被氧化))—COOH1．從有機(jī)物的加氧來理解在以下兩個反應(yīng)中，都是氧進(jìn)入醛基的C—H鍵上，變成C—O—H，發(fā)生了氧化反應(yīng)。CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2OCH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up17(△))Cu2O↓＋CH3COONa＋3H2O2．從無機(jī)物價態(tài)的改變來理解在銀鏡反應(yīng)中，Ag的化合價從＋1價變?yōu)?價，所以Ag(NH3)2OH作氧化劑，則CH3CHO作還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)。與新制Cu(OH)2的反應(yīng)中，Cu的化合價從＋2價變?yōu)椋?價，Cu(OH)2作氧化劑，則CH3CHO作還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)。3．—CHO是常見的唯一既有氧化性又有還原性的官能團(tuán)在有機(jī)化學(xué)中，除了用化合價升降來分析氧化還原反應(yīng)外，還可用得失氫原子(或氧原子)來分析?！暗脷浠蛉パ酢笔沁€原反應(yīng)，如：RCHO＋H2eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(水熱、加壓))RCH2OH，對RCHO來說，事實上是加上了氫原子，發(fā)生了還原反應(yīng)?！暗醚趸蛉洹笔茄趸磻?yīng)，如：2RCHO＋O2eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2RCOOH，是在—CHO的C—H鍵中加氧原子；再如CH3CH2OH生成CH3CHO是失去了兩個氫原子。所以，醛既能加氧發(fā)生氧化反應(yīng)生成酸，又能加氫發(fā)生還原反應(yīng)生成醇。除了O2外，強氧化劑KMnO4(H＋)溶液、溴水、弱氧化劑銀氨溶液或新制Cu(OH)2也可以氧化醛。[對點練習(xí)]1．某有機(jī)化合物X，能夠發(fā)生如圖所示改變。則有機(jī)物X是()eq\x(Y)eq\o(,\s\up17(還原),\s\do15(氧化))eq\x(X)eq\o(→,\s\up17(氧化))eq\x(Z)A．C2H5OH B．C2H4C．CH3CHO D．CH3COOH答案C解析由圖示可知X既有氧化性又有還原性，且Y可氧化生成X，符合要求的只有醛。2．丙烯醛的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCHO，下列有關(guān)其性質(zhì)的敘述中錯誤的是()A．能使溴水褪色，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．在肯定條件下與H2充分反應(yīng)，生成1-丙醇C．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且反應(yīng)過程中表現(xiàn)出氧化性D．在肯定條件下能被空氣氧化答案C解析丙烯醛(CH2=CH—CHO)中含碳碳雙鍵，能使溴水褪色，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故A正確；碳碳雙鍵、—CHO均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，則在肯定條件下與H2充分反應(yīng)生成1-丙醇，故B正確；含—CHO，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，反應(yīng)過程中表現(xiàn)還原性，故C錯誤；—CHO在銅催化、加熱條件下能被空氣中的氧氣氧化，故D正確。二、醛基的檢驗1．銀鏡反應(yīng)續(xù)表2．與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)[對點練習(xí)]3．下列有關(guān)銀鏡反應(yīng)試驗的說法不正確的是()A．試驗前試管先用熱的燒堿溶液洗滌，再用蒸餾水洗滌B．向2%的硝酸銀溶液中滴入2%的稀氨水，直至產(chǎn)生的沉淀恰好溶解，配得銀氨溶液C．采納水浴加熱，不能干脆加熱D．可用濃鹽酸洗去銀鏡答案D解析Ag能夠和稀硝酸反應(yīng)而溶解，因此可用稀硝酸洗去試管內(nèi)的銀鏡，不能運用濃鹽酸，故D錯誤。4．已知—CHO具有較強還原性，橙花醛的結(jié)構(gòu)簡式是：(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CH—CHO。欲驗證分子中有碳碳雙鍵和醛基，甲、乙兩學(xué)生設(shè)計了如下方案：甲：①取少量橙花醛滴加溴水；②在①反應(yīng)后的溶液中滴加銀氨溶液，水浴加熱。乙：①取少量橙花醛滴加銀氨溶液，水浴加熱；②在①反應(yīng)后的溶液中先加稀硫酸酸化再滴加溴水?；卮鹣铝袉栴}：(1)能達(dá)到試驗?zāi)康牡氖莀_______(填“甲”“乙”或“甲、乙均可”)。(2)對不行行方案說明緣由(認(rèn)為均可的此題不答)________________________________________________________________。(3)對可行方案：①依據(jù)現(xiàn)象是________；反應(yīng)方程式是______________________________。②依據(jù)現(xiàn)象是________________；反應(yīng)方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)乙(2)—CHO有很強的還原性，若先加溴水(Br2)，則Br2會將—CHO和均氧化，達(dá)不到試驗?zāi)康?3)①產(chǎn)生銀鏡(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CH—CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O②溴水褪色2(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOONH4＋H2SO4→2(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOOH＋(NH4)2SO4、(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOOH＋2Br2→(CH3)2CBrCHBrCH2CH2C(CH3)BrCHBrCOOH解析解答本題的關(guān)鍵是確定醛基和碳碳雙鍵檢驗的先后依次。由于溴水(Br2)也能氧化醛基(—CHO)，所以必需先用銀氨溶液檢驗醛基(—CHO)；又因為銀氨溶液氧化醛基后溶液為堿性，所以應(yīng)先酸化后再加溴水檢驗碳碳雙鍵。三、甲醛的結(jié)構(gòu)與特征甲醛的結(jié)構(gòu)很特殊，其結(jié)構(gòu)式如圖所示，與羰基干脆相連的兩個氫原子在性質(zhì)上沒有區(qū)分，都能被氧化，最終生成碳酸。1．加成反應(yīng)HCHO＋H2eq\o(→,\s\up17(Ni),\s\do15(加熱、加壓))CH3OH。2．氧化反應(yīng)(1)HCHO＋O2eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))CO2＋H2O。(2)銀鏡反應(yīng)HCHO＋4Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O。(3)與新制的氫氧化銅反應(yīng)HCHO＋4Cu(OH)2eq\o(→,\s\up17(△))CO2＋2Cu2O↓＋5H2O。3．制取酚醛樹脂(1)反應(yīng)原理(2)酸催化堿催化試驗操作試驗操作a.待混合物接近沸騰時，取出試管并用玻璃棒攪拌反應(yīng)物，視察現(xiàn)象；b.試管冷卻至室溫后，向試管中加入適量乙醇，視察現(xiàn)象；c.再把試管放在熱水浴中加熱，視察現(xiàn)象試驗現(xiàn)象混合溶液變渾濁，有黏稠的粉紅色物質(zhì)生成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質(zhì)溶解混合溶液變渾濁，有黏稠的乳黃色物質(zhì)生成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質(zhì)仍不溶解結(jié)論在酸催化條件下，生成線型結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂，具有熱塑性在堿催化條件下，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂，具有熱固性留意事項①加熱方法：沸水浴加熱，不須要溫度計；②因為反應(yīng)物易揮發(fā)，所以要運用冷凝導(dǎo)管；③此試驗需在通風(fēng)良好的條件下進(jìn)行，樹脂及殘液需統(tǒng)一回收處理[對點練習(xí)]5．已知甲醛(HCHO)分子中的4個原子是共平面的，下列分子中全部原子不行能共平面的是()答案D解析在有機(jī)物中，右側(cè)甲基(—CH3)中碳原子實行sp3雜化，其空間構(gòu)型為四面體型，故不行能全部原子共面。6．3g某醛跟足量的銀氨溶液反應(yīng)，結(jié)果析出43.2g銀，則該醛是()A．甲醛 B．乙醛C．丙醛 D．丁醛答案A解析因1mol一元醛通常發(fā)生銀鏡反應(yīng)可得到2molAg。現(xiàn)得到0.4molAg，故醛應(yīng)為0.2mol，該醛的摩爾質(zhì)量為eq\f(3g,0.2mol)＝15g·mol－1。此題好像無解，但1mol甲醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)可得到4molAg，M(HCHO)＝30g·mol－1，0.1mol甲醛即3g甲醛可得到43.2gAg，與題意相符。本課歸納總結(jié)1．下列關(guān)于醛的說法中正確的是()A．甲醛是甲基跟醛基相連而構(gòu)成的醛B．醛的官能團(tuán)是—COHC．飽和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO的通式D．甲醛、乙醛、丙醛均無同分異構(gòu)體答案C解析A項，甲基跟醛基相連構(gòu)成的是CH3—CHO(乙醛)；B項，醛的官能團(tuán)是—CHO；D項，丙醛與丙酮互為同分異構(gòu)體。2．下列四個反應(yīng)中，與其他三個反應(yīng)類型不同的是()A．CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up17(Ni))CH3CH2OHB．CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加熱))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2OC．CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2OD．2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2CH3COOH答案A解析A項是乙醛的加成反應(yīng)；B項是銀鏡反應(yīng)，屬于乙醛的氧化反應(yīng)；C項是乙醛的氧化反應(yīng)；D項是乙醛的氧化反應(yīng)，故選A。3．某學(xué)生用2mL1mol/L的CuSO4溶液和4mL0.5mol/L的NaOH溶液混合，然后加入0.5mL濃度為4%的HCHO溶液，加熱到沸騰，未見紅色沉淀，失敗的主要緣由是()A．甲醛量太少 B．硫酸銅量太少C．NaOH量太少 D．加熱時間短答案C解析因n(CuSO4)∶n(NaOH)＝1∶1，表明CuSO4過量，堿不足，而醛與新制Cu(OH)2反應(yīng)時必需堿過量。4．有A、B、C三種烴的衍生物，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：1,2-二溴乙烷eq\o(→,\s\up17(溴水))氣體eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(170℃))Aeq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(還原))Beq\o(→,\s\up17(氧化))C其中B可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，C與A在濃H2SO4作用下受熱生成有香味的液體。(1)A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式和名稱依次是________、________、________。(2)A→B的化學(xué)方程式為_______________________________________。(3)B→C的化學(xué)方程式為_________________________________________。(4)B→A的化學(xué)方程式為____