第2章官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng)烴的衍生物第3節(jié)

醛和酮

糖類和核酸第1課時醛和酮素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.了解醛和酮的同分異構(gòu)現(xiàn)象,能對醛和酮進(jìn)行命名,了解常見的幾種簡單的醛和酮的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和用途,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2.了解醛、酮的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和異同,能夠預(yù)測醛、酮可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及它們在化學(xué)性質(zhì)上的異同。理解醛、酮的主要化學(xué)性質(zhì),并從反應(yīng)條件、生成物種類等角度對比醛、酮性質(zhì)上的差異。知道醛、酮與羧酸、醇等烴的衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化,能以醛、酮為實(shí)例說明有機(jī)化合物分子中基團(tuán)之間存在的相互影響,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。醛、酮的化學(xué)性質(zhì):加成反應(yīng)(與HCN、CH3OH、NH2R等),醛的氧化反應(yīng)[O2、銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液、酸性KMnO4溶液、溴水等],還原反應(yīng)(與H2的加成反應(yīng))。知識點(diǎn)一常見的醛、酮基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

類別醛酮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)羰基碳原子分別與

和

(或氫原子)相連

羰基碳原子與兩個

相連

官能團(tuán)名稱

_________

_________官能團(tuán)結(jié)構(gòu)簡式

__________________

_________組成通式飽和一元醛:CnH2nO(n≥1)飽和一元酮:

聯(lián)系相同碳原子數(shù)的飽和一元醛與飽和一元酮互為

氫原子烴基烴基醛基酮羰基CnH2nO(n≥3)

同分異構(gòu)體2.命名

3-甲基丁醛

3-甲基-2-丁酮3.常見的醛和酮

名稱結(jié)構(gòu)簡式狀態(tài)氣味溶解性用途甲醛______________刺激性氣味易溶于水制脲醛樹脂、酚醛樹脂等乙醛_________液體刺激性氣味易溶于水制乙酸等苯甲醛_________液體苦

氣味,工業(yè)上稱其為苦杏仁油

微溶于水制染料、香料的重要中間體丙酮________________

特殊氣味能與水以任意比例互溶有機(jī)溶劑、有機(jī)合成原料HCHO

氣體CH3CHO杏仁液體名師點(diǎn)撥醛和醛基醛中的官能團(tuán)為醛基,醛基的結(jié)構(gòu)簡式可寫成—CHO,注意書寫時,應(yīng)把H寫在O的前面,防止與醇的結(jié)構(gòu)混淆。醛中含有醛基,但是含有醛基的有機(jī)物并不一定是醛,如甲酸(HCOOH)、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]等物質(zhì)中都含有醛基。深度思考分子式為C2H4O的有機(jī)物一定是乙醛嗎?分子式為C3H6O的有機(jī)物呢?正誤判斷(1)屬于醛。(

)(2)常溫下甲醛和乙醛都是無色液體,不溶于水。(

)(3)甲醛的水溶液稱為福爾馬林,可用于浸制生物標(biāo)本。(

)(4)分子式為C4H8O的醛、酮共有4種。(

)√×提示

常溫下,甲醛為無色氣體,甲醛和乙醛均易溶于水。

√×提示

分子式為C4H8O的醛為CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO,酮為

,共有3種。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

醛、酮的結(jié)構(gòu)例1下列關(guān)于醛的說法不正確的是(

)A.甲醛是甲基與醛基相連而構(gòu)成的醛B.醛的官能團(tuán)是—CHOC.苯甲醛是組成最簡單的芳香醛,具有苦杏仁氣味D.飽和一元脂肪醛的組成通式為CnH2nO(n≥1,n為整數(shù))A解析

甲醛是氫原子與醛基相連而構(gòu)成的醛,A錯誤;醛的官能團(tuán)是—CHO,B正確;苯甲醛的結(jié)構(gòu)簡式為

,是組成最簡單的芳香醛,具有苦杏仁氣味,工業(yè)上稱其為苦杏仁油,C正確;飽和一元脂肪醛的組成通式為CnH2nO(n≥1,n為整數(shù)),D正確。[對點(diǎn)訓(xùn)練1]下列有關(guān)化學(xué)用語的表示錯誤的是(

)A解析

醛基的電子式為

,A錯誤;氧元素的電負(fù)性大于碳元素,醛基中碳氧雙鍵中共用電子對偏向氧原子一方,B正確;選擇含醛基的最長的碳鏈作為主鏈,有5個碳原子,醛基的碳原子編號最小,該物質(zhì)的名稱為3,4-二甲基-2-乙基戊醛,C正確;

的化學(xué)名稱為3-氯丁醛,D正確。規(guī)律方法

醛、酮命名的注意事項醛基和酮羰基均為含碳的官能團(tuán),因此主鏈的選擇要含有醛基或酮羰基;編號時要從離官能團(tuán)最近的一端開始,則醛基一定是在1位,故不需要標(biāo)注醛基的位次號。探究角度2

醛、酮的同分異構(gòu)體例2分子式為C5H10O,且結(jié)構(gòu)中含有

的有機(jī)物共有(

)A.4種 B.5種C.6種 D.7種D解析

(1)醛類:可寫為C4H9—CHO,因C4H9—有4種結(jié)構(gòu),故C4H9CHO的醛有4種?！咀兪皆O(shè)問】(1)寫出分子式為C5H10O的屬于醛類的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。(2)寫出分子式為C5H10O的酮的名稱。

[對點(diǎn)訓(xùn)練2](魯科版教材改編題)分子式為C5H12O的飽和一元醇氧化后能產(chǎn)生的醛有

種,酮有

種,不能催化氧化的醇的結(jié)構(gòu)簡式為

。

43解析

分子式為C5H12O的飽和一元醇氧化后能產(chǎn)生的醛可表示為C4H9—CHO,因此醛有4種;5個碳的飽和一元酮有3種;不能催化氧化的醇中連接—OH的碳原子上應(yīng)連接3個烴基,則只能為

。分子式為C5H12O的飽和一元醇可表示為C5H11—OH,C5H11—有8種,因此飽和一元醇有8種,其中氧化成醛的有4種,氧化成酮的有3種,不能催化氧化的有1種。思維建模

醛和酮同分異構(gòu)體的書寫方法(1)官能團(tuán)類型異構(gòu)飽和一元醛、飽和一元酮的通式都是CnH2nO,即含有相同碳原子數(shù)的飽和一元醛與飽和一元酮互為同分異構(gòu)體。如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮(CH3COCH3)。脂環(huán)醇、烯醇與等碳原子數(shù)的醛互為同分異構(gòu)體。如CH2=CH—CH2OH和CH3CH2CHO。(2)官能團(tuán)位置異構(gòu)因為醛基在鏈端,所以醛不存在此類異構(gòu),但酮存在官能團(tuán)位置異構(gòu)。如2-戊酮與3-戊酮。(3)碳骨架異構(gòu)①醛類碳骨架異構(gòu)的寫法——“取代法”:如C5H10O可寫成C4H9—CHO,C4H9—的碳骨架異構(gòu)數(shù)目,即為C5H10O醛類異構(gòu)體的數(shù)目,C4H9—的碳骨架異構(gòu)數(shù)目有4種,C5H10O醛類異構(gòu)體的數(shù)目也有4種。②酮類碳骨架異構(gòu)的寫法——“分碳法”:知識點(diǎn)二醛、酮的化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)1.羰基的加成反應(yīng)(1)原理醛和酮分子中的羰基(碳氧雙鍵)在一定條件下可與H2、HX、HCN、NH3及氨的衍生物、醇類等發(fā)生加成反應(yīng)。具體原理如下:(2)醛、酮加成反應(yīng)實(shí)例①與氫氰酸加成

可用于有機(jī)合成中增長碳鏈②與氨及氨的衍生物加成

③與醇類加成

2.醛、酮的氧化反應(yīng)(1)氧化反應(yīng)醛能夠被氧氣氧化,也能被弱氧化劑(銀氨溶液、新制氫氧化銅懸濁液)氧化。(2)酮對一般的氧化劑比較穩(wěn)定,只能被很強(qiáng)的氧化劑氧化。

2CH3CHO+O2

2CH3COOHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O光亮的銀鏡CH3COONa+Cu2O↓+3H2O

磚紅色

3.醛、酮的還原反應(yīng)

(2)與氫氣加成的通式

醇名師點(diǎn)撥1.醛的氧化反應(yīng)醛基化學(xué)性質(zhì)活潑,容易被弱氧化劑銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液氧化生成—COOH,則也可被強(qiáng)氧化劑酸性KMnO4溶液、溴水氧化,因此醛也可使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。2.甲醛氧化反應(yīng)的特殊性

甲醛為飽和一元醛,但從結(jié)構(gòu)看,分子中相當(dāng)于含有兩個醛基,因此1

mol

HCHO可與4

mol

[Ag(NH3)2]OH反應(yīng)生成4

mol

Ag,可與4

mol

Cu(OH)2反應(yīng)生成2

mol

Cu2O沉淀。3.銀氨溶液的配制在一支潔凈的試管中,加入1

mL

2%

AgNO3溶液,邊振蕩邊滴加2%氨水,直至最初產(chǎn)生的沉淀恰好消失,便得到銀氨溶液。發(fā)生反應(yīng)為AgNO3+NH3·H2O══AgOH↓+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O══[Ag(NH3)2]OH+2H2O。4.銀鏡反應(yīng)的注意事項(1)試管內(nèi)壁必須潔凈,若試管內(nèi)壁存在油污則難以形成光亮的銀鏡,常產(chǎn)生黑色的銀沉淀。(2)銀氨溶液隨用隨配,不可久置,銀氨溶液久置過程中會產(chǎn)生具有爆炸性的Ag3N和AgN3。(3)水浴加熱,不可用酒精燈直接加熱。(4)醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴。(5)銀鏡可用稀硝酸浸泡洗滌除去。正誤判斷(1)1

mol

HCHO與足量銀氨溶液充分反應(yīng),可生成4

mol

Ag。(

)(2)可用新制Cu(OH)2懸濁液鑒別乙醇、乙酸和乙醛三種無色溶液。(

)(3)CH2=CHCHO能使酸性KMnO4溶液褪色,證明CH2=CHCHO分子中含有碳碳雙鍵。(

)√√×提示

CH2=CHCHO分子中的碳碳雙鍵和醛基均可被酸性KMnO4溶液氧化,因此CH2=CHCHO能使酸性KMnO4溶液褪色,不能說明分子中含有碳碳雙鍵。(4)含有4個碳原子的飽和一元醛與H2加成得到的飽和一元醇有4種。(

)×提示

含有4個碳原子的飽和一元醛的結(jié)構(gòu)只有2種:CH3CH2CH2CHO和(CH3)2CHCHO,與H2加成得到的飽和一元醇的結(jié)構(gòu)只有2種:CH3CH2CH2CH2OH和(CH3)2CHCH2OH。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

醛、酮的加成反應(yīng)例1醛、酮在有機(jī)合成中是非常重要的中間產(chǎn)物。乙醛和一些有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)這些轉(zhuǎn)化關(guān)系的說法不正確的是(

)A.反應(yīng)①是加成反應(yīng),也是還原反應(yīng)B.反應(yīng)③和④的產(chǎn)物都是乙酸C.反應(yīng)②和④都是氧化反應(yīng)D.反應(yīng)③增長了碳鏈B解析

反應(yīng)③的產(chǎn)物不是乙酸,反應(yīng)④的產(chǎn)物是乙酸。

【變式設(shè)問】(1)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式。(2)在一定條件下,甲和丙可發(fā)生反應(yīng),試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

[對點(diǎn)訓(xùn)練1](魯科版教材改編題)

是某有機(jī)化合物的加氫還原產(chǎn)物,該有機(jī)物不可能是(

)A.2-甲基丁醛的同分異構(gòu)體B.CH2=CHCHO的同系物B思維建模

1.羰基上的電荷分布與加成原理根據(jù)碳、氧原子的電負(fù)性強(qiáng)弱,羰基上的電荷的分布為

。與極性試劑的加成原理是羰基上帶正電荷的部分加上了極性試劑中帶負(fù)電荷的部分,羰基上帶負(fù)電荷的部分加上了極性試劑中帶正電荷的部分,與HCN、CH3OH、NH2R加成時,H原子均連接羰基氧,剩余部分連接羰基碳,結(jié)構(gòu)依次為2.羰基與H2的加成反應(yīng)

(2)醛、酮與醇的相互轉(zhuǎn)化及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

探究角度2

醛、酮的氧化反應(yīng)例2已知檸檬醛的結(jié)構(gòu)簡式為

。根據(jù)已有知識判斷下列說法不正確的是(

)A.它可使酸性KMnO4溶液褪色B.它可以與Br2發(fā)生加成反應(yīng)C.它可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)D.它被催化加氫后最終產(chǎn)物的分子式為C10H20OD解析

檸檬醛的分子結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵和醛基,二者都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,A正確;碳碳雙鍵可與Br2發(fā)生加成反應(yīng),B正確;醛基可以發(fā)生銀鏡反應(yīng),C正確;檸檬醛與氫氣完全加成后生成飽和一元醇,分子式為C10H22O,D不正確?！咀兪皆O(shè)問】(1)檸檬醛能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,能否說明分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵?(2)如何檢驗檸檬醛中含有醛基?提示

不能,因為檸檬醛分子中含有的醛基也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。

提示

取檸檬醛少量于試管中,加入銀氨溶液后,水浴加熱,有銀鏡生成,則證明有醛基存在[或取檸檬醛少量于試管中,加入新制的Cu(OH)2懸濁液后,加熱煮沸,有磚紅色沉淀生成,則證明有醛基存在]。[對點(diǎn)訓(xùn)練2]1mol有機(jī)物

與足量的氫氣和新制的氫氧化銅懸濁液反應(yīng),消耗的氫氣與氫氧化銅的物質(zhì)的量分別為(

)A.1mol、2mol B.1mol、4molC.3mol、2mol D.3mol、4molD解析

該分子中含有醛基和碳碳雙鍵,醛基和碳碳雙鍵均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),醛基與新制的氫氧化銅懸濁液發(fā)生氧化反應(yīng),1

mol該物質(zhì)與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)最多消耗3

mol

H2,與新制的氫氧化銅懸濁液反應(yīng)最多消耗4

mol

Cu(OH)2,故選D。規(guī)律方法

1.醛基的氧化性和還原性醛基既有還原性,又有氧化性,醛基可被氧化劑氧化為羧基,也可被H2還原為醇羥基,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:因此,在有機(jī)推斷題中,醛通常作為中間物質(zhì)出現(xiàn)。

2.醛基的氧化反應(yīng)醛的還原性較強(qiáng),可被較弱氧化劑銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液氧化,也可被KMnO4(H+)溶液、溴水等較強(qiáng)氧化劑氧化;而酮羰基不能被酸性KMnO4溶液、溴水、新制Cu(OH)2懸濁液、銀氨溶液等氧化劑氧化。檢驗醛基常利用醛基與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)。檢驗方法為:3.醛與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)或發(fā)生銀鏡反應(yīng)的定量關(guān)系

(2)甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)時,1個甲醛分子相當(dāng)于有2個—CHO,定量關(guān)系:1

mol

HCHO~4

mol

Cu(OH)2~2

mol

Cu2O,1

mol

HCHO~4

mol

Ag。隨堂檢測

全達(dá)標(biāo)12345題組1常見的醛、酮1.下列物質(zhì)屬于酮的是(

)C解析

酮的官能團(tuán)為酮羰基()。A為甲醛,屬于醛;B為甲酸,屬于羧酸;D含有醚鍵,屬于醚。123452.一氧化碳、烯烴與氫氣在催化劑作用下發(fā)生烯烴的醛化反應(yīng),又叫羰基的合成。如由乙烯可制丙醛:CH2=CH2+CO+H2

CH3CH2CHO。由丁烯進(jìn)行醛化反應(yīng)也可得到醛,在它的同分異構(gòu)體中,屬于醛的有(

)A.2種 B.3種C.4種 D.5種C解析

丁烯進(jìn)行醛化反應(yīng)可得到戊醛,可表示為C4H9—CHO,丁基(C4H9—)有4種結(jié)構(gòu),因此戊醛共有4種結(jié)構(gòu),故選C。123453.下列說法正確的是(

)A.甲醛、乙醛、丙醛通常情況下都是液體D1234512345題組2醛、酮的化學(xué)性質(zhì)4.(202