2020版高中化学第三章第二节醛学案（含解析）新人教版

2020版高中化学第三章第二节醛学案（含解析）新人教版

第二节　醛[核心素养发展目标]　1.宏观辨识与微观探析：通过醛基中原子成键情况的分析，了解醛类的结构特点，理解乙醛的化学性质与醛基的关系，学会醛基的检验方法。2.科学态度与社会责任：了解甲醛对环境和健康的影响，关注有机化合物安全使用的问题。一、醛的结构与常见的醛1．概念醛是由烃基与醛基相连构成的化合物。2．结构特点醛类官能团的结构简式是—CHO，饱和一元醛的结构通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO。3．常见的醛(1)甲醛：又名蚁醛，是结构最简单的醛，结构简式为HCHO。通常状况下是一种无色有刺激性气味的气体，易溶于水。它的水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能等。(2)乙醛：分子式为C2H4O，乙醛的结构简式为CH3CHO，是一种无色有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点是20.8℃，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇等互溶。例1　下列有机物不属于醛类物质的是(　　)答案　D解析　紧扣醛类物质的定义：醛是由烃基或氢和醛基(—CHO)相连构成的化合物。D项中不含醛基，故不属于醛类物质。例2　一氧化碳、烯烃和氢气能在催化剂存在条件下发生烯烃的醛化反应，又称羰基的合成，如由乙烯可制丙醛：CH2==CH2＋CO＋H2CH3CH2CHO。则由丁烯进行醛化反应得到的醛共有(　　)A．2种B．3种C．4种D．5种答案　C解析　由题意知CH2==CH2可制得CH3CH2CHO，那么丁烯应制得戊醛，即C4H9—CHO，因C4H9—有4种同分异构体，故戊醛也有4种同分异构体。n二、醛的化学性质——以乙醛为例1．氧化反应(1)可燃性乙醛燃烧的化学方程式：2CH3CHO＋5O24CO2＋4H2O。(2)催化氧化乙醛在一定温度和催化剂作用下，能被氧气氧化为乙酸的化学方程式：。(3)与银氨溶液反应实验操作实验现象向①中滴加氨水，现象为先产生白色沉淀后变澄清，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反应的化学方程式①中：AgNO3＋NH3·H2O==AgOH↓(白色)＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O==Ag(NH3)2OH＋2H2O；③中：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O(4)与新制氢氧化铜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中溶液有红色沉淀产生有关反应的化学方程式①中：2NaOH＋CuSO4==Cu(OH)2↓＋Na2SO4；③中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O(5)乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。n2．加成反应(还原反应)乙醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质类似，也能与氢气发生加成反应，化学方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。3．醛的化学通性(1)醛可被氧化为羧酸，也可被氢气还原为醇，因此醛既有氧化性，又有还原性，其氧化、还原的关系为R—CH2OH(2)有机物的氧化、还原反应①氧化反应：有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应，即加氧去氢。②还原反应：有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应，即加氢去氧。醛与弱氧化剂发生化学反应的注意事项(1)银镜反应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；⑤不可搅拌、振荡。(2)与新制的Cu(OH)2反应①Cu(OH)2必须用新配制的；②配制Cu(OH)2时，所用NaOH必须过量；③反应液必须直接加热煮沸。例3　醛类易被KMnO4酸性溶液或溴水等氧化为羧酸。(1)向乙醛中滴加KMnO4酸性溶液，可观察到的现象是________________________________________________________________________。(2)某醛的结构简式为(CH3)2C==CHCH2CH2CHO，通过实验方法检验其中的官能团。①实验操作中，应先检验哪种官能团？________，原因是________________________________________________________________________。②检验分子中醛基的方法是_______________________________________________，化学方程式为________________________________________________________。③检验分子中碳碳双键方法是________________________________________________。答案　(1)KMnO4酸性溶液褪色(2)①醛基　检验碳碳双键要使用溴水或KMnO4酸性溶液，而醛基也能使溴水或KMnO4n酸性溶液褪色　②在洁净的试管中加入新制银氨溶液和少量试样后，水浴加热有银镜生成(或在洁净的试管中加入少量试样和新制氢氧化铜悬浊液，加热煮沸，有红色沉淀生成)　(CH3)2C==CHCH2CH2CHO＋2Ag(NH3)2OH2Ag↓＋3NH3＋(CH3)2C==CHCH2CH2COONH4＋H2O[或(CH3)2C==CHCH2CH2CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH(CH3)2C==CHCH2CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O]③加入过量银氨溶液氧化醛基后，调节溶液至酸性再加入溴水(或酸性KMnO4溶液)，看是否褪色解析　(1)乙醛中的醛基被KMnO4酸性溶液氧化而使KMnO4酸性溶液褪色。(2)由于碳碳双键、醛基都能使溴水或KMnO4酸性溶液褪色，故应先用足量的新制银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液将醛基氧化，检验完醛基，再加酸酸化，然后加入溴水或KMnO4酸性溶液检验碳碳双键。方法规律(1)只要有机物的分子中含有—CHO，就能发生银镜反应，也能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化。(2)银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液为弱氧化剂，不能氧化碳碳双键，但溴水或KMnO4酸性溶液为强氧化剂，可氧化—CHO，故应先检验—CHO再检验碳碳双键。相关链接使溴的CCl4溶液、KMnO4酸性溶液褪色的有机物及褪色原因的比较官能团试剂　碳碳双键碳碳三键苯的同系物醇酚醛能否褪色原因能否褪色原因能否褪色原因能否褪色原因能否褪色原因能否褪色原因溴的CCl4溶液√加成反应√加成反应×－×－√取反应代√氧化反应KMnO4酸性溶液√氧化反应√氧化反应√氧化反应√氧化反应√氧化反应√氧化反应注：“√”代表能，“×”代表不能。三、甲醛、丙酮的结构与性质1．甲醛n(1)结构特点甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图：(2)甲醛氧化反应的特殊性甲醛发生氧化反应时，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：1molHCHO～4molAg1molHCHO～4molCu(OH)2～2molCu2O2．丙酮——酮的代表物(1)酮的概念和结构特点：(2)丙酮：①丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为。②常温下丙酮是无色透明液体，易挥发，能与水、乙醇等混溶。不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇。醛和酮的区别与联系官能团官能团位置结构通式区别醛醛基：碳链末端(最简单的醛是甲醛)(R为烃基或氢原子)酮羰基：碳链中间(最简单的酮是丙酮)n(R、R′均为烃基)联系碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体例4　香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物，其结构简式为，下列关于茉莉酮的说法正确的是(　　)A．该有机物的化学式是C11H16OB．1mol该有机物与H2充分反应，消耗4molH2C．该有机物属于不饱和酮类物质，能发生银镜反应D．该有机物能发生加成反应，但不能发生氧化反应答案　A解析　该有机物中含有羰基和碳碳双键，能发生加成反应，也能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化，但不能发生银镜反应，1mol该有机物与H2充分反应消耗3molH2。例5　下列物质各1mol与足量的银氨溶液反应，析出银的质量相等的是(　　)①HCHO　②CH3CHO　③(CH3)2CHCHO④OHC(CH2)3CHOA．①②③B．①④C．①②③④D．③④答案　B解析　由甲醛结构式可知甲醛相当于二元醛，1mol甲醛与足量银氨溶液反应能生成4molAg；OHC(CH2)3CHO为二元醛，1mol该醛与足量银氨溶液反应与HCHO生成Ag的质量相等；②③中的醛均为一元醛，1mol醛与足量银氨溶液反应均生成2molAg。故答案为①④或②③。1．下列关于醛的说法正确的是(　　)A．甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛B．醛的官能团是—COHC．饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO的通式D．甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体n答案　C解析　A项，甲醛是氢原子跟醛基相连而构成的醛；B项，醛的官能团是—CHO；D项，丙醛与丙酮互为同分异构体。2．有一种有机物的结构简式为：CH3—CH==CHCH2CHO，下列对其化学性质的说法中，不正确的是(　　)A.能发生加聚反应B.能被银氨溶液氧化C．1mol该有机物能与1molBr2发生加成反应D．1mol该有机物只能与1molH2发生加成反应答案　D解析　含有碳碳双键能发生加聚反应，A正确；含有醛基能被银氨溶液氧化，B正确；含有1个碳碳双键，因此1mol该有机物能与1molBr2发生加成反应，C正确；碳碳双键和醛基均与氢气发生加成反应，1mol该有机物能与2molH2发生加成反应，D错误。3．使用哪组试剂可鉴别在不同试剂瓶内的1己烯、甲苯和丙醛(　　)A．酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液B．银氨溶液和溴的CCl4溶液C．FeCl3溶液和银氨溶液D．银氨溶液和酸性KMnO4溶液答案　B解析　A项，酸性KMnO4溶液与三种物质均反应而褪色，溴的CCl4溶液仅能够鉴别出不褪色的甲苯，错误；B项，银氨溶液可以鉴别出发生银镜反应的丙醛，而溴的CCl4溶液又可以鉴别出发生加成反应而褪色的1己烯，不反应的为甲苯，正确；C项，银氨溶液只可以鉴别出丙醛，错误；D项，银氨溶液可以鉴别出丙醛，而酸性KMnO4溶液和另外两种物质均反应而褪色，故无法鉴别，错误。4．有A、B、C三种烃的衍生物，相互转化关系如下：(1)A、B、C中所含官能团的名称是________、________、________。(2)A→B的化学方程式为_______________________________________________。(3)B→C的化学方程式为_________________________________________________。(4)B→A的化学方程式为__________________________________________________。答案　(1)羟基　醛基　羧基(2)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2On(3)2CH3CHO＋O22CH3COOH(4)CH3CHO＋H2CH3CH2OH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，则A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。题组一　醛类的组成与结构1．下列关于醛的说法中正确的是(　　)A．醛的官能团是B．所有醛中都含醛基和烃基C．一元醛的分子式符合CnH2nO的通式D．所有醛都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，并能发生银镜反应答案　D解析　醛的官能团是醛基(—CHO)；醛分子中都含有醛基(—CHO)，醛基有较强的还原性，可还原溴水和酸性KMnO4溶液；甲醛中无烃基；只有饱和一元醛的通式为CnH2nO。2．分子式为C5H10O，且结构中含有的有机物共有(　　)A．4种B．5种C．6种D．7种答案　D解析　分子式为C5H10O满足饱和一元醛、酮的通式CnH2nO，且结构中含有，故可以从醛类、酮类两方面考虑。醛类：可写为C4H9—CHO，因为C4H9—有4种结构，故醛有4种形式。酮类：可写为CH3COC3H7，因—C3H7有2种结构，故此种形式有2种，分别为CH3COCH2CH2CH3、CH3COCH(CH3)2；也可写成C2H5COC2H5，此种形式只有1种，所以酮类共有3种形式。综上所述，满足条件的有机物共有4种＋3种＝7种。3．甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物中，氢元素的质量分数是9%，则氧元素的质量分数是(　　)A．16%B．37%C．48%D．无法计算答案　Bn题组二　醛、酮的结构与性质4．下列反应中属于有机物被还原的是(　　)A．乙醛发生银镜反应B．新制Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应C．乙醛加氢制乙醇D．乙醛制乙酸答案　C解析　有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应，加入氧原子或失去氢原子的反应叫做氧化反应。A、B、D中均由乙醛生成乙酸，是在有机物分子中加入了氧原子，属于氧化反应。C中由乙醛生成乙醇，是在有机物分子中加入氢原子，属于还原反应。5．(2018·河口县民中高二下学期期中)把有机物氧化为，所用氧化剂最合理的是(　　)A．O2B．酸性KMnO4C．银氨溶液D．溴水答案　C解析　比较两种有机物，前者中的醛基变为羧基，而碳碳双键不被氧化，所以选择弱氧化剂银氨溶液或新制氢氧化铜，答案选C。6．(2018·鸡西虎林市高二下学期期末)苯甲醛(C6H5—CHO)在浓NaOH溶液中发生分子间的氧化还原反应，结果一半苯甲醛被氧化，一半苯甲醛被还原。由此判断最终的反应产物是(　　)A．苯甲醇B．苯甲酸C．苯甲醇和苯甲酸D．苯甲醇和苯甲酸钠答案　D解析　一半苯甲醛被氧化，一半苯甲醛被还原，则说明—CHO分别转化为—COOH和—OH，可知生成苯甲酸、苯甲醇，苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠。7．已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成羟基醛：n如果将甲醛、乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生反应，最多可以形成羟基醛的种类是(　　)A．3种B．4种C．5种D．6种答案　D解析　该反应的原理实际上是醛基的邻位碳原子上的氢原子与羰基的加成，乙醛、丙醛中醛基的邻位碳原子上均有氢原子，而甲醛没有。故乙醛、丙醛分子中的邻位碳原子上的氢原子分别与甲醛、乙醛和丙醛中的羰基加成可以生成6种羟基醛。8．α鸢尾酮的分子结构如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．α鸢尾酮可与某种酚互为同分异构体B．1molα鸢尾酮最多可与3molH2加成C．α鸢尾酮能发生银镜反应D．α鸢尾酮经加氢→消去→加氢可转变为答案　C解析　题给酮的结构中含有1个六元环、2个碳碳双键和1个碳氧双键，故其某种同分异构体中可含有1个苯环，余下的碳原子可作为烷基取代基，氧原子构成羟基，该羟基若与苯环直接相连，则为酚，A说法正确；该酮含有2个碳碳双键和1个羰基，它们在一定条件下都能与氢气加成，且1mol碳碳双键和1mol羰基分别消耗1mol氢气，故1molα鸢尾酮最多可与3molH2加成，B说法正确；酮中的羰基不能发生银镜反应，C说法错误；该酮加氢后得醇，通过醇的消去反应得烯烃或，烯烃通过加氢后得，D说法正确。题组三　醛类的简单计算9．1mol有机物与足量的氢气和新制备的氢氧化铜悬浊液反应，消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别是(　　)A．1mol　2molB．3mol　4molC．3mol　2molD．1mol　4mol答案　B解析　由有机物的结构简式知，1mol有机物中含2mol—CHO和1mol，故需加3molH2，—CHO～2Cu(OH)2，故2mol—CHO消耗4molCu(OH)2，故选B项。10n．(2018·六安一中月考)某一元醛发生银镜反应，可得21.6gAg，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4gH2O和17.6gCO2，则该醛可能是(　　)A．乙醛(CH3CHO)B．丙烯醛(CH2==CH—CHO)C．丙醛(CH3CH2CHO)D．丁烯醛(CH2==CHCH2CHO)答案　D解析　n(Ag)＝21.6g÷108g·mol－1＝0.2mol，一元醛的通式表示为R—CHO，由于选项中没有甲醛，则存在关系式：R—CHO～2Ag，故n(R—CHO)＝0.1mol，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4g水和17.6gCO2，水的物质的量为5.4g÷18g·mol－1＝0.3mol，根据氢原子守恒，该醛分子中含有H原子数目为6；二氧化碳的物质的量是17.6g÷44g·mol－1＝0.4mol，根据碳原子守恒，该醛分子中含有C原子数目为4，综上分析该醛是丁烯醛(CH2==CH—CH2—CHO)，答案选D。题组四　新情境下醛的性质考查11．(2018·济南高二期中)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．先加新制氢氧化铜悬浊液，微热，再加入溴水D．先加入银氨溶液，微热，酸化后再加溴水答案　D解析　先加酸性高锰酸钾溶液，碳碳双键、—CHO均被氧化，不能检验，故A项错误；先加溴水，双键发生加成反应，—CHO被氧化，不能检验，B项错误；先加新制氢氧化铜悬浊液，加热，可检验—CHO，但没有酸化，加溴水可能与碱反应，C项错误；先加入银氨溶液，微热，可检验—CHO，酸化后再加溴水，可检验碳碳双键，故D项正确。12．(2018·上海崇明区期中)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(如图所示)，并从所在蛋白质上脱离，这个过程产生的信号传递给大脑。下列有关“视黄醛”的说法正确的是(　　)A．“视黄醛”属于烯烃B．“视黄醛”的分子式为C20H15OC．“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应nD．在金属镍催化并加热条件下，1mol“视黄醛”最多能与5molH2发生加成反应答案　C解析　因烯烃只含C、H元素，而“视黄醛”中含有O元素，则不属于烯烃，故A错误；由结构可知，每个折点都有1个C原子，则1个“视黄醛”分子中含有19个C原子，故B错误；分子中含有—CHO，能发生银镜反应，则“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应，故C正确；1mol“视黄醛”分子中含有5个碳碳双键和1个醛基，所以在金属镍催化并加热条件下，1mol“视黄醛”最多能与6molH2发生加成反应，故D错误。13．肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：＋CH3CHO(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型：__________________________________________________________________________________________________(任填两种)。(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式：______________________________________________________________________。(3)请写出同时满足括号内条件的B的所有同分异构体的结构简式：__________________。(①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对位二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构)答案　(1)加成反应、氧化反应、还原反应(任填两种)(2)2CH3CHOCH3CH==CHCHO＋H2O(3)解析　(1)根据B分子侧链上含碳碳双键和醛基，推测它可以发生加成反应、氧化反应、还原反应等。(2)根据题给反应类比推出两分子乙醛反应的化学方程式：2CH3CHOCH3CH==CHCHO＋H2O。(3)根据要求可知，其同分异构体的结构简式为14．柠檬醛是一种具有柠檬香味的有机化合物，广泛存在于香精油中，是食品工业重要的调味品，且可用于合成维生素A。已知柠檬醛的结构简式为n(1)试推测柠檬醛可能发生的反应有______(填序号)。①使溴的四氯化碳溶液褪色②与乙醇发生酯化反应③能发生银镜反应④能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应⑤能使酸性KMnO4溶液褪色A．①②③④B．①②④⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤(2)检验柠檬醛分子中含有醛基的方法是______________________________________________________________________________________________________________，发生反应的化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________。(3)检验柠檬醛分子中含有碳碳双键的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)C　(2)将少量的柠檬醛加入盛有新制的Cu(OH)2悬浊液的试管中并加热，有红色沉淀产生＋2Cu(OH)2＋NaOH＋Cu2O↓＋3H2O(3)先加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸，然后加入稀H2SO4酸化后，再加入溴水，若溴水褪色，证明柠檬醛分子中含有碳碳双键解析　(1)物质的结构决定性质，柠檬醛可能发生的反应应根据柠檬醛中含有的官能团做出判断。分子内含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色；分子内含有醛基，能发生银镜反应，也能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应。(2)检验醛基的存在可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液。(3)因为醛基也能被溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色，故检验碳碳双键之前，必须排除醛基对检验碳碳双键的干扰。n15．(2018·南京调研)乙基香草醛()是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称____________________。(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生以下变化：已知：a.RCH2OHRCHO。b．与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时，才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。①由A→C的反应属于______________________________________________(填反应类型)。②写出A的结构简式________________________________________________。(3)乙基香草醛的另一种同分异构体D()是一种医药中间体。请设计合理方案用茴香醛()合成D(其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件)。例如：答案　(1)醛基、羟基、醚键(任写两个)　(2)①取代反应　②(3)(答案合理即可)n解析　(1)根据乙基香草醛结构可以知道，其含有的官能团为醛基、羟基、醚键。(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，则A中含有羧基，A被氧化后生成的B能发生银镜反应，则说明B中含有醛基，则A中含有—CH2OH，由A与C的分子式可以知道，A中—OH被—Br取代生成C，A能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，所以A为B为C为(3)由合成可先将醛基氧化为羧基，然后与甲醇发生酯化反应即可，合成路线为