高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 醛酮学案设计

第三章 烃的衍生物

第三节　醛　酮

【即时训练】

一、单选题

1．乙醇醛的球棍模型如图，下列说法错误的是

A．含有两种官能团 B．能与钠、氢氧化铜悬浊液反应

C．在Cu作催化剂时催化氧化后官能团种类和数目不变 D．与乙酸互为同分异构体

2．下列措施不能除去室内空气中甲醛的是

A．放置活性炭 B．放置酸性高锰酸钾溶液

C．放置稀盐酸 D．放置某些植物

3．下列有关银镜反应实验的说法不正确的是

A．实验前先用热的烧碱溶液洗涤有油脂的试管，再用蒸馏水洗涤

B．向2%的硝酸银溶液中滴入2%的稀氨水，直至产生的沉淀恰好溶解，配得银氨溶液

C．采用水浴加热，不能直接加热

D．可用浓盐酸洗去银镜

4．下列实验操作正确的是

A．配制氢氧化铜悬浊液时，需在3mL5%NaOH溶液中滴入3~4滴2%CuSO4溶液

B．配制银氨溶液时，需将2%的硝酸银溶液逐滴加入到2%的稀氨水

C．实验室制备硝基苯时，温度计插入反应溶液中，并控制温度在50~60℃之间

D．苯酚对皮肤有腐蚀性，若粘在皮肤上，要用氢氧化钠溶液来洗

5．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是

A．家庭和汽车用的灌装液化石油气(LPG)是煤分馏所获得的各种芳香烃

B．卤代烃由于化学性质稳定、无毒、不燃烧、易挥发、易液化等特性，曾被广泛用作制冷剂灭火剂等

C．甲醛是最简单的醛，用途广泛，能合成多种有机化合物，但它不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化

D．苯酚有毒，对皮肤有腐蚀性，使用时不慎沾到皮肤上，应立即用水冲洗

6．下列各组中的物质均能发生加成反应的是

A．乙炔和丙醇 B．甲苯和苯乙烯 C．丁二烯和丁烷 D．乙醛和溴乙烷

7．已知是电离平衡常数，

有关下图所示的有机物下列说法错误的是

A．分子式为

B．具有较强的还原性

C．具有弱酸性，能与氢氧化钠发生反应

D．将该有机物与氢氧化钠(溶液)按物质的量混合，有机物中肽键完全断裂，发生水解反应

8．如何对肿瘤精准治疗一直是医疗领域需攻克的难题之一，我国科研人员开发出的一种医用亲水凝胶，能使药物的释放更为精确。医用亲水凝胶生产过程中的一种中间体M的结构如图所示。下列有关M的说法正确的是

A．M分子间可通过缩聚反应合成高分子化合物

B．能发生消去反应

C．该分子亲水的原因是能形成分子内氢键

D．分子中所有的碳原子和氮原子可能共平面

9．下列叙述正确的是

A．甲苯既可使溴的四氯化碳溶液褪色，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．C6H14的同分异构体有4种，其熔点各不相同

C．可用新制碱性氢氧化铜悬浊液(可加热)签别乙醇、乙醛和乙酸

D．制取聚氯乙烯的单体的最合理的方法是乙烯与HCl进行加成反应

10．下列变化中，气体被还原的是

A．固体遇水蒸气变蓝

B．浅绿色的溶液中通入氯气变黄

C．乙醛蒸气通入酸性溶液转化为乙酸

D．氨气通入溶液中产生白色沉淀

11．某物质中可能有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯几种物质中的一种或几种，在鉴定时有下列现象：①有银镜反应 ②加入新制Cu(OH)2悬浊液，沉淀不溶解，③与含有酚酞的NaOH溶液共热时发现溶液中红色逐渐变浅至无色，下列叙述中正确的是

A．一定有甲酸乙酯和甲酸 B．一定有甲酸乙酯和乙醇

C．一定有甲酸乙酯，可能有甲醇 D．几种物质都一定有

12．紫罗兰酮是存在于紫罗兰等多种植物中的一种天然香料，它经多步反应可合成维生素。

下列说法正确的是

A．紫罗兰酮可使酸性溶液褪色

B．和紫罗兰酮相比，中间体X具有更大共轭体系

C．维生素易溶于溶液

D．紫罗兰酮与中间体X互为同分异构体

二、实验题

13．正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛：

所发生的转化过程为CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO，反应物和产物的相关物理性质如表所示。

实验步骤如下：

将放入烧杯中，加水溶解，再缓慢加入浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为，在E中收集以上的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，将有机层干燥后蒸馏，收集馏分，产量为。

回答下列问题：

(1)实验中，_______(填“能”或 “不能”)将溶液加入浓硫酸中，说明理由：_______。

(2)加入沸石的作用是_______，若加热后发现未加入沸石，应采取的正确措施是_______。

(3)上述装置图中，B仪器的名称是_______，D仪器的名称是_______。

(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时，水在_______(填“上”或“下”)层。

(5)反应温度应保持在，其原因是_______。

14．甲醛与新制氢氧化铜反应的产物随反应条件改变而有所不同。实验室对该反应在一定条件下所得产物成分进行探究，具体过程如下。

取一定量的NaOH溶液、CuSO4溶液和甲醛于锥形瓶，控制温度40-50℃回流1h，收集到大量气体X，并有红色沉淀生成。

(1)①“控制温度40-50℃”的常用加热方法是_______。

②气体X能燃烧且完全燃烧产物不会使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是_______。

(2)在探究甲醛的氧化产物时，发现未生成。为了进一步确定，甲醛是否被氧化为HCOONa，进行如图实验(图中省略夹持和加热装置，甲酸与浓硫酸反应能生成CO，而CO可将银氨溶液还原成银单质)。

①仪器a的名称是_______。

②b中，NaOH溶液的作用是_______。

③c中，银氨溶液中出现黑色沉淀，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。

(3)①没有颜色，易被氧化，可由Cu2O溶于氨水而得。红色沉淀用浓氨水充分浸取后未明显减少，得到蓝色溶液。使溶液呈蓝色的微粒是_______。

②另取1.00g红色沉淀，用适量稀盐酸、双氧水溶解完全，加热煮沸溶液4-5min，冷却后加入过量的碘化钾溶液和淀粉指示剂，再用1.000 mol/L Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液15.50mL。因此，红色沉淀中Cu单质的质量分数_______(结果保留3位有效数字；；。)

(4)若最终测得实验中Cu单质和气体产物物质的量比为1∶1，该条件下甲醛与新制氢氧化铜发生的主要反应化学方程式为_______。

三、有机推断题

15．胡椒醛衍生物在香料、农药、医药等领域有着广泛用途，以香草醛(A)为原料合成5-三氟甲基胡椒醛(E)的路线如图所示：

已知：I．酚羟基能与CH2I2发生反应③，而醇羟基则不能。

II．CH3CHO+CH2OHCH2CH2OH→+H2O

(1)化合物C中官能团的名称是_____；反应④的反应类型是_______。

(2)写出反应③的化学方程式_______。

(3)满足下列条件的香草醛同分异构体有______种，其中核磁共振氢谱峰值比为3：2：2：1的同分异构体结构简式为______。

i．属于芳香族化合物，芳环上有两个取代基

ii．不能与氯化铁溶液发生显色反应

iii．能与碳酸氢钠溶液反应放出气体

(4)1 mol的香草醛最多可与_______mol的H2发生加成反应。

(5)根据已有知识并结合题给信息，已香草醛和2-氯丙烷为原料，可合成香草醛缩丙二醇()，写出合成流程图(无机试剂任选)__(合成流程图示例如下CH2=CH2CH3CH2BrCH3CH2OH)

16．已知有机物能发生以下转化：

A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。在一定条件下，A可以发生自身加成反应，形成高分子化合物E。

(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型是_______。E的链节的结构简式是_____________。

(2)写出检验C的一个反应的化学方程式____________。反应的类型是_________。

(3)为测定反应①中A的产率，取0.25 mol A 与100 mL H2O充分反应后得B溶液。取B溶液25.00 mL，用标准KMnO4溶液(浓度为0.100 0 mol/L)进行滴定。

①滴定时盛装KMnO4溶液应选用的仪器是_________。滴定终点的现象是_________。

②重复滴定四次，每次消耗KMnO4标准溶液的体积如下表所示。

计算A转化为B的产率为_________

③若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则测定的结果____________。（填“偏高”、“偏低”或“不变”）

(4)若完全燃烧0.1 mol某烃，燃烧产物依次通过浓H2SO4、浓碱液，实验结束后，称得浓H2SO4增重10.8克，浓碱液增重39.6克。若该烃的核磁共振氢谱图上只有两组峰，其峰面积之比为3:1，则它与KMnO4(H+，aq)充分反应后，生成的有机物名称是_________。

参考答案

1．C

【详解】

A．乙醇醛中含有官能团羟基和醛基，A正确；

B．羟基能与Na反应产生H2，醛基能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀Cu2O，B正确；

C．Cu作催化剂时，乙醇醛被催化氧化生成乙二醛，官能团种类由2种变成1种，C错误；

D．乙醇醛与乙酸分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，D正确；

故答案选C。

2．C

【详解】

A．活性炭具有吸附性，能吸附甲醛，A正确；

B．高锰酸钾溶液能氧化甲醛，B正确；

C．稀盐酸与甲醛不发生反应，不能吸收甲醛，C错误；

D．某些植物可吸收甲醛，D正确；

故选：C。

3．D

【详解】

A．油脂在碱性条件下发生水解反应，所以做银镜反应实验准备洁净试管时，先加氢氧化钠溶液加热几分钟，油脂水解生成高级脂肪酸钠和甘油，再用蒸馏水冲洗即可得到干净的试管，故A正确；

B．配制银氨溶液时，若向的稀氨水中滴加的硝酸银溶液，氨水过量会生成易爆炸的雷酸银()，因此配制银氨溶液时应将的稀氨水滴入的硝酸银溶液中，直至产生的沉淀恰好溶解为止，故B正确；

C．水浴加热能保证试管受热均匀，且易于控制反应温度，而直接加热时试管受热不均匀，不利于银镜的生成，故C正确；

D．Ag能够和稀硝酸反应而溶解，因此可用稀硝酸洗去试管内的银镜，不能使用浓盐酸，故D错误；

故选：D。

4．A

【详解】

A．配制氢氧化铜悬浊液时，NaOH溶液要过量，保证溶液呈碱性，需在3mL5%NaOH溶液中滴入3~4滴2%CuSO4溶液，A正确；

B．配制银氨溶液时，将稀氨水慢慢滴加到硝酸银溶液中，至产生的沉淀刚好溶解为止，B错误；

C．制取硝基苯时，需要采用水浴加热，温度计的水银球应该插入水浴中，C错误；

D．NaOH具有强烈的腐蚀性，苯酚易溶于酒精，应立即用酒精擦洗，D错误；

综上所述答案为A。

5．B

【详解】

A．液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，是由石油裂化裂解得到，故A错误；

B．卤代烃化学性质较稳定，无毒，具有不燃烧、易挥发、易液化等特性，卤代烃氟利昂曾被广泛用作空调制冷剂，故B正确，

C．甲醛分子中含有醛基，一定条件下能被银氨溶液、新制氢氧化铜等多种氧化剂氧化，故C错误；

D．苯酚易溶于乙醇等有机溶剂，苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤，故D错误；
故选：B。

6．B

【详解】

A．丙醇分子不能发生加成反应，故A不选；

B．甲苯和苯乙烯都可以和氢气发生加成反应，故B选；

C．丁烷不能发生加成反应，故C不选；

D．溴乙烷不能发生加成反应，故D不选；

故选B。

7．D

【详解】

A．根据结构简式可知分子中含有8个C、11个H、1个N、3个O和1个S，分子式为，选项A正确；

B．分子中含有硫基()和碳碳双键，容易被氧化，故具有较强的还原性，选项B正确；

C．根据硫基()的=8.8，小于水的，大于醋酸的，则具有弱酸性，能与氢氧化钠发生反应，选项C正确；

D．将该有机物与氢氧化钠(溶液)按物质的量1∶2混合，有机物中肽键完全断裂，发生水解反应，且生成乙二酸钠，选项D错误；

答案选D。

8．D

【详解】

A．该分子结构中含有碳碳双键，只能通过加聚反应形成高分子化合物，故A错误；

B．M不含醇羟基也不是卤代烃，不能发生消去反应，故B错误；

C．该分子亲水的原因是分子中含有-NH2，-NH2是亲水基，能够与水分子之间形成氢键，增加了分子之间的吸引力，因此该物质易溶于水，C错误；

D．分子中含有饱和C原子与不饱和C原子，含有碳碳双键的C原子与其相连的原子在同一平面上，两个平面共直线，可以在同一个平面上，因此分子中所有碳原子和氮原子可能共平面，D正确；

故选D。

9．C

【详解】

A.甲苯不含碳碳双键，与溴的四氯化碳溶液不反应，故A错误；

B．己烷C6H14的同分异构体有：CH3(CH2)4CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、(CH3CH2)2CHCH3、(CH3)3CCH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2五种，故B错误；

C．加入新制Cu(OH)2悬浊液，乙醇不反应，乙醛在加热时生成砖红色沉淀，乙酸和氢氧化铜发生中和反应，氢氧化铜溶解，现象不同，所以可以鉴别，故C正确；

D．制取聚氯乙烯的单体，可用乙炔与氯化氢发生加成反应，乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷，故D错误。

答案选C。

10．B

【详解】

A．水蒸气使CuSO4固体变蓝，无元素化合价发生变化，故A不选；

B．氯气使浅绿色FeCl2溶液变黄，Cl元素的化合价降低，气体被还原，故B选；

D．乙醛转化为乙酸C的化合价升高，气体被氧化，故    C不选；

D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，无元素化合价发生变化，故D不选；
故选：B。

11．C
【详解】

有银镜反应，说明含有醛基。加入新制Cu(OH)2悬浊液，沉淀不溶解，说明没有羧酸，即不存在甲酸。与含有酚酞的NaOH溶液共热时发现溶液中红色逐渐变浅至无色，这说明含有酯基，即一点含有甲酸乙酯。由于甲酸乙酯也能发生银镜反应，所以正确的答案选C。

12．A

【详解】

A．β­紫罗兰酮含有碳碳双键，可使酸性KMnO4溶液褪色，故A正确；

B．除去参与成共价键的电子数，剩余电子均参与形成共轭，β 紫罗兰酮具有更大共轭体系，故B错误；

C．维生素A1含有醇羟基，所以不易溶于NaOH溶液，故C错误；

D．β­紫罗兰酮与中间体X所含C原子数不同，不是同分异构体，故D错误；

故选A。

13．不能    易迸溅    防止暴沸    冷却后补加    分液漏斗    直形冷凝管    下    既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化   

【详解】

(1)因为浓硫酸的密度大，将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，容易发生迸溅，所以实验中不能将溶液加入浓硫酸中；

(2)反应需要加热，加入沸石的作用是防止暴沸，若加热后发现未加沸石，应该冷却后补加；

(3)根据仪器构造可知B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称直形冷凝管；

(4)正丁醛密度为0.8017 g•cm-3，小于水的密度，故分层后水层在下方；

(5)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知，反应温度保持在90～95℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化。

14．水浴加热    H2    分液漏斗    除去CO中混有的HCOOH蒸汽    2∶1        92.8%       

【详解】

(1)①“控制温度40-50℃”的常用加热方法是水浴加热，故答案为：水浴加热；

②结合反应中涉及的元素，能够燃烧的气体可能为氢气和CO，气体X能燃烧且完全燃烧产物不会使澄清石灰水变浑浊，说明该气体不是CO，则X为氢气，故答案为：H2；

(2)①根据图示，仪器a是分液漏斗，故答案为：分液漏斗；

②甲酸易挥发，生成的气体中会混有HCOOH蒸汽，因此b中NaOH溶液的作用是除去CO中混有的HCOOH蒸汽，故答案为：除去CO中混有的HCOOH蒸汽；

③c中，银氨溶液中出现黑色沉淀，是CO将银氨溶液还原成的银单质，反应中氧化剂是，Ag的化合价由+1价变成0价，还原剂是CO，C的化合价由+2价变成+4价，根据化合价升降守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为(4-2)∶(1-0)=2∶1，故答案为：2∶1；

(3)①根据反应中涉及的元素，红色沉淀可能是Cu2O或Cu或二者的混合物，Cu2O溶于氨水生成，由于没有颜色，易被氧化生成得到蓝色溶液，故答案为：；

②1.00g红色沉淀，用适量稀盐酸、双氧水溶解完全，加热煮沸溶液4-5min，冷却后加入过量的碘化钾溶液和淀粉指示剂，用1.000 mol/L Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液15.50mL，消耗的Na2S2O3的物质的量为1.000 mol/L×0.01550L=0.01550mol，根据，有2Cu～2Cu2+～I2～2 S2O，则红色沉淀中Cu元素的物质的量=0.01550mol。设Cu2O的物质的量为x，Cu的物质的量为y，则144g/mol×x+64g/mol×y=1.000g，x+y=0.01550mol，解得：x=0.001mol，y=0.0145mol，则沉淀中Cu单质的质量分数×100%=92.8%，故答案为：92.8%；

(4)若最终测得实验中Cu单质和氢气的物质的量比为1∶1，该条件下甲醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式主要为，故答案为：。

15．羟基、醛基、碘原子    取代反应    +CH2I2→+2HI    6        4    CH3CH=CH2     

【详解】

(1)化合物C结构简式是，分子中含有的官能团是-OH、-I、-CHO，则含有的官能团名称为羟基、醛基、碘原子；

反应④是与CF3COONa发生取代反应产生和ICOONa，故反应④的类型是取代反应；

(2)反应③是与CH2I2发生取代反应产生、HI，该反应的化学方程式为：+CH2I2→+HI；

(3)香草醛为，分子式是C8H8O3，其同分异构体符合条件：i．属于芳香族化合物，芳环上有两个取代基，说明有2个与苯环连接的取代基；ii．不能与氯化铁溶液发生显色反应，说明物质中不含酚羟基；iii．能与碳酸氢钠溶液反应放出气体，说明分子中含有-COOH，则符合条件的同分异构体结构简式是、、、、、，故符合条件的同分异构体共有6种；

其中核磁共振氢谱峰值比为3：2：2：1的同分异构体结构简式为；

(4)香草醛分子中含有苯环及醛基都可以与H2发生加成反应，因此1 mol的香草醛最多可与4 mol H2发生加成反应；

(5)与NaOH的乙醇溶液共热，发生消去反应产生CH2=CH-CH3，CH2=CH-CH3与Br2发生加成反应产生CH2Br-CHBr-CH3，CH2Br-CHBr-CH3与NaOH溶液共热，发生取代反应产生，与反应产生，故合成路线为CH3CH=CH2  。

16．sp2    —CH2—CH2—    CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O或CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O    氧化反应    酸式滴定管    滴入最后一滴KMnO4溶液后，溶液由无色恰好变为浅红色，且30s内不褪色    2.5 %    偏高    间苯三甲酸   

【详解】

根据上述分析可知：A是CH2=CH2，B是CH3CH2OH，C是CH3CHO，D是CH3COOH，E是。

(1)A是乙烯，分子中C原子形成了共价双键，碳原子杂化轨道类型是sp2；E是，其最小重复单元即链节是—CH2—CH2—；

(2)C是CH3CHO，官能团是-CHO，该物质具有强的还原性，可利用银镜反应检验醛基的存在，反应方程式为：CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O；也可以根据其能够与新制Cu(OH)2悬浊液混合加热产生砖红色沉淀检验，方程式为：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O，发生的反应为氧化反应；

(3)①KMnO4溶液具有强的氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，因此应该盛放在酸式滴定管中，KMnO4溶液被乙醇还原产生Mn2+，乙醇被氧化变为乙酸，故当反应达到滴定终点时，溶液恰好由无色变为浅红色，且30 s内不再褪色，说明此时反应达到滴定终点；

②100 mL水质量大约是100 g，根据反应方程式：CH2=CH2+H2OCH3CH2OH，可知0.25 mol乙烯反应消耗0.25 mol H2O，其质量是4.5 g＜100 g，说明水过量，若其完全转化为乙醇，则理论上乙醇的物质的量是0.25 mol，忽略混合时溶液体积变化，则反应后得到溶液体积是100 mL。根据实验数据可知：第一次实验数据偏差较大，可舍去，则25 mL溶液平衡消耗KMnO4溶液的体积是V(KMnO4)= mL=12.50 mL，KMnO4的物质的量n(KMnO4)=c·V=0.100 0 mol/L×12.50 mL×10-3 L/mL=1.250 ×10-3 mol，根据二者反应方程式：5CH3CH2OH+4+12H+=5CH3COOH+4Mn2++11H2O，可知其反应消耗乙醇的物质的量n(CH3CH2OH)=n(KMnO4)=×1.250 ×10-3 mol=1.5625 ×10-3 mol，则乙烯转化为乙醇的转化率为：×100%=2.5%；

③若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则消耗标准KMnO4溶液体积偏大，以此为标准计算的乙醇的结果就会偏高；

(4)浓硫酸增重10.8 g为H2O的质量，浓碱液增重39.6g为CO2的质量，则n(H2O)==0.6 mol，n(H)=2n(H2O)=1.2 mol，则1 mol烃中含有12 mol H原子；n(CO2)==0.9 mol，n(C)=n(CO2)=0.9 mol，则1 mol烃中含有9 mol C原子，故该烃分子式是C9H12，该物质属于苯的同系物；若该烃的核磁共振氢谱图上只有两组峰，其峰面积之比为3：1，说明分子中有2种H原子，个数比是3：1，该物质是间三甲苯，其结构简式是。它与酸性KMnO4溶液反应，甲基-CH3被氧化变为羧基-COOH，则充分反应后，生成的有机物是，名称为间苯三甲酸。