高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 醛酮导学案
展开第三节 醛 酮
[核心素养发展目标] 1.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.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、乙醛的性质
1.醛的概念及结构特点
醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式是—CHO,饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO。
2.乙醛的结构与物理性质
3.乙醛的化学性质
(1)加成反应
①催化加氢(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。
②与HCN加成
在醛基的碳氧双键中,由于氧原子的电负性较大,碳氧双键中的电子偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,碳原子带部分正电荷,从而使醛基具有较强的极性。乙醛能和一些极性试剂例如氰化氢(HCN)发生加成反应:+H—CN―→(2-羟基丙腈)。
(2)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:
+O2 。
③与银氨溶液反应
实验操作
实验现象
向A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
A中:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O;
C中:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
④与新制氢氧化铜反应
实验操作
实验现象
A中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,C中溶液有砖红色沉淀产生
有关反应的化学方程式
A中:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4;
C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。
(1)乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色( )
(2)乙醛和乙酸的混合液可以用分液漏斗分离( )
(3)用新制银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛( )
(4)银氨溶液的配制,将硝酸银溶液滴加到氨水中至生成的白色沉淀恰好完全溶解为止( )
(5)乙醛加氢得到乙醇的反应是加成反应,也称为还原反应( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
完成银镜反应实验:在AgNO3溶液中逐滴加入氨水,开始时在AgNO3溶液中出现________,反应的离子方程式为________________,继续滴入氨水则________,反应的化学方程式为__________________,边滴边振荡直滴到________为止。再加入乙醛溶液后,水浴加热,现象是___________________________________________________________________,化学方程式为______________________________________________。
答案 白色沉淀 Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH 白色沉淀溶解 AgOH+2NH3·H2O ===[Ag(NH3)2]OH+2H2O 沉淀恰好溶解 有银镜产生 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
解析 往AgNO3溶液中逐滴加入氨水,银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子,反应的离子方程式为Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH;继续滴入氨水白色沉淀溶解,氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水,反应的化学方程式为AgOH+2NH3·H2O ===[Ag(NH3)2]OH+2H2O,边滴边振荡直滴到沉淀恰好溶解为止,再加入乙醛溶液后,生成乙酸铵、氨气、银和水,化学方程式为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
1.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。
2.使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物
官能团
试剂
碳碳双键
碳碳三键
苯的同系物
醇
酚
醛
溴水
√
√
×
×
√
√
酸性KMnO4溶液
√
√
√
√
√
√
注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色。
二、醛的结构与常见的醛
1.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强烈刺激性气味的气体,易溶于水。它的水溶液又称福尔马林,具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本。
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的Cu(OH)2作用时,可存在如下量的关系:
1 mol HCHO~4 mol Ag;
1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O。
(2)苯甲醛
苯甲醛是最简单的芳香醛,俗称苦杏仁油,是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。
2.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。
③醛基的检验: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的Cu(OH)2,加热煮沸,有砖红色沉淀生成。
(1)1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag( )
(2)甲醛的水溶液俗称福尔马林,浸制生物标本,具有防腐性( )
(3)碳原子数相同的醛和醚互为同分异构体( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
1.乙醇、乙醛和乙酸三者转化关系如图所示,请结合具体反应和三者的分子结构、官能团的变化情况,谈谈有机化学反应中的氧化反应和还原反应的特点。
乙醇乙醛乙酸
答案 乙醇被氧化为乙醛时醇羟基被氧化为—CHO,从组成上看减少了2个氢原子,乙醛被氧化成乙酸时,—CHO变成—COOH,从组成上看增加了氧原子,乙醛被还原为乙醇时—CHO变成—CH2OH,从组成上看增加了氢原子。因此,有机化学反应若从氢氧原子数目变化角度来看,失去氢原子、增加氧原子的反应过程称为氧化反应。增加氢原子、失去氧原子的过程称为还原反应。
2.下列物质各1 mol与足量的银氨溶液反应,析出银的质量相等的是( )
①HCHO ②CH3CHO ③(CH3)2CHCHO ④OHC(CH2)3CHO
A.①②③ B.①④ C.①②③④ D.③④
答案 B
解析 由甲醛结构式可知甲醛相当于二元醛,1 mol甲醛与足量银氨溶液反应能生成4 mol Ag;OHC(CH2)3CHO为二元醛,1 mol该醛与足量银氨溶液反应生成4 mol Ag;②③中的醛均为一元醛,1 mol醛与足量银氨溶液反应均生成2 mol Ag。故答案为①④或②③。
3.茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式为,下列说法错误的是________(填字母)。
A.在加热和催化剂作用下,能被氢气还原
B.能被酸性高锰酸钾溶液氧化
C.在一定条件下能与液溴发生取代反应
D.不能与HBr发生加成反应
E.1 mol茉莉醛发生银镜反应,可生成1 mol银
F.1 mol茉莉醛最多与4 mol H2加成
答案 DEF
解析 茉莉醛能与H2发生加成反应,即能发生还原反应,A正确;该物质中存在碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;苯环上的氢在铁粉作用下能与溴单质发生取代反应,C正确;碳碳双键不仅可与H2加成,还可与H2O、HX等加成,D错误;1 mol茉莉醛含有
1 mol醛基,可生成2 mol银,E错误;能与氢气反应的基团:苯环3 mol、碳碳双键1 mol、醛基1 mol,共消耗5 mol H2。
(1)醛的官能团为—CHO,不能写作—COH。
(2)分子中相当于有两个醛基,与银氨溶液反应,1 mol该分子生成4 mol Ag。
(3)能发生银镜反应的物质不一定为醛,如、等均能发生银镜反应。
三、酮的结构与性质
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)丙酮的物理性质
常温下丙酮是无色透明液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。
(3)丙酮的化学性质
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。
反应的化学方程式:
+H2。
(1)酮类物质能与氢气发生加成反应,不能被银氨溶液氧化,所以只能发生还原反应,不能发生氧化反应( )
(2)丙酮是结构最简单的酮,也可以发生银镜反应和加氢还原( )
(3)丙酮难溶于水,但丙酮是常用的有机溶剂( )
答案 (1)× (2)× (3)×
1.β-紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料。
(1)β-紫罗兰酮分子式是________。
(2)1 mol β-紫罗兰酮最多能与________mol H2发生加成反应。
(3)β-紫罗兰酮与等物质的量溴加成时,能生成 ______种产物。
答案 (1)C13H20O (2)3 (3)3
解析 (1)由结构简式可知该有机物分子式为C13H20O。(2)碳碳双键和羰基都可与氢气发生加成反应,则1 mol β-紫罗兰酮最多能与3 mol H2发生加成反应。
(3)分子中有2个位置不同的碳碳双键,可发生1,2-加成或1,4-加成,与1 mol溴发生加成反应可得到3种不同产物。
2.如何鉴别丙酮与丙醛?
答案 用新制银氨溶液分别与两种物质混合,水浴加热,生成银镜的是丙醛,没有银镜生成的是丙酮。
醛和酮的区别与联系
醛
酮
官能团
醛基:
酮羰基:
官能团位置
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
结构通式
(R为烃基或氢原子)
(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
1.下列说法正确的是( )
A.乙醛和甲醛分子中都有醛基
B.乙醛由乙基和醛基组成,甲醛由甲基和醛基组成
C.乙醇经催化还原可生成乙醛
D.乙醛的官能团是醛基,醛基可表示为—COH
答案 A
解析 乙醛和甲醛都为醛类物质,都含有醛基,故A正确;乙醛由甲基和醛基组成,甲醛由氢原子和醛基组成,故B错误;乙醇经催化氧化生成乙醛,故C错误;醛基应表示为—CHO,故D错误。
2.(2019·天津南开中学高二课时练习)下列物质不属于醛类的是( )
① ② ③CH2==CH—CHO ④Cl—CH2—CHO
A.①③ B.②④
C.②③ D.①④
答案 B
解析 醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。为苯甲醛,分子中含有官能团醛基,属于醛类,故不选①;为甲酸甲酯,官能团为酯基,不属于醛类,故选②;CH2==CH—CHO为丙烯醛,分子中含有官能团醛基,属于醛类,故不选③;Cl—CH2—CHO中含有官能团醛基和碳氯键,属于氯代醛,不符合醛的概念,不属于醛类,故选④。
3.下列有关银镜反应的说法中,正确的是( )
A.配制银氨溶液时氨水必须过量
B.1 mol甲醛发生银镜反应最多生成2 mol Ag
C.银镜反应通常采用水浴加热
D.银镜反应后的试管一般采用稀盐酸洗涤
答案 C
解析 配制银氨溶液时氨水不能过量,过量会生成易爆物质,故A错误;一个甲醛分子中含2个—CHO,故1 mol甲醛能反应生成4 mol Ag,故B错误;水浴加热能保证试管受热均匀,且易于控制反应温度,直接加热受热不均匀,故C正确;银和盐酸不反应,银镜反应所得的银镜,应用稀硝酸洗涤,故D错误。
4.用2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液与3 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液混合后,加入40%的甲醛溶液0.5 mL,加热至沸腾,无砖红色沉淀生成,实验失败的主要原因是( )
A.甲醛的量太少 B.CuSO4的量太少
C.NaOH的量太少 D.加热的时间太短
答案 C
解析 该反应的本质是:甲醛中的醛基具有还原性,新制的Cu(OH)2具有弱氧化性,醛基与Cu(OH)2中的+2价的铜发生氧化还原反应。只要有醛基即可与新制的Cu(OH)2发生反应;根据题意可知:n(CuSO4)=2×10-3 L×1 mol·L-1=0.002 mol,根据反应:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,可知n(OH-)=2n(Cu2+)=0.004 mol,则需要0.5 mol·L-1 NaOH溶液的体积为==8×10-3 L=8 mL,反应过程中要保持碱过量,则所需NaOH溶液的体积V>8 mL,而题中该NaOH溶液的体积为3 mL,NaOH的量不够,导致实验中未见砖红色沉淀。故由以上结论可知,实验失败的主要原因是NaOH的量不够,C项正确。
5.(2019·天津南开中学高二课时练习)下列说法中正确的是( )
A.凡能发生银镜反应的物质一定是醛
B.乙醛能发生银镜反应,表明了醛具有氧化性
C.在加热和有催化剂的条件下,醇都能被空气中的O2所氧化,生成对应的醛
D.福尔马林是35%~40%的甲醛的水溶液,可用于浸制生物标本
答案 D
解析 能发生银镜反应的物质含有醛基,但不一定为醛,如甲酸,A项错误;乙醛能发生银镜反应,表明了醛具有还原性,B项错误;在加热和有催化剂(如铜)的条件下,与羟基所连碳上有氢原子的醇可能被空气中的O2所氧化,生成对应的醛或酮,C项错误;福尔马林是35%~40%的甲醛水溶液,可以使蛋白质发生变性,可用于浸制生物标本,D项正确。
6.(2020·湖北省高二月考)乙醛能与银氨溶液反应析出银,如果条件控制适当,析出的银会均匀分布在试管上,形成光亮的银镜,这个反应叫银镜反应。某实验小组对银镜反应产生兴趣,进行了以下实验。
(1)配制银氨溶液时,随着向硝酸银溶液中滴加氨水,观察到先产生灰白色沉淀,而后沉淀消失,形成无色透明的溶液。该过程可能发生的反应有________(填字母)。
A.AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3
B.AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O
C.2AgOH===Ag2O+H2O
D.Ag2O+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]OH+3H2O
(2)该小组探究乙醛发生银镜反应的最佳条件,部分实验数据如表:
实验序号
银氨溶液/mL
乙醛的量/滴
水浴温度/℃
反应混合液的pH
出现银镜时间/min
1
1
3
65
11
5
2
1
3
45
11
6.5
3
1
5
65
11
4
4
1
3
50
11
6
请回答下列问题:
①推测当银氨溶液的量为1 mL,乙醛的量为3滴,水浴温度为60 ℃,反应混合液pH为11时,出现银镜的时间范围是______________________________________。
②进一步实验还可探索________________对出现银镜快慢的影响(写一条即可)。
(3)该小组查阅资料发现强碱条件下,加热银氨溶液也可以析出银镜,并做了以下两组实验进行分析证明。已知:[Ag(NH3)2]++2H2OAg++2NH3·H2O。
装置
实验序号
试管中的药品
现象
实验Ⅰ
2 mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液
有气泡产生,一段时间后,溶液逐渐变黑,试管壁附着银镜
实验Ⅱ
2 mL银氨溶液和数滴浓氨水
有气泡产生,一段时间后,溶液无明显变化
①两组实验产生的气体相同,该气体化学式为______,检验该气体可用________试纸。
②实验Ⅰ的黑色固体中有Ag2O,产生Ag2O的原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)该小组同学在清洗试管上的银镜时,发现用FeCl3溶液清洗的效果优于Fe2(SO4)3溶液,推测可能的原因是__________________;实验室中,我们常选用稀HNO3清洗试管上的银镜,写出Ag与稀HNO3反应的化学方程式:___________________________________________。
答案 (1)ABCD (2)①5~6 min ②银氨溶液的用量不同或pH不同 (3)①NH3 湿润的红色石蕊 ②在NaOH存在下,加热促进NH3·H2O的分解,逸出NH3,促使[Ag(NH3)2]++2H2OAg++2NH3·H2O平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+、OH-反应产生的AgOH立即转化为Ag2O:2Ag++2OH-===Ag2O↓+H2O (4)产物AgCl的溶解度小于Ag2SO4 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O
解析 (1)向硝酸银溶液中滴加氨水,首先发生复分解反应:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3,AgOH能够被氨水溶解,会发生反应:AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O;反应产生的AgOH不稳定,会发生分解反应: 2AgOH===Ag2O+H2O,分解产生的Ag2O也会被氨水溶解得到氢氧化二氨合银,反应的化学方程式为Ag2O+4NH3·H2O=== 2[Ag(NH3)2]OH+3H2O,故合理选项是ABCD。
(2)①当银氨溶液的量为1 mL,乙醛的量为3滴,水浴温度为60 ℃,反应混合液pH为11时,由实验1和实验4可知出现银镜的时间范围是在5~6 min之间。
②根据实验1、2可知,反应温度不同,出现银镜时间不同;根据实验1、3 可知:乙醛的用量不同,出现银镜时间不同;在其他条件相同时,溶液的pH不同,出现银镜时间也会不同,故还可以探索银氨溶液的用量或溶液pH对出现银镜快慢的影响。
(3)①在银氨溶液中含有[Ag(NH3)2]OH,该物质在溶液中存在平衡:[Ag(NH3)2]++2H2OAg++2NH3·H2O,NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,加热并加入碱溶液时,电离平衡逆向移动,一水合氨分解产生氨气,故该气体化学式为NH3,可根据氨气的水溶液显碱性,用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变为蓝色,证明产生了氨气。
②生成Ag2O的原因是:在NaOH存在下,加热促进NH3·H2O的分解,逸出NH3促使
[Ag(NH3)2]++2H2OAg++2NH3·H2O平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+、OH-反应产生的AgOH立即转化为Ag2O:2Ag++2OH-===Ag2O↓+H2O。
(4)FeCl3和Fe2(SO4)3的阳离子都是Fe3+,阴离子不同,而在清洗试管上的银镜时,发现用FeCl3溶液清洗的效果优于Fe2(SO4)3溶液,这是由于Cl-与Ag+结合形成的AgCl是难溶性的物质,而SO与Ag+结合形成的Ag2SO4微溶于水,物质的溶解度:Ag2SO4>AgCl,物质的溶解度越小,越容易形成该物质,使银单质更容易溶解而洗去,因此使用FeCl3溶液比Fe2(SO4)3溶液清洗效果更好。
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+3=7种。
3.(2020·合肥一六八中学高二)甲醛、乙醛、丙醛的混合物中,氢元素的质量分数为9%,则氧元素的质量分数为( )
A.16% B.37%
C.48% D.无法计算
答案 B
解析 由甲醛(HCHO)、乙醛(CH3CHO)和丙醛(CH3CH2CHO)组成的混合物中,C、H两种元素的原子个数始终是1∶2,C、H两种元素的质量比为(1×12)∶(2×1)=6∶1,由氢元素的质量分数为9%,则碳元素的质量分数为54%,因混合物中共有三种元素,则氧元素的质量分数为1-54%-9%=37%,故选B。
题组二 醛、酮的结构与性质
4.(2020·云南省墨江第二中学高二期末)下列醇中能由醛加氢还原制得的是( )
A.CH3CH2CH2OH
B.(CH3)2CHCH(CH3)OH
C.(CH3)3COH
D.(CH3)2CHOH
答案 A
解析 CH3CH2CH2OH能够由CH3CH2CHO加成反应生成,故A正确;(CH3)2CHCH(CH3)OH中与羟基相连的碳原子上有1个氢原子,故B错误;(CH3)3COH中与羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能够由醛或酮加氢还原制得,故C错误;(CH3)2CHOH中与羟基相连的碳原子上有1个氢原子,故D错误。
5.(2020·枣庄市第三中学高二月考)已知醛或酮可与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇,若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3,可选用的醛或酮与格氏试剂是( )
+R′MgX―→
A.与
B.CH3CH2CHO与CH3CH2MgX
C.CH3CHO与
D.与CH3CH2MgX
答案 D
解析 二者反应后水解生成HOCH2CH(CH3)CH2CH3,A不符合题意;二者反应后水解生成CH3CH2CH(OH)CH2CH3,B不符合题意;二者反应后水解生成CH3CH(OH)CH(CH3)2,C不符合题意;二者反应后水解生成HOC(CH3)2CH2CH3,D符合题意。
6.(2020·应城市第一高级中学高二期中)有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列关于A的说法不正确的是( )
A.能被银氨溶液氧化
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.1 mol A只能与1 mol H2发生加成反应
D.检验A中官能团的一种方法:先加入足量的新制Cu(OH)2,微热,酸化后再加溴水
答案 C
解析 有机物A中所含的官能团有—CHO,能被银氨溶液氧化,故A正确;有机物A含有碳碳双键和—CHO,都能使酸性KMnO4溶液褪色,故B正确;1 mol A中含碳碳双键和—CHO各1 mol,能与2 mol H2发生加成反应,故C错误;碳碳双键和—CHO均能使溴水褪色,先加新制Cu(OH)2,微热产生砖红色沉淀,能检验出—CHO,反应后溶液仍显碱性,溴水能与碱反应,需加酸酸化,再加溴水,溴水褪色检验出碳碳双键,故D正确。
7.(2020·河北省张家口一中高二期中)C、H、O三种元素组成的T、X在一定条件下可以发生如下转化:
X不稳定,易分解。为使转化能够成功进行,方框内不可能加入的试剂是( )
A.新制的Cu(OH)2 B.NaOH溶液
C.KMnO4溶液 D.[Ag(NH3)2]OH溶液
答案 B
解析 HCHO中含有两个—CHO,能被新制的Cu(OH)2氧化为—COOH,从而生成H2CO3,A不符合题意;NaOH溶液没有氧化性,与HCHO不发生反应,不能将其氧化为H2CO3,B符合题意;KMnO4溶液为强氧化剂,能将HCHO氧化为H2CO3,C不符合题意;[Ag(NH3)2]OH溶液具有与新制的Cu(OH)2类似的性质,D不符合题意。
8.格林尼亚试剂简称“格氏试剂”,它是卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用得到的,如:CH3CH2Br+MgCH3CH2MgBr,它可与羰基发生加成反应,其中的“—MgBr”部分加到羰基的氧上,所得产物经水解可得醇。今欲通过上述反应合成2-丙醇,选用的有机原料正确的一组是( )
A.溴乙烷和甲醛 B.溴乙烷和丙醛
C.甲烷和丙酮 D.甲烷和乙醛
答案 D
解析 考查有机物的合成。根据题意,要得到2-丙醇,则必须有CH3CH(OMgBr)CH3,因此必须有CH3CHO和CH3MgBr;答案选D。
题组三 醛类的简单计算
9.1 mol有机物与足量的氢气和新制备的氢氧化铜反应,消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别是( )
A.1 mol 2 mol B.3 mol 4 mol
C.3 mol 2 mol D.1 mol 4 mol
答案 B
解析 由有机物的结构简式知,1 mol有机物中含2 mol —CHO和1 mol ,故需加3 mol H2,—CHO~2Cu(OH)2,故2 mol —CHO消耗4 molCu(OH)2,故选B项。
10.(2020·馆陶县第一中学高二月考)某饱和一元醛发生银镜反应,可得21.6 g银,等物质的量的该醛完全燃烧时生成7.2 g水,则该醛可能是( )
A.乙醛 B.丙醛
C.甲醛 D.丁醛
答案 D
解析 21.6 g银的物质的量是n(Ag)= 21.6 g ÷108 g·mol-1= 0.2 mol,根据醛发生银镜反应后产生的银之间的物质的量关系R—CHO~2Ag,反应产生0.2 mol Ag,则饱和一元醛物质的量为0.1 mol。醛完全燃烧时,生成水的质量为7.2 g,n(H2O)= 7.2 g ÷18 g·mol-1=0.4 mol,则其中含H为0.8 mol,根据饱和一元醛分子式通式CnH2nO,2n=8,所n=4,则该醛为丁醛,故合理选项是D。
题组四 新情境下醛的性质考查
11.(2020·大同高二期中)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.先加新制的氢氧化铜,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,碳碳双键发生加成反应,—CHO被氧化,不能检验,B项错误;先加新制的氢氧化铜,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.(2020·张家界期中)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C20H15O
C.“视黄醛”能与银氨溶液发生银镜反应
D.在金属镍催化并加热条件下,1 mol“视黄醛”最多能与5 mol H2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;1 mol“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,1 mol“视黄醛”最多能与6 mol H2发生加成反应,故D错误。
13.(2020·安徽省长丰县第一中学高二月考)向溴水中加入足量乙醛溶液,可以看到溴水褪色。据此对溴水与乙醛发生的有机反应类型进行如下探究,请你完成下列填空:
Ⅰ.猜测:
(1)溴水与乙醛发生取代反应;
(2)溴水与乙醛发生加成反应;
(3)溴水与乙醛发生________反应。
Ⅱ.设计方案并论证:
为探究哪一种猜测正确,某研究性学习小组提出了如下两种实验方案:
方案1:检验褪色后溶液的酸碱性。
方案2:测定反应前用于溴水制备的Br2的物质的量和反应后Br-的物质的量。
(1)方案1是否可行?________。理由是________________________________________。
(2)假设测得反应前用于溴水制备的Br2的物质的量为a mol,
若测得反应后n(Br-)=________ mol,则说明溴水与乙醛发生加成反应;
若测得反应后n(Br-)=________ mol,则说明溴水与乙醛发生取代反应;
若测得反应后n(Br-)=________ mol,则说明猜测(3)正确。
Ⅲ.实验验证:某同学在含0.005 mol Br2的10 mL溶液中,加入足量乙醛溶液使其褪色;再加入过量AgNO3溶液,得到淡黄色沉淀1.88 g(已知反应生成的有机物与AgNO3不反应)。根据计算结果,推知溴水与乙醛反应的离子方程式为______________________________________。
Ⅳ.拓展:
请你设计对照实验,探究乙醛和乙醇的还原性强弱(填写下表)。
实验操作步骤
实验现象
结论
答案 Ⅰ.(3)氧化 Ⅱ.(1)不可行 溴水与乙醛发生取代反应有HBr生成,乙醛被氧化生成乙酸和HBr,溶液均呈酸性 (2)0 a 2a Ⅲ.CH3CHO+Br2+H2O===CH3COOH+2H++
2Br-
Ⅳ.在两支洁净的试管中分别加入2 mL新制银氨溶液,各滴入几滴乙醛和乙醇,振荡,水浴加热 滴加乙醛的试管中有银镜生成,而滴加乙醇的试管无现象 乙醛的还原性比乙醇强
解析 Ⅰ.(3)乙醛中官能团为—CHO,—CHO具有还原性,可被氧化,所以可能发生氧化反应。
Ⅱ.(1)方案1中,无论取代(生成HBr)或氧化乙醛(生成CH3COOH),均使反应后溶液显酸性,故不可行。
(2)由于乙醛是足量的,乙醛中官能团为—CHO,溴水中的溴全部参与反应:取代反应后生成n(Br-)=a mol,加成反应后n(Br-)=0 mol,氧化反应后n(Br-)=2a mol。
Ⅲ.得到固体1.88 g为AgBr的质量,n(AgBr)==0.01 mol,n(Br-)=2n(Br2),则反应为氧化反应,其离子方程式为CH3CHO+Br2+H2O===CH3COOH+2H++2Br-。
Ⅳ.乙醛能与银氨溶液发生氧化反应,乙醇不能,依此设计实验。
实验操作步骤
实验现象
结论
在两支洁净的试管中分别加入2 mL新制银氨溶液,各滴入几滴乙醛和乙醇,振荡,水浴加热
滴加乙醛的试管中有银镜生成,而滴加乙醇的试管无现象
乙醛的还原性比乙醇强
14.(2020·绥棱县第一中学高二月考)已知:醛在一定条件下可以两分子间反应RCH2CHO+RCH2CHO,兔耳草醛是重要的合成香料,它具有独特的新鲜水果的清香。由枯茗醛()合成兔耳草醛的路线如下:
(1)枯茗醛的核磁共振氢谱有________种峰;A→B的反应类型是________。
(2)B中含有的官能团是________________(写结构式);检验B中含氧官能团的实验试剂是________。
(3)写出C→兔耳草醛的化学方程式:_____________________________________________。
(4)枯茗醛发生银镜反应的化学方程式:_____________________________________________。
答案 (1)5 消去反应 (2)、 银氨溶液 (3)+O2+2H2O
(4)+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3+H2O
解析 (1)枯茗醛除醛基外,分子中上下对称,其对称位上的氢是等效的,故其核磁共振氢谱有5种峰,A→B的过程中A脱去了一个H2O生成B中多了一个碳碳双键,所以反应类型是消去反应。
(2)根据B的结构可知B中含有的官能团是碳碳双键和醛基,结构式为、,其中含氧官能团为醛基,检验醛基可用银氨溶液,其方法是将B加入到银氨溶液中再水浴加热,如果出现银镜,说明其中有醛基。
(3)由上述分析,C发生催化氧化生成兔耳草醛,反应的化学方程式为+O2+2H2O。
(4)枯茗醛在加热的条件下与银氨溶液发生银镜反应,反应的化学方程式为+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3+H2O。
15.甲醛是众多醛类物质中的一种,是一种具有较高毒性的物质。结合相关知识回答下列问题:
(1)下列说法不正确的是________(填字母)。
A.选购家具时,用鼻子嗅一嗅家具抽屉等部位可初步判断家具是否含有较多甲醛
B.甲醛就是福尔马林,可用于浸制动物标本
C.甲醛可使酸性KMnO4溶液褪色
(2)甲醛也是一种重要的工业原料,以HCHO和CH≡CH为有机原料,经过下列反应可得化合物C(C4H8O4):
①反应Ⅰ的反应类型为__________________________________________________________。
②HOCH2C≡CCH2OH分子中,在同一平面上的原子最多有________个。
③写出反应Ⅳ的化学方程式:____________________________________________________。
④写出B与新制的Cu(OH)2反应的化学方程式:____________________________________。
答案 (1)B (2)①加成反应 ②8
③OHCCH2CH2CHO+O2HOOCCH2CH2COOH ④OHCCH2CH2CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOCCH2CH2COONa+2Cu2O↓+6H2O
解析 (1)根据分析可知:甲醛具有刺激性气味,室内空气中的甲醛主要来源于装修材料及家具使用的人造木板,故选购家具时,可以靠近家具的抽屉及衣橱等部位,用鼻子嗅一嗅,看是否有刺激性气味,是否强烈,A项正确;福尔马林是35%~45%的甲醛水溶液,故甲醛就是福尔马林的说法错误,B项错误;甲醛具有还原性,可被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,C项正确;答案选B。
(2)①由分析可知,在反应Ⅰ中,甲醛的醛基中的C==O断裂,与乙炔发生了加成反应生成HOCH2C≡CCH2OH,反应类型为加成反应。
②根据与三键直接相连的原子共直线可知,4个C原子在一条直线上,又—CH2—为四面体结构,最多有3个原子共面,单键O—H可旋转,则在同一个平面上的原子最多有8个。
③反应Ⅳ为丁二醛(OHCCH2CH2CHO)被O2氧化成丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)的过程,反应方程式为:OHCCH2CH2CHO+O2HOOCCH2CH2COOH。
④由分析知B为丁二醛(OHCCH2CH2CHO),能与新制的Cu(OH)2反应生成丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)、Cu2O和H2O,反应方程式为OHCCH2CH2CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOCCH2CH2COONa+2Cu2O↓+6H2O。
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