2025年高考化学一轮复习课件(新高考版)大单元5 第14章 第64讲 醛、酮
展开1.掌握醛、酮的结构与性质。2.了解醛、酮在有机合成中的应用。
考点二 醛、酮的化学性质
饱和脂肪醛不饱和脂肪醛
一元醛(甲醛、乙醛、苯甲醛)二元醛(乙二醛)……
3.饱和一元醛、酮的通式饱和一元醛的通式:_____________,饱和一元酮的通式:______________,分子式相同的醛和酮互为同分异构体。
CnH2nO(n≥1)
CnH2nO(n≥3)
思考 小分子的醛、酮均易溶于水,原因是什么?
答案 由于碳链短,羰基氧能与水分子形成氢键。
1.凡是含有醛基的有机物都是醛( )2.乙醛分子中的所有原子都在同一平面内( )3.乙醛的密度比水大,且能与水以任意比例混溶( )4.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛( )5.苯甲醛的所有原子有可能在同一平面上( )6.丙酮难溶于水,但丙酮是常用的有机溶剂( )7.环己酮( )的一氯代物有3种(不包含立体异构)( )
一、醛、酮的命名与物理性质1.下列叙述正确的是A.甲醛、乙醛和丙酮在通常情况下都是气体B. 的化学名称是2-甲基丙醛C.蜜蜂传递警戒信息的激素中含有 ,其化学名称是2-己酮D.苯甲醛是具有杏仁气味的无色气体
通常情况下,甲醛是气体,而乙醛、丙酮则是液体,A错误; 主链上有3个C,从醛基开始编号,甲基在2号位,名称为2-甲基丙醛,B正确; 主链上有7个C,羰基在2号位,化学名称是2-庚酮,C错误;苯甲醛为无色液体,具有苦杏仁气味,D错误。
二、醛、酮的同分异构体的判断与书写2.按要求写出分子式为C5H10O的同分异构体,并用系统命名法命名。(1)属于醛类的:①_________________________;②_________________________;③________________________;④_______________________。
CH3CH2CH2CH2CHO 戊醛
(2)属于酮类的:①__________________________;②_____________________________;③_________________________。
3.化合物B( )的同分异构体中能同时满足下列条件的有__(填字母)。a.含苯环的醛或酮b.不含过氧键(—O—O—)c.核磁共振氢谱显示有四组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
由题给信息知B的同分异构体为醛或酮,而且含有甲基,根据要求可以写出: 、 、 、 ,故有4种。
1.醛、酮的加成反应(1)催化加氢(还原反应)CH3CHO+H2 ____________, +H2 ______________。
①______________________________;②______________________________。
(2)与含极性键的分子加成通式: 。写出乙醛、丙酮分别与HCN加成的化学方程式:
2.醛的氧化反应(1)以乙醛为例写出其发生下列反应的化学方程式①银镜反应___________________________________________________________。②与新制的Cu(OH)2的反应________________________________________________________。
边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀恰好溶解
1.在银氨溶液配制过程中,溶液pH增大( )2.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等( )3.用溴水可以检验CH2==CH—CHO中的醛基( )4.酮类物质只能发生还原反应,不能发生氧化反应( )5.凡是能发生银镜反应的有机物都是醛( )6.在酸性条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀( )
一、醛、酮的化学性质1.1,5-戊二醛(简称GA)是一种重要的饱和直链二元醛,2%的GA溶液对禽流感、口蹄疫等疾病有良好的防治作用。下列说法正确的是A.戊二醛分子式为C5H8O2,符合此分子式的二元醛有5种(不考虑立体异构)B.1 ml戊二醛与足量的银氨溶液反应,最多可得2 ml银C.戊二醛不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.戊二醛经催化氧化可以得到的戊二酸有4种同分异构体(不考虑立体异构)
戊二醛可以看作两个醛基取代了丙烷中的两个氢原子,丙烷的二取代物有4种,所以戊二醛有4种同分异构体;戊二醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色,1 ml戊二醛与足量的银氨溶液反应,最多可得4 ml银。
2.1 ml HCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应最多能产生___ml Ag,写出有关反应的化学方程式:_________________________________________________________。
二、醛基的检验3.某同学用1 mL 2 ml·L-1的CuSO4溶液与4 mL 0.5 ml·L-1的NaOH溶液混合,然后加入0.5 mL 4%的乙醛溶液,加热至沸腾,未见砖红色沉淀,实验失败的主要原因是A.乙醛量太少 B.硫酸铜的量少C.NaOH的量少 D.加热时间不够
用新制的Cu(OH)2检验醛基,必须在碱性环境下。而本题中:n(CuSO4)=n(NaOH)=0.002 ml。根据:CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+ Na2SO4可知CuSO4过量而NaOH不足,所以实验失败。
4.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.先加银氨溶液,微热,再加入溴水D.先加入新制氢氧化铜,加热至沸,酸化后再加溴水
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;若先加银氨溶液,可检验—CHO,但没有酸化,加溴水可能与碱反应,无法确定有机物A中是否含有碳碳双键,C项错误;先加入新制氢氧化铜,加热,可检验—CHO,酸化后再加溴水,可检验碳碳双键,故D项正确。
三、醛、酮的加成反应在有机合成中的应用5.贝里斯—希尔曼反应条件温和,其过程具有原子经济性,示例如图。下列说法错误的是A.Ⅰ中所有碳原子一定共平面B.该反应属于加成反应C.Ⅱ能发生加聚反应,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.Ⅱ、Ⅲ 均能使溴的四氯化碳溶液褪色
Ⅰ中与苯环直接相连的碳原子通过单键相连,单键可以旋转,故A错误;Ⅱ含有碳碳双键,可以发生加聚反应,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;Ⅱ、Ⅲ都含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,故D正确。
6.已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应,生成一种羟基醛: CH3CHO+CH3CHO肉桂醛F(分子式为C9H8O)在自然界存在于桂油中,是一种常用的植物调味油,工业上主要是按如下路线合成:
已知:反应⑥为含羟基的物质在浓硫酸催化作用下分子内脱水的反应;反应⑤为碱性条件下醛醛加成反应。请回答:(1)肉桂醛F的结构简式为___________________;E中含氧官能团的名称为__________。
(2)写出下列转化的化学方程式:②___________________________________;③____________________________________________。写出有关反应的类型:①________,④_________。
(3)符合下列要求的E物质的同分异构体有___种(苯环上有两个处于对位的取代基,其中有一个是甲基,且属于酯类)。
通过反应条件和信息可知,A为CH3CH2OH,B为CH3CHO,C为苯甲醇( ),D为苯甲醛( ),E为 ,F为 。苯环上有两个处于对位的取代基,其中有一个是甲基,且属于酯类,符合条件的同分异构体有3种,分别为 、 和 。
A.HC≡CH能与水反应生成CH3CHOB. 可与H2反应生成C. 水解生成D. 中存在具有分子内氢键的异构体
1.(2023·湖北,12)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是 (R为烃基或氢) 酮式 烯醇式
水与CH≡CH发生加成反应生成CH2==CHOH,烯醇式的CH2==CHOH不稳定转化为酮式的乙醛,A不符合题意;3-羟基丙烯中,与羟基相连接的碳原子未形成双键,不会发生烯醇式与酮式互变异构,B符合题意; 水解生成 和CH3OCOOH, 可以发生互变异构转化为 ,C不符合题意; 可以发生互变异构转化为 ,即可形成分子内氢键,D不符合题意。
2.(2023·山东,12)有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分 异构体有4种(不考虑立体异构)D.类比上述反应, 的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
X含有碳碳双键和醚键,Y含有碳碳双键和酮羰基,红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰,A正确;X分子中存在两个碳碳双键所在的平面,单键可以任意旋转,故除氢原子外,X中其他原子可能共平面,B正确;Y的分子式为C6H10O,则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体:CH3CH==CHCH(CH3)CHO、CH2==C(CH3)CH(CH3)CHO、CH2==CHCH(CH3)CH2CHO、CH2==CHCH2CH(CH3)CHO和CH2==CHCH(CH2CH3)CHO,共有5种(不考虑立体异构),C错误;
由题干信息可知,类比上述反应, 的异构化产物为 ,含有碳碳双键和醛基,故可发生银镜反应和加聚反应,D正确。
3.(2022·全国甲卷,8)辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶Q10的说法正确的是A.分子式为C60H90O4B.分子中含有14个甲基C.分子中的四个氧原子不在同一平面D.可发生加成反应,不能发生取代反应
由该物质的结构简式可知,其分子式为C59H90O4,A错误;由该物质的结构简式可知,键线式端点代表甲基,10个重复基团的最后一个连接H原子的碳是甲基,故分子中含14个甲基,B正确;双键碳以及与其相连的四个原子共面,羰基碳采取sp2杂化,羰基碳原子和与其相连的氧原子及另外两个原子共面,因此分子中的四个氧原子可以在同一平面上,C错误;分子中有碳碳双键和酮羰基,能发生加成反应,分子中含有甲基,能发生取代反应,D错误。
1.下列物质中既不属于醛,也不属于酮的是A. —CHO D.
2.下列关于醛、酮加成反应的化学方程式的书写错误的是A.CH3CHO+HCNB.CH3CHO+NH3C.CH3CHO+CH3OHD. +H2
A项,CH3CHO与HCN发生加成反应,H原子加在醛基带负电荷的O原子上,—CN加在不饱和碳上,生成 ,故A正确;同理,CH3CHO与NH3发生加成反应生成 ,故B正确;CH3CHO与CH3OH发生加成反应生成 ,故C错误;丙酮与氢气发生加成反应生成2-丙醇,故D正确。
3.下列关于银镜反应实验的说法正确的是A.所用试管必须洁净,若试管内壁有油污,可用碱液煮沸试管后再洗净B.银氨溶液可现用现配,也可久置再用C.配制银氨溶液时,在氨水中加入少量 AgNO3溶液即可D.此实验可在酒精灯火焰上直接加热
油脂在碱性条件下发生水解反应,所以在做银镜实验准备洁净试管时,可用碱液煮沸试管后再洗净,故A正确;银氨溶液久置会析出爆炸性沉淀物,必须现用现配,故B错误;在一支洁净的试管中加入少量的AgNO3溶液,然后滴加稀氨水,直到生成的沉淀刚好溶解为止,得到的无色溶液称为银氨溶液,故C错误;水浴加热使反应容器内试剂受热均匀,且易于控制反应温度,直接加热受热不均匀且温度太高,银镜反应需水浴,故D错误。
4.长时间看电子显示屏幕,会对眼睛有一定的伤害。人眼的视色素中含有视黄醛,而与视黄醛结构相似的维生素A常作为保健药物。下列有关叙述不正确的是A.视黄醛的分子式为C20H28OB.视黄醛与乙醛互为同系物C.一定条件下,维生素A可被氧化生成视黄醛D.视黄醛和维生素A可用银氨溶液鉴别
视黄醛分子与乙醛分子中含有的官能团种类不同,所以不互为同系物,故B错误;维生素A中含有—CH2OH,能被氧化为—CHO,则一定条件下,维生素A可被氧化生成视黄醛,C正确。
5.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.1 ml α-鸢尾酮最多可与3 ml H2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
α-鸢尾酮的结构中含有1个六元环、2个碳碳双键和1个碳氧双键,不饱和度为4,故其某种同分异构体中可含1个苯环,若羟基与苯环相连,则为酚,A正确;α-鸢尾酮含有2个碳碳双键和1个酮羰基,故1 ml α-鸢尾酮最多可与3 ml H2加成,B正确;酮羰基不能发生银镜反应,C错误;α-鸢尾酮加氢后得到醇: ,通过醇的消去反应得到烯烃: 或 ,烯烃加氢后得到 ,D正确。
6.企鹅酮( )可作为分子机器的原材料。下列关于企鹅酮的说法错误的是A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.可发生取代反应C.1 ml企鹅酮转化为C10H21OH需消耗3 ml H2D.所有碳原子一定不可能共平面
企鹅酮中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;甲基碳原子上可发生取代反应,B正确;1 ml企鹅酮含2 ml碳碳双键和1 ml酮羰基,都能和H2加成,加成产物为C10H19OH,需消耗3 ml H2,C错误;环上有一个碳原子连有两个甲基,这个碳原子以碳碳单键和四个碳原子相连,所有碳原子一定不可能共平面,D正确。
7.(2023·南通统考一模)首例有机小分子催化剂催化的不对称Aldl反应如下:下列说法正确的是A.X分子中σ键和π键数目之比为3∶1B.Y的名称为3-硝基苯甲醛C.Z不能发生消去反应D. 存在对映异构现象
单键均为σ键,双键中含有1个σ键、1个π键,X分子中σ键和π键数目之比为9∶1,A错误;Y的名称为4-硝基苯甲醛,B错误;Z中羟基碳的相邻碳上有氢,能发生消去反应,C错误; 分子中含有手性碳原子,存在对映异构现象,D正确。
8.醛(酮)中与 直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的 加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉丙酮(MO)的路线如下。
下列说法不正确的是A.MO不存在顺反异构体B.②的反应类型为消去反应C.HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应,最多得到3种羟基醛D.在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
MO碳碳双键左边的碳原子连有两个相同的—CH3基团,故无顺反异构体,A正确;②为分子内脱水生成不饱和碳碳双键的消去反应,B正确;HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应,可得到CH2(OH)CH2CHO、CH3CH(OH)CH2CHO 2种羟基醛,C错误。
9.阿克拉酮是合成某种抗癌药的重要中间体,其结构如图所示。下列关于阿克拉酮性质的描述正确的是A.阿克拉酮的分子式为C22H23O8B.分子中含有4个手性碳原子C.该分子一定条件下能发生取代、氧化、消去反应D.1 ml该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗5 ml NaOH
10.一定条件下,肉桂醛可转化为苯甲醛: 肉桂醛 苯甲醛下列说法错误的是A.肉桂醛能发生取代、加成、聚合反应B.肉桂醛与苯甲醛都能使酸性KMnO4溶液褪色C.苯甲醛分子的所有原子可能共平面D.肉桂醛与苯甲醛互为同系物
肉桂醛中苯环上能发生取代反应,碳碳双键、苯环和醛基能发生加成反应,碳碳双键能发生聚合反应,A正确;肉桂醛含碳碳双键和醛基,苯甲醛含醛基,都能使酸性KMnO4溶液褪色,B正确;
肉桂醛 苯甲醛
苯环为平面结构,醛基为平面结构,两者通过单键相连,所有原子可能共平面,C正确;肉桂醛含碳碳双键和醛基,苯甲醛含醛基,两者不互为同系物,D错误。
11.环己酮和乙二醇在一定条件下反应可生成环己酮缩乙二醇,其反应过程如图所示: +HOCH2CH2OH―→ (环己酮缩乙二醇)。下列说法正确的是A.生成环己酮缩乙二醇的反应是缩聚反应B.环己酮既能发生氧化反应,又能发生还原反应C.环己酮缩乙二醇的一氯代物有5种(不考虑立体异构)D.环己酮分子中所有碳原子共平面
由结构简式可知,环己酮缩乙二醇不是高聚物,则生成环己酮缩乙二醇的反应不是缩聚反应,故A错误;环己酮燃烧的反应属于氧化反应,一定条件下与氢气的加成反应属于还原反应,故B正确;由结构简式可知,环己酮缩乙二醇的结构对称,分子中含有4种氢原子,则一氯代物有4种,故C错误;由结构简式可知,环己酮分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子的空间结构为四面体形,则分子中所有碳原子不可能共平面,故D错误。
12.已知2RCH2CHO RCH2CH==CRCHO。水杨酸酯E为紫外线吸收剂,可用于配制防晒霜。E的一种合成路线如右:
一元醇A分子中含有一个氧原子,氧的质量分数约为21.6%,所以该一元醇的相对分子质量为 ≈74。饱和一元醇的通式为CnH2n+2O,14n+2+16=74,解得n=4,所以A的分子式为C4H10O,只含有一个甲基,则其结构为CH3CH2CH2CH2OH,名称为1-丁醇或正丁醇。
请回答下列问题:(1)一元醇A中氧的质量分数约为21.6%,则A的分子式为________;结构分析显示A只有一个甲基,A的名称为________________。
(2)B能与新制Cu(OH)2发生反应,该反应的化学方程式为_________________________________________________________________________。
1-丁醇催化氧化为B(CH3CH2CH2CHO)。
CH3CH2CH2CHO+
(3)C有__种官能团;若一次取样,检验C中所含官能团,按使用的先后顺序写出所用试剂:______________________。
1-丁醛在NaOH水溶液中加热发生已知信息反应得到C:CH3CH2CH2CH==C(C2H5)CHO。在C中含有碳碳双键和醛基2种官能团。若检验C中所含官能团,应该先加入银氨溶液检验醛基,然后加入稀盐酸酸化,用溴水来检验碳碳双键。
银氨溶液、稀盐酸、溴水
(4)第③步的反应类型为____________________;D所含官能团的名称为_____。
C的相对分子质量为126,D的相对分子质量为130,则C→D是将CH3CH2CH2CH==C(C2H5)CHO催化加氢还原为CH3CH2CH2CH2CH(C2H5)CH2OH,故第③步的反应类型为还原反应或加成反应,D所含官能团的名称为羟基。
还原反应(或加成反应)
(5)第④步的反应条件为____________;写出E的结构简式:_____________________。
13.化合物F是一种食品保鲜剂,可按如图途径合成:
试回答:(1)A的化学名称是__________,A→B的反应类型是__________。(2)B→C反应的化学方程式为________________________________________________________。
(3)C→D所用试剂和反应条件分别是_________________。(4)E的结构简式是_______________________。F中官能团的名称是_______________。
O2/Cu或Ag,加热
(5)连在双键碳上的羟基不稳定,会转化为羰基,则D的同分异构体中,只有一个环的芳香族化合物有____种。其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为2∶1∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为___________________________________________。
由题给信息结合F的结构简式可知E为 ,则D为 ,C为 ,由此可知B为 ,A为对二甲苯。D为 ,对应的同分异构体如含有2个取代基,可以为—CH3、—CHO,则有邻、间2种,也可以为—CH==CH2、—OH,有邻、间、对3种,如含有1个取代基,可以为 或—CH2CHO或—O—CH==CH2,则D的同分异构体有8种。
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