百度文库-让每个人平等地提升自我
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乙醛、醛类知识精讲
一.本周教学内容
乙醛、醛类
二.重点、难点
1.了解醛的定义、分子结构的特点,饱和一元醛的通式。
2.掌握乙醛的结构式、主要性质和用途。
3.了解甲醛的其他性质。
4.了解甲醛与苯酚的缩聚反应。
三.具体内容
(一)醛:由烃基(R—)跟醛基相连而构成的化合物。可用通式:RCHO表示。
说明:
①概念中的烃基R包括所有的烃基,如环烃基、苯基、链烃基等,还可指H原子。
如:(苯甲醛——最简单的芳香醛)、
CHO
、HCHO(甲醛——所有醛中最简单的
醛)都属于醛。
②醛基一般可写成CH
O
或—CHO,不可写成—COH。
③醛基失去H原子后的基团:叫羰基。与直接相连的两个原子都是烃基时
(),这样的化合物称为酮。
(二)乙醛
1.结构:分子式:C2H4O,结构简式:(或CH3CHO)
2.物理性质:
乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点较低(20.8℃)。乙醛易挥发,易
燃烧,能跟水、乙醇、氯仿等互溶。
说明:由于乙醛能与水互溶,故乙醛不能从卤素的水溶液中把卤素单质萃取出来。
3.化学性质
(1)加成反应:
①
说明:腈化物(RCN)在酸性条件下易水解:,因而上面反应的产物
在酸性条件下可水解生成乳酸()。这是在有机物中增加1个C原子时
常用的一种方法。
②CH3CHO+H2催化剂
CH3CH2OH
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2
说明:
①该反应表明CH3CH2OH和CH3CHO在一定条件下可相互转化。但上面的反应与乙醇的催化
氧化反应并不是互为可逆反应。同时CH3CHO中的C=O与烯烃中的C=C的性质不完全相同:C=O
与卤素(X2)一般难以发生加成反应,而C=C很容易与X2发生加成反应。
②上述反应里,H2中H元素的化合价升高,作还原剂,将乙醛还原成乙醇。对于有机反应,
可根据反应中有机物得失H、O原子来判断有机物的氧化、还原反应。若反应中有机物得到H原
子或失去O原子,则有机物被还原,发生还原反应;若反应中有机物得到O原子或失去H原子,
则有机物被氧化,发生氧化反应。
(2)氧化反应
A.2CH3CHO+O2催化剂
2CH3COOH
B.银镜反应
423
NHAgOHOHNHAg
OHOHNHAgOHNHAgOH
22323
2)(2
CHOCHOHNHAg
323
)(2OHNHAgCOONHCH
2343
32
离子方程式:
CHOCHOHNHAg
323
2)(2HNHAgNHCOOCH
2343
32
OHNH
23
3
应用:
①检验醛基的存在和数目
②制镜或保温瓶胆
说明:
①制银氨溶液时,应先加AgNO3,后加NH3·H2O,且NH3·H2O不能过量,滴加顺序不能反
调。
②对于AgNO3溶液和NH3·H2O溶液,不用其它试剂,可通过相互滴加的方法进行鉴别。
③该反应中一般用水浴加热,不用酒精灯直接加热,试管要洗干净,否则不容易得到光亮
的银镜。
④水浴加热过程中,不能振荡试管,否则得不到光亮的银镜。
⑤银氨溶液要现配现用,不能久置。反应后的溶液要及时处理掉,也不能久置。
⑥反应后的试管不用NH3·H2O洗涤,一般用稀HNO3洗涤,而不用浓HNO3洗涤。因为Ag+2HNO3
(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O,3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,可见溶解等量的银,用稀HNO3
时耗酸少,且产生的气体污染物少。
⑦反应需在碱性条件下进行。若为酸性条件时:
423
222)(NHAgHNHAg
因而在银氨溶液中加入HCl时,会有白色的AgCl难溶物生成。
C.与新制的
2
)(OHCu反应。
Cu2++2OH-=
2
)(OHCu↓
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3
OHOCuCOOHCHOHCuCHOCH
22323
2)(2
应用:
①检验醛基的存在及数目
②医疗上可应用该反应原理检验糖尿病
说明:
①该反应中的NaOH必须过量,即在碱性条件下进行。
②可用酒精灯加热至混合液沸腾,不必用水浴加热。
③
2
)(OHCu需现用现配,不能用久置的
2
)(OHCu悬浊液。
D.可被KMnO4、Br2水等溶液氧化。
4.用途
乙醛在工业上主要被用于制取乙酸、丁醇、乙酸乙酯等,是有机合成的重要原料。
小结:乙醛有氧化性和还原性,以还原性为主。
(三)醛类
2.饱和一元醛:相当于烷烃中一个H原子被一个醛基(—CHO)取代后的产物。通式可表示
为:CnH2n+1CHO或CnH2nO。
(1)命名——只要了解即可。
①选取含—CHO在内的最长碳链作主链,按主链上C原子数称为某醛。
②定碳位:把—CHO上的C原子定为1位。
③命名:
如;5—甲基—4—乙基己醛
(2)同分异构体
饱和一元醛CnH2n+1CHO的醛类异构体数目由烷基CnH2n+1—的异构体数目决定,两者是相等的。
如己知丁基—C4H9有4种异构体,则C5H10O有4种醛类异构体。
说明:
①同C原子数的饱和一元醇比饱和一元醛的同类异构体数目多(含一个C原子、两个C原
子的例外)
②含多个碳原子的饱和一元醛与同C原子数的饱和酮之间也互为同分异构体关系,如
CH3CH2CHO与间即属同分异构体,这是官能团间异构引起的。
(3)化学性质——与CH3CHO相似。
①与H2、HCN加成:RCHO+H2催化剂
RCH2OH
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4
RCHO+HCN催化剂
②氧化反应:
(A)2RCHO+O2催化剂
2RCOOH
(B)
AgNHRCOOOHNHAgRCHO22)(2
423
OHNH
23
3
(C)OHOCuRCOOHOHCuRCHO
222
2)(2
(D)可被KMnO4、Br2水等试剂氧化
说明:酮()不能被银氨溶液、新制的
2
)(OHCu悬浊液氧化,但可与H2,HCN
等发生加成反应。
3.甲醛—CH2O
(1)结构式:。可见:1个甲醛分子中相当于含两个醛基,具有二元醛的一些
性质,但其组成符合饱和一元醛的通式。
(2)物理性质:
甲醛也叫蚁醛,是一种无色有刺激性气味的气体,易溶于水,35%—40%的甲醛水溶液称为
福尔马林(可见福尔马林为混合物)
(3)化学性质——与CH3CHO相似
①加成反应:HCHO+H2催化剂
CH3OH
HCHO+HCN
催化剂
②氧化反应:
A.2HCHO+O2催化剂
2HCOOH
说明:由于产物甲酸()的结构中仍含有醛基,因此甲酸还可被进一步催化氧化为
(即H2CO3)最后分解为CO2和H2O。
HCOONHOHNHAgHCHO
23423
32)(2
说明:由于产物甲酸铵()中也含醛基,因此HCOONH4可进一步被银氨溶液氧
化为CO2和NH3。故1molHCHO与过量的银氨溶液反应时,可得4molAg。
COOHOHCuHCHO
222
2)(2
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5
说明:产物甲酸中(HCOOH)含有醛基(-CHO),因此
2
)(OHCu过量时,HCHO最终被氧化
为CO2和H2O,产物Cu2O和HCHO的物质的量之比不再是1:1,而是2:1。
(3)缩聚反应——小分子单体间相互反应生成高分子化合物,同时还生成其它小分子的化
合物的反应。
(4)用途
甲醛是重要的有机合成原料,在工业上主要用于制酚醛树脂等许多有机化合物。在农业上,
甲醛可作农药,用于制缓效肥料等;甲醛的水溶液具有杀菌防腐性能,可用于浸制生物标本等。
【典型例题】
[例1]使用哪种试剂,可鉴别在不同试剂瓶内的己烯、甲苯和丙醛()
A.银氨溶液和酸性KMnO4的溶液4溶液和Br2的CCl4溶液
3溶液和银氨溶液D.银氨溶液和Br2的CCl4溶液
答案:D
解析:纵观题给选项,总共涉及了四种试剂:银氨溶液只能检验出丙醛;酸性KMnO4溶液
均可与题干中的三种试剂反应而褪色;溴的CCl4溶液遇己烯可发生加成反应而褪色,可检验出
己烯,FeCl3溶液与三种待检物质均不反应。由此可知:凡含KMnO4或FeCl3的试剂组均不能鉴
别出三种待测物质,故应排除A、B、C三个选项。
[例2]某3g饱和一元醛和足量的银氨溶液反应,结果生成了43.2gAg,则该醛为()
A.甲醛B.乙醛C.丙醛D.丁醛
答案:A
解析:饱和一元醛发生银镜反应一般有如下关系:RCHO~2Ag,现知
n(Ag)=mol
molg
g
4.0
/108
2.43
,则n(-CHO)=mol
mol
2.0
2
4.0
,因此该醛的摩
尔质量为15g/mol。由于不存在分子量为15的醛,到这儿此题似乎走进死胡同。但细想起来,
甲醛的分子中可视为含2个-CHO,当HCHO与与足量的银氨溶液反应时关系式为HCHO~4Ag。即
(3g)HCHO可得(43.2g)Ag。
[例3]有机物甲能发生银镜反应,甲催化加H2还原成有机物乙,1mol乙跟足量的金属Na反应
放出标准状况下H222.4L,根据此推断乙一定不是()
2CH2OHB.
3CH2OH
答案:CD
解析:甲能发生银镜反应说明其分子结构中含有-CHO,经催化加H2后得乙,则表示乙的分
子结构中至少有一个—CH2OH结构单元,对据1mol乙能与Na反应得1molH2,表明乙为二元醇。
[例4]由乙炔、苯、乙醛组成的混合物,经测定其中碳的质量分数为72%,则氧的质量分数
为。
答案:见解析。
解析:对于几种物质组成的混合物,已知其中一种元素的含量。求其它元素的含量时,常
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常可根据这些物质的化学式,将其改写成含有相同组成比的某化学式,再结合其组成关系来确
定其它元素的含量。该题中,可将乙醛分子改写成:C2H4O→C2H2·H2O。由于乙炔、苯的分子式
分别为C2H2、C6H6,因此该混合物的平均组成可表示:(CH)x·H2O。假设混合物质量为100g,
则m(C)=100g×72%=72g,m(CH)=72×g78
12
13
,所以m(H2O)=22g故m(O)=22g×g6.19
18
16
。
因此混合中氧的质量分数为w(O)=%
[例5]已知丁基共有四种,不必试写,立即可断定分子式为C5H10O的醛应有()
A.3种B.4种C.5种D.6种
解析:由于-CHO基只能连在碳链末端,所以分子式为C5H10O的醛的异构体由-C4H9(即丁基)
的种类确定。试题中已经说明了丁基共四种,则该醛的异构体也只能是四种。
答案:B。
点评:本题重点考查醛的结构和思维能力。醛的分子式已告诉:C5H10O可写成C4H9-CHO,
只要对醛的结构熟练掌握,就应该十分清楚-CHO只能连在链端,所以醛的异构体(不含异类
异构)只来源于烃基的碳链异构,不存在-CHO因位置不同而产生的异构体,丁基(-C4H9)的
异构体数目已告诉,那么戊醛的异构体数目就知道了。可见平时的功底扎实,考时就能答得快、
准。另必须注意学习有机物时一定要从结构上入手,首先要把结构搞清楚。
[例6]某学生做乙醛还原新制
2
)(OHCu的实验,取1mol/L的CuSO4溶液2ml于试管中,加入
L的NaOH溶液4ml,再加入40%的乙醛溶液,后加热至沸腾,无红色沉淀,实验失败的原因是
()
A.氢氧化钠不够量4不够量
C.乙醛溶液太少D.加热时间不够
答案:A
解析:醛的溶液与新制
2
)(OHCu反应,新制
2
)(OHCu的浊液必须呈碱性,即NaOH要过
量。这是反应所要求的,然后加热煮沸才会有预期的实验现象。
点评:要认真阅读教材,这是学好基础知识的最起码的条件。对隐含的反应条件要挖掘清
楚。实验涉及的知识点多而杂,要认真思考,搞清原理,总结规律,理成条理。
[例7]饱和一元醛和酮的混合物每摩重58g。此混合物发生银镜反应,最多可析出86.4g银,
则原混合物中的醛是()
A.乙醛B.丙醛C.丁醛D.异丁醛
答案:B
解析:酮的通式为CnH2nO,不发生银镜反应。
设饱和一元醛的分子式为CmH2mO,酮的分子式为CnH2nO,。
因为CmH2mO——2Ag所以nCmH2mO=,nCnH2nO=
58)1614(6.0)1614(4.0nm
2m+3n=15,只有n=3,m=3符合要求。
因为酮中最简单的为丙酮,,其分子量为58,恰好等于混合物的平均分子
量。所以,混合物中,醛的分子量只能小于或等于58。醛只能为丙醛或乙醛。若为丙醛时,丙
醛、丙酮分子量均为58,因此两者以任意比混合均行。若为乙醛时,乙醛质量为×44=17.6g,
酮的分子量为3.67
6.0
6.1758
,酮的n为:14n+16=,所以n=不合题意。
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故此混合物是丙醛(CH3CH2CHO)与丙酮(CH3COCH3)混合而成。所以原混合物中的醛是丙醛。
点评:通过此题,得同碳醛和酮是类别异构,平均式量为58,则根据CnH2nO通式计算n=3,
所以醛和酮的化学式相同,均为C3H6O,与配比量无关。
(答题时间:45分钟)
一.选择题:
1.下列叙述中,不正确的是()
A.在氧气中燃烧生成CO2和H2O的有机物的组成里,一定含有氧元素
B.含有醛基的化合物都能发生银镜反应
C.醛类化合物既能发生氧化反应又能发生还原反应
D.醛类和醇类化合物都可看做是烃的衍生物
2.氧化反应的产物是()
3CH2COOHB.
3CH2CH2CH2COOHD.
3.烯烃、一氧化碳和氢气在催化剂作用下生成醛的反应称为碳基合成反应,也叫烯烃的醛化
反应。由乙烯制丙醛的反应为:
222
HCOCHCH催化剂CHOCHCH
23
。由化学
式为C4H8的烯烃进行醛化反应,得到醛的同分异构体可能有()
A.5种B.4种C.3种D.2种
4.已知分子式为C5H10O的有机物,其分子中含有:1个—,1个—CH2—,2个—CH3,1个
—CHO原子团的同分异构体共有()
A.2种B.3种C.4种D.5种
5.凡结构式为的有机物,与次卤酸钠(NaXO)作用,有产物卤仿(CHX3)生成,这种
反应叫卤仿反应(式中R表示烷基,X表示卤素),如
。以上反应称为碘仿反应,试判断下列物质中能发
生碘仿反应的是()
3CH2CHOC.D.
6.已知甲醛()分子中的4个原子是共平面的,下列分子中所有原子不可能同时存在
于同一平面的是()
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8
A.B.
C.D.
7.某学生用2ml1mol·L-1的CuSO4溶液与4ml·L-1的NaOH溶液混和,然后加入4%的HCHO
溶液,加热至沸腾,未见红色沉淀,失败的主要原因是()
A.甲醛量太少4量太少量太少D.加热时间太短
8.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%的甲醛水溶液,可用于浸制生物标本
9.某有机物A和B分子中都有2个碳原子,室温时A为气体,B为液体。A能在HgSO4作用下
跟水反应生成一种含氧化合物C,C加氢还原生成B。A、B、C三种物质分别是()
2=CH2,CH3CHO,CH3COOH
3CHO,CH2=CH2,CH3CH2OH
≡CH,CH3CH2OH,CH3CHO
3CH2OH,CH2=CH2,CH3CH2OH
10.某饱和一元醛发生银镜反应时,可析出21.6g银,等质量的此醛完全燃烧时,可生成8.96L
CO2(标准状况),则该醛为()
A.乙醛B.2—甲基丙醛C.丁醛D.己醛
11.区别乙醛、苯和溴苯,最简单的方法是()
A.加酸性KMnO4溶液后振荡B.与新制
2
)(OHCu共热
C.加蒸馏水后振荡D.加AgNO3溶液后振荡
12.将一定量某一元醛分为两等份。一份与过量
2
)(OHCu共煮,分离出1.44g红色不溶物;
另一份在O2中完全燃烧时生成0.54g水,则该一元醛可能是()
A.乙醛B.丙醛C.丁醛D.丁烯醛
13.将标准状况下的44.8L甲醛溶解于多少水中,恰好配成40%的福尔马林()
A.60mlB.90mlC.120mlD.150ml
14.现有甲醛、丙醛和丁烯的混合物,已知其中氧的质量分数为x,则混合物中碳的质量分
数为()
A.x
4
3
B.)1(
6
5
xC.)1(
7
6
xD.不能确定
15.区别CH3CH2CH2OH和的方法是()
A.加金属钠B.加银氨溶液
C.在铜存在下和氧气反应D.在银存在下和氧气反应后的产物再加银氨溶液
16.下列物质不能和金属钠反应的是()
A.甲醇B.乙醛C.福尔马林D.苯酚
二.填空题:
17.现有下列有机物:①乙醇②苯乙烯③甲醛④苯酚⑤苯甲醛⑥丙酮。
(1)能使酸性KMnO4溶液褪色的有;
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(2)能发生加聚反应的有;
(3)能与NaOH溶液反应的有;
(4)能发生银镜反应的有;
(5)能发生消去反应的有。
18.甲醛是醛类中还原性最弱的醛。有机化学上把官能团直接要连的碳原子上的氢称为α—
氢原子。例如CH3CHO中,甲基上的氢原子均为α—氢。受羰基的影响,α—氢具有一定的活泼
性,在一定条件下可发生如下的反应:
又知α—氢的醛在强碱性条件下可以发生如下反应:
。若以乙醛为必用试剂,只根据以上反
应原理,选用试剂A制备物质B,即
42
)(OHCHC。
(1)试剂A的分子式为。
(2)理论上CH3CHO与A的物质的量之比为。
(3)实际生产中A常常过量,原因是①;②。
19.已知某些醛类之间可以聚合生成羟醛。例如:
。
反应的发生可看成CH3CH2CHO中碳氧双键打开,分别跟II中的α一位碳原子和α一位氢原
子相连而得。生成物是一种3—羟基醛,此醛不稳定,加热即脱水生成不饱和醛(烯醛):
试写出以乙炔为原料(无机试剂可
任选),合成1—丁醇的各步反应的化学方程式。
20.现有含有一元饱和醛A的溶液100g,其中含醛%,加入一元饱和醛B17g后,从混合物
中取出4g,在这4g混合液中加入足量的新制Cu(OH)2,加热沸腾产生红色沉淀4.32g。已知醛B
比醛A多1个碳原子,求A和B各是什么醛?写出它们的结构简式。
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[参考答案]
一.选择题
6.D7.C
13.B14.C
15.D16.B
二.填空题
17.
(1)①②③⑤(2)②(3)④(4)③⑤(5)①
18.
(1)HCHO(2)1:4
(3)
①增加反应物A的浓度,提高B的产率;
②防止HCHO发生自身的氧化还原反应,造成HCHO的量不足。
19.
①CH≡CH+H2O
催化剂
CH3CHO
②
③
④CH3CH=CHCHO+2H2催化剂
CH3CH2CH2CH2OH
20.提示:要写出A、B醛的结构简式,应先确定A、B的分子式。要确定分子式,则必须求
出A、B的相对分子质量。已知饱和一元醛与Cu2O的物质的量的关系为1∶1。所以A、B的物质
的量的和即是Cu2O的物质的量。故可求出A、B混合物的平均相对分子质量。由B比A多一个
碳原子等条件,即可确定A、B的分子式,进而确定其结构简式。
参考答案:设4g混合液中含A、B醛xg,则117:(+17)=4∶xx=1.46g
因为n(Cu2O)=
144
32.4
=(mol)又饱和一元醛----Cu2O,所以n(A、B)的和=
则(A、B的平均相对分子质量)=
03.0
46.1
=
设A醛的分子式为CnH2nO,则B的分子式为Cn+1H2(n+1)O,则有14n+16<<14n+30
所以n=2,故A醛的分子式为C2H4O,结构简式为CH3—CHO,B醛的分子式为C3H6O,结构简
式为CH3—CH2—CHO。
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