8.乙醛 醛类
乙醛 醛类
一、知识纲要:
1.乙醛的结构、物理性质和化学性质; 2.银镜反应的操作要点和反应原理; 3.醛类的结构及性质、相关计算。
二、内容聚焦
乙醛
1.乙醛的分子组成与结构
分子式是:C 2H 4O , 结构式是:
结构简式:CH 3CHO 。
注意 对乙醛的结构简式,醛基要写为—CHO 而不能写成—COH 。 2.乙醛的物理性质
乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度小于水,沸点为20. 8 C 。乙醛易挥发,易燃烧,能与水、乙醇、氯仿等互溶。
注意 因为乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。 3.乙醛的化学性质
从结构上乙醛可以看成是甲基与醛基() 相连而构成的化合物。由于醛基比较活泼,乙醛
的化学性质主要由醛基决定。例如,乙醛的加成反应和氧化反应,都发生在醛基上。
(1)乙醛的加成反应
注意:和C =C 双键不同的是,通常情况下,乙醛不能和HX 、X2、H2O 发生加成反应。 (2)乙醛的氧化反应 燃烧:
2CH 3CHO +5O 2 催化氧化:
点燃−−→−4CO 2+4H 2O
(3)银镜反应 (水浴加热):
Ag ++NH 3·H 2O =AgOH ↓+NH 4+
AgOH +2NH 3·H 2O =[Ag (NH 3) 2]++OH -+2H 2O
CH 3CHO +2[Ag (NH 3) 2]++2OH -→CH 3COO -+NH 4++2Ag ↓+3NH 3↑+H 2O
配制银氨溶液是向AgNO 3稀深液中逐滴加入稀氨水,直到最初生成沉演恰好溶解为止。滴加溶液的顺序不能颠倒,否则最后得到的溶液不是银氨溶液。银镜反应的实验条件是水浴加热,不能直接加热煮沸。制备银镜时,玻璃要光滑洁净。玻璃的洗涤一般要先用热的NaOH 溶液洗,再用水洗净。
(4) 铜镜反应:
Cu 2++2OH -=Cu (OH ) 2↓
∆
CH 3CHO +2Cu (OH ) 2−−→CH 3COOH +Cu 2O ↓+2H 2O
乙醛的还原性是很强的,易被酸性高锰酸钾溶液、溴水等氧化剂氧化,高锰酸钾、溴水因被还原而使
溶液褪色。
(5) 还原反应: 与醇的相互转化:
二、醛类 1. 醛的概念
分子里由烃基与醛基相边而构成的化合物叫做醛。 2. 醛的分类
3. 醛的通式
饱和一元醛的通式为C n H 2n O (n=1、2、3……)
4. 醛的命名
HCHO (甲醛,又叫蚁醛),CH 3CHO (乙醛),CH 3CH 2CHO (丙醛)
(苯甲醛),(乙二醛)
5. 醛的化学性质
由于醛分子里都含有醛基,而醛基是醛的官能团,它决这一着醛的一些特殊的性质,所以醛的主要化学性质与乙醛相似。如
(1)醛被还原成醇
CH 3CH 2CHO +H 2−催化剂
−−−→CH 3CH 2CH 2OH ∆
(2)醛的氧化反应 ①催化氧化
催化剂
2CH 3CH 2CHO +O 2−−−−→2CH 3CH 2COOH ;
∆
②被银氨溶液氧化
∆CH 3CH 2CHO +2Ag (NH 3) 2OH −−→2Ag ↓+CH 3CH 2COONH 4+3NH 3↑+H 2O ;
③被新制氢氧化铜氧化
∆
CH 3CH 2CHO +2Cu (OH ) 2−−→CH 3CH 2COOH +Cu 2O ↓+2H 2O ;
④使高锰酸钾酸性溶液褪色 6.常见的醛
甲醛简介
HCHO 是最简单的醛,为无色、有刺激性气味的气体,它的水溶液(又称福尔马林)具有杀菌、防腐性能
a .甲醛的分子结构:
b .甲醛有毒,在使用甲醛或与甲醛有关的物质时,要注意安全及环境保护。 c .酚醛树脂是最早生产和使用的合成树脂。由于它不易燃烧,良好的电绝缘 性等优良性能,至今还用作电木的原料。 酚醛树脂常用苯酚与甲醛反应制得:
或 乙醛简介
乙醛是一种没有颜色,有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥发易燃烧,易溶于水及乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。
3.例题精讲
例1 在一定质量的烧瓶中盛10g11.6%的某醛溶液,然后与足量的银氨溶液充分混合放在热水浴中加热,安全反应后,倒去瓶中液体,仔细洗净、烘干后,烧瓶质量增加4.32g ,通过计算,写出这种醛的结构简式和名称。
解析 根据题意,增重的4.32g 为析出Ag 的质量。
Ag 的物质的量=
4. 32g
=0. 04mol
108g /mol
醛的质量=10g ×11.6%=1.16g
设醛的分子式为C n H 2n O 则 C n H 2n O →2Ag
1mol 2mol 0.02mol 0.04mol
故醛的相对分子质量=
1. 16
=58 0. 02
代入分子式中:12n+2n+16=58 n =3,分子式为C 3H 6O 结构简式为CH 3
-CH 3-CHO ,丙醛
—CH 3—CHO ,丙醛。
答:这种醛的结构简式为CH 3
点拨 本题的关键是求出Ag 的物质的量和醛的相对分子质量。
例2 烯烃和CO 、H 2在催化剂作用下生成醛的反应,为羰基合成,也叫烯烃的醛化反应。由乙烯制丙醛的反应为:
CH 2=CH 2+CO +H 2−催化剂−−→CH 3CH 2CHO ,由分子式为C 4H 8的烯烃进行醛化反应,得到
的醛可能为几种? 写出其结构简式。
解析 该题属于信息给予题,解此类题一般要认真分析信息中实质性的变化与题目要求的联系。该题从信息可知,反应后的新物质从烯变为醛,同时增加了一个碳原子,且增加的碳原子应连接在烯烃的不饱和碳原子上,故C 4H 8醛化后为C 5H 11O 。根据丁烯的同分异构体数且结合以上信息可知,其同分异构体有4种,结构简式为:
点拨 解本题的关键是分析信息中实质性的变化和题目要求的联系。
例3 对有机物的化学性质叙述错误的是 ( )
A .既能发生氧化反应又能发生还原反应
B .与H 2发生加成反应,必定得到一种纯的新有机物 C .能发生加聚反应生成高聚物
D .能使Br 2的水溶液褪色,1mol 该有机物恰好与1mol Br 2反应
解析 该有机物分子中有两个不同的官能团、,判断该有机物的化学性
质,要全面分析,综合应用该有机物分子结构的特点及由其决定的主要性质的异同。
都能与H 2发生加成反应,但反应条件不同,反应产物不同。能与Br 2发生加成反应(也
是氧化反应) ,
答案 B 、D
能被Br 2的水溶液氧化。
点拨
能被弱氧化剂氧化,更易被强氧化剂:KMnO 4(H ) 、O 2、Br 2
等氧化。
例4 某饱和一元醛和一元醛的混合物共3g ,与足量的银氨溶液充分反应后得到16.2g 。试通过计算推断该混合物中醛的结构简式。
解析 生成银的物质的量为1.62g/108g/mol =0.15mol ,若不是甲醛,则醛的物质的量为: 0.15mol ÷2=0.075mol
据题意,该混合物中醛的摩尔质量应小于: 3g ÷0.075mol=40g/mol
而饱和一元醛中,乙醛的式量=44>40,
故该醛只能是甲醛:。
点拨 解此题的关键是要知道1mol 醛基能还原出2mol 银,若醛是甲醛,则lmol 醛最多可还原出4mol 银。
4.实战演练
一、选择题(每小题5分,共45分) 1. 下列配制银氨溶液的操作中正确的是
A. 在洁净的试管中加入1~2 mL AgNO3溶液,再加入过量的浓氨水,振荡,混合均匀 B. 在洁净的试管中加入1~2 mL稀氨水,再逐滴加入2%AgNO3溶液至过量 C. 在洁净的试管中加入1~2 mL AgNO3溶液,再逐滴加入浓氨水至过量
D. 在洁净的试管中加入2% AgNO 3溶液1~2 mL ,逐滴加入2%稀NH 3水,边滴边振荡,至沉淀恰好溶解时为止
2. 有机物A 和B 的分子中都有2个碳原子,室温时A 为气体,B 为液体,A 在催化剂作用下与水反应生成一种含氧的化合物C ,加氢还原C 生成B ,则3种物质是
A.A 是CH 2==CH2,B 是CH 3CHO ,C 是CH 3CH 2OH B.A 是CH 3CHO ,B 是CH 2==CH2,C 是CH 3CH 2OH C.A 是CH ≡CH ,B 是CH 3CH 2OH ,C 是CH 3CHO
D.A 是CH 3CH 2OH ,B 是CH 3CH 3,C 是CH ≡CH 3. 丙烯醛(CH2==CH—CHO) 可发生的反应是
①在催化剂作用下可与H 2反应;②与新制Cu(OH)2加热反应生成砖红色沉淀;③与Na 2CO 3溶液反应;④与银氨溶液反应;⑤既能使酸性KMnO 4溶液褪色,又能使溴水褪色
A. ①②③④ B. ①②④⑤ C. ③④⑤ D. ①②⑤
4. 甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物,氢元素的质量分数为9%,则氧元素的质量分数是 A.16% B.37% C.48% D. 无法计算 5. 目前用乙烯制乙醛的过程分三步进行:
①CH 2==CH2+PdCl 2+H 2O −−→CH 3CHO +2HCl +Pd ②Pd +2CuCl 2−−→PdCl 2+2CuCl ③2CuCl +
1
O 2+2HCl −−→2CuCl 2+H 2O 2
下列叙述正确的是
A.CH 2==CH2是还原剂,PdCl 2是氧化剂 B.CuCl 是还原剂,O 2是氧化剂 C. 乙烯是还原剂,O 2是氧化剂 D.PdCl 2和CuCl 2都是催化剂
6. 某种饱和一元醇和某种饱和一元醛的混合物共3 g,跟银氨溶液完全反应后,可还原出16.2 g银,下列说法中正确的是
A. 混合物中一定含有甲醛 B. 混合物中可能含有乙醛
C. 混合物中醇与醛的质量比为1∶3 D.3 g混合物不可能还原出16.2 g银
7. 已知CH 3CH==CHCH3−−−→2CH 3CHO ,则化学式为C 5H 10的烯烃在此条件下可生成醛的种类为 A.5种 B.4种 C.3种 D.6种
8. 香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物,其结构简式如图
[O ]
:
下列关于茉莉酮的说法正确的是
A. 该有机物的化学式为C 11H 16O
B.1 mol该有机物与H 2充分反应,消耗H 2 4 mol C. 该有机物属于不饱和酮类物质,不能发生银镜反应 D. 该有机物能发生加成反应,但不能发生氧化反应
9. 下列各组混合物总物质的量不变时,各组分以任意比混合后,充分燃烧消耗O 2的量不变的是 A. 乙烯、乙醇、乙醛 B. 乙炔、乙醛、乙二醇 C. 甲醇、甲醚、甲醛 D. 乙烷、甘油、乙醇
二、非选择题(共55分)
10.(10分) 已知某有机物的相对分子质量为58,根据下列条件回答:
(1)若该有机物仅由碳、氢组成,可能的结构简式为 (2)若为烃的含氧衍生物,且分子中有—CH 3,则可能的结构简式为 (3)若分子中无—CH 3,又无—OH ,但能发生银镜反应,则结构简式为
(4)若分子中有—OH ,但无 则结构简式为
11.(10分) 已知在同一个碳原子上连有两个羟基的化合物是极不稳定的,它要自动脱去一分子水生成含有 (填写官能团) 的化合物,今在无其他氧化剂存在的情况下,
以甲苯和氯气为主要原料制取苯甲醛 请按反应顺序写出各步
的反应条件及其产物结构简式:
苯甲醛在浓碱条件下可发生自身氧化还原反应,即部分作氧化剂被还原,部分作还原剂被氧化。请写出反应产物的结构简式: 。
上述产物经酸化后,在一定条件下进一步反应,可生成一种新的化合物,其相对分子质量为苯甲醛的两倍,该化合物的结构简式为
12. (12分)(2001年上海市高考题)请阅读下列短文:
在含羰基 的化合物中,羰基碳原子与两个烃基直接相连时,叫做酮。当两
个烃基都是脂肪烃基时,叫脂肪酮,如甲基酮 都是芳香烃基时,叫芳
香酮;如两个烃基是相互连接的闭合环状结构时,叫环酮,如环己酮
像醛一样,酮也是一类化学性质活泼的化合物,如羰基也能进行加成反应。加成时试剂的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳,而后试剂中带正电部分加到羰基带负电的氧上,这类加成反应叫亲核加成。
但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差,不能被弱氧化剂氧化。
许多酮都是重要的化工原料和优良溶剂,一些脂环酮还是名贵香料。 试回答:
(1)写出甲基酮与氢氰酸(HCN)反应的化学方程式 (2)下列化合物中不能和银氨溶液反应的是(多选扣分) a .HCHO b .HCOOH c.CH 3COCH 2CH 3 d.HCOOCH 3
(3)有一种名贵香料——灵猫香酮 是属于(多
选扣分)
a .脂肪酮 b. 脂环酮 c.芳香酮
(4)樟脑也是一种重要的酮 ,它不仅是一种家用杀虫剂,且是香
料、塑料、医药工业重要原料,它的分子式为 。
13. (11分)(2001年全国高考题)标准状况下1.68 L 无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。
(1)计算燃烧产物中水的质量。
(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。
(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出一组) 。
14.(12分) 在120℃时丙烯醛 (CH2==CH—CHO) 和H 2组成的10 L 混合气体在催化剂作用下,经充分反应后得a L气体(所有气体体积均在120℃,101 kPa时测定) 。
(1)若H 2体积为2 L,计算反应后总体积a 为多少升?
(2)若H 2在混合气体中所占的体积分数为x ,试计算当x 为不同值时,反应后的总体积a 是多少?(用x 的代数式表示)
附参考答案
一、1.D 2.C 3.B
4. 解析:由饱和一元醛通式C n H 2n O 推得:m (C )∶m (H )=12n ∶2n =6∶1。由w (H )=9%⇒w (C )=54%,故w (O )为37%。
答案:B
5. 解析:由上述三个反应方程式合并得总方程式:CH 2==CH2+
1PdCl , CuCl 2O 2−−−2−−−−→CH 3CHO 2
答案:CD
6.A 7.A 8.AC
9. 解析:满足题意的条件是1 mol 任一组分耗同样多的O 2,将各选项变形加以判断,如B 项依次为C 2H 2、C 2H 2·H 2O 、C 2H 2·(H 2O) 2
答案:B
(2)c (3)b (4)C10H 16O 13.(1)m (H2O)=2.7 g (2)C2H 4
(3)C4H 6和H 2(或C 3H 8和CO ,C 3H 6和CH 2O 等) 14.(1)a =8 L (2)正好完全反应,a =x <2/3,a =10(1-x )L
10
L;若x >2/3,a =10(2x -1)L; 3