第二节 醛答案:(1)烃基与醛基 (2)醛基 (3)C n H 2n O (4)一元醛、二元醛、多元醛 (5)脂肪醛、芳香醛 (6)无 (7)刺激性气味 (8)小 (9)水、乙醇 (10)CH 3CHO +2Ag(NH 3)2OH ――→△CH 3COONH 4+2Ag↓+3NH 3+H 2O(11)CH 3CHO +2Cu(OH)2――→△CH 3COOH +Cu 2O↓+2H 2O (12)2CH 3CHO +O 2――→催化剂加热2CH 3COOH (13)1.醛的结构和分类(1)醛的结构醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物,简写为R —CHO 。
醛类的官能团为醛基,醛基可写成或—CHO ,但是不可写成—COH ,且醛基一定位于主链的末端,如饱和一元醛的通式为C n H 2n O 。
破疑点 醛和酮的结构比较:①醛是由烃基或氢原子和醛基相连构成的化合物,醛一定含有醛基;但是含有醛基的物质未必都是醛,如将要学到的甲酸、甲酸甲酯、葡萄糖等都含有醛基,但它们都不是醛。
②酮的官能团是羰基(),是羰基与两个烃基相连的化合物(),R 和R′可以相同也可以不同,饱和一元酮的通式是C n H 2n O 。
最简单的酮是丙酮。
①根据醛分子中醛基的个数可以分为一元醛、二元醛、多元醛等; ②根据醛分子中烃基类别可以分为脂肪醛和芳香醛;③根据醛分子中的烃基是否饱和可分为饱和醛和不饱和醛。
或HCHO 或解析:醛的结构为R —CHO ,其中R 为H 或烃基,A 项物质不含—CHO ,B 、C 、D 项中含—CHO ,但B 项物质—CHO 连接的不是H 或烃基,B 为甲酸乙酯,不属于醛类,所以B 项为正确答案。
答案:B 2.乙醛或CH 3CHO从图中可以看出只有两个位置有吸收峰,说明分子中有两种氢原子;由两个峰的高度比约为1∶3可知:两种H 原子的个数比为1∶3,分别对应甲基和醛基的氢原子,其中峰值面积大的是甲基的氢原子,峰值面积小的是醛基的氢原子。
(2)乙醛的化学性质从结构上看,乙醛可以看成甲基跟醛基(─CHO)相连而构成的化合物,由于醛基比较活泼,所以乙醛的化学性质主要由醛基决定。
①乙醛的氧化反应 a .乙醛的银镜反应 滴加氨水先出现白色沉淀,后沉淀溶解,加入乙醛并水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层光亮的银镜 乙醛具有还原性;+1价的银被还原成金属银,乙醛被银氨溶液氧化银氨溶液配制过程的反应方程式:试管内生成红色沉淀在加热的条件下,乙醛被新制备的Cu(OH)2悬浊液氧化,本身被还原为红色的Cu 2O2Cu(OH)2+NaOH ――→△CH 3COONa +Cu 2O↓+①必须使用新制备的Cu(OH)2悬浊液。
悬浊液时,NaOH 溶液必须过量;因为乙醛与新制氢氧化铜的反应需要在碱性条件下进行。
③该反应必须在加热条件下才能发生。
此反应也常用来检验醛基的存在 燃烧:2CH 3CHO +5O 2――→点燃4CO 2+4H 2O 催化氧化:2CH 3CHO +O 2――→催化剂△2CH 3COOH — 醛类物质结构中的醛基含有碳氧双键(C===O),可以与H 2等物质发生加成反应;CH 3CHO +H 2――→催化剂△CH 3CH 2OH 析规律 醛与酮的还原反应:①乙醛的催化加氢反应也是它的还原反应。
②醛基(—CHO)既有氧化性,又有还原性,其氧化还原关系为:③酮的分子结构中的羰基也可以与氢气在催化剂加热条件下发生加成反应,生成醇:如丙酮与H 2的加成反应为:但是酮不能被新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液氧化。
因此可以用新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液来区分鉴别醛和酮。
【例2】 某有机物的化学式为C 5H 10O ,它能发生银镜反应和加成反应。
若将它与H 2加成,所得产物结构简式可能是( )A .(CH 3)3CCH 2OHB .(CH 3CH 2)2CHOHC .CH 3(CH 2)3CH 2OHD .CH 3CH 2C(CH 3)2OH解析:答案:AC3.醛类物质的银镜反应规律(1)一元醛(分子结构中只有一个醛基)一般发生银镜反应时,生成银的物质的量为醛的物质的量的2倍。
(2)甲醛与银氨溶液或新制氢氧化铜的反应甲醛虽然也是一元醛,但是甲醛的结构式为,相当于含有2个醛基,故发生氧化反应时:(醛氧化为酸实质上是醛基上的C —H 之间插入一个氧原子,使醛基变为羧基) 即甲醛被氧化生成碳酸。
①甲醛与银氨溶液反应的方程式:HCHO +4Ag(NH 3)2OH ――→△(NH 4)2CO 3+4Ag↓+6NH 3+2H 2O ②甲醛与新制氢氧化铜反应的方程式:HCHO +4Cu(OH)2――→△CO 2↑+2Cu 2O↓+5H 2O解答醛与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应生成的银或Cu 2O 的数量关系问题时,应明确:1 mol ~2 mol Ag ,1 mol ~1 mol Cu 2O ,1 mol 二元醛~4 mol Ag,1 mol 二元醛~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu 2O ,但是若一元醛为甲醛(相当于每个分子中含有2个醛基),当银氨溶液或新制Cu(OH)2足量时,存在如下数量关系:1 mol HCHO ~4 mol Ag,1 mol HCHO ~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu 2O 。
【例3—1】 一定量的某饱和一元醛发生银镜反应,析出银10.8 g 。
等量的此醛完全燃烧时产生2.7 g 水。
该醛可能是( )A .乙醛B .丙醛C .丁醛D .丁烯醛解析:设该饱和一元醛分子式为C n H 2n O ,则它发生银镜反应生成的银和燃烧生成的水,有如下关系:2Ag ~ 一元醛C n H 2n O ~ n H 2O2×10810.8 g 18n 2.7 g n =2×108×2.7 g 10.8 g×18=3所以该饱和一元醛为丙醛。
虽然丁烯醛(C 4H 6O)也有上述数量关系,即丁烯醛(C 4H 6O)发生银镜反应生成10.8 g Ag 时,完全燃烧也可以生成2.7 g 水,但它属于不饱和醛。
答案:B【例3—2】 在一定质量的烧瓶中盛有10 g 质量分数为11.6%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,完全反应后倒去烧瓶内的液体,仔细洗净,烘干后,烧瓶质量增加4.32 g 。
通过计算写出这种醛的结构简式和名称。
解析:醛与银氨溶液发生银镜反应,烧瓶质量增加的4.32 g 为析出的Ag 的质量。
醛的质量为10 g×11.6%=1.16 g 。
设该醛为一元醛,溶液中醛的物质的量为x 。
由关系式—CHO ~ 2Ag 1 mol 216 g x 4.32 g 1 mol x =216 g4.32 g,x =0.02 mol 则M (醛)=1.16 g 0.02 mol=58 g·mol -1则烃基的相对分子质量=58-29=29,烃基为—CH 2CH 3,醛则为CH 3CH 2CHO 。
若该醛为二元醛或甲醛,设醛的物质的量为y , 由关系式:二元醛(或甲醛) ~ 4Ag 1 mol 4×108 g y 4.32 g y =0.01 mol则M (醛)=1.16 g 0.01 mol=116 g·mol -1,不可能为甲醛。
若为二元醛,则烃基相对分子质量为58,5814=4余2,也不可能。
因而此醛只能为饱和一元醛,分子式为C 3H 6O ,结构简式为CH 3CH 2CHO 。
答案:CH 3CH 2CHO 丙醛 4.醛的性质及醛基的检验 因为在常见烃的衍生物的转化关系“卤代烃(烯烃)醇醛→羧酸”中,醛是重要的中介,所以醛类物质是高考考查的热点。
(1)醛的性质主要包括两大类型的反应 氧化反应:①醛基被弱氧化剂(如银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液)氧化为羧基; ②醛基被氧气等强氧化剂直接氧化为羧基; ③醛燃烧生成二氧化碳和水。
还原反应(加成):醛与氢气的加成反应也是醛的还原反应,醛基加氢后生成醇。
(2)醛基的检验方法 ①利用银镜反应②使用新制氢氧化铜悬浊液【例4】茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示:,根据所学知识回答下列问题:(1)关于茉莉醛的下列叙述错误的是( )A.能使溴水褪色B.茉莉醛充分燃烧的产物为二氧化碳和水C.在加热和催化剂作用下,能被氢气还原,得到的产物分子式为C14H28OD.遇浓溴水会产生白色沉淀(2)检验分子中醛基的方法是____________;检验分子中的碳碳双键的方法是_________。
(3)实验操作中,先检验哪一个官能团?答:_______________。
解析:(1)茉莉醛的分子结构中含有C===C、,二者均与溴水发生反应,使溴水褪色,A、B、C项正确;(2)醛基一般用银氨溶液进行检验,碳碳双键一般是用溴水或酸性KMnO4溶液进行检验。
但由于醛基也能使溴水或高锰酸钾酸性溶液褪色,故在检验茉莉醛中的碳碳双键时,首先应该把醛基氧化为羧基(即除去醛基的干扰),然后再检验。
答案:(1)D (2)加入银氨溶液后水浴加热,有银镜生成,可证明有醛基存在(或加入新制的氢氧化铜悬浊液加热,有红色沉淀生成,证明有醛基存在) 在加银氨溶液或新制氢氧化铜氧化—CHO后,调节溶液pH至酸性再加入溴水,看是否褪色,若褪色说明存在碳碳双键(3)醛基5.能使溴水和高锰酸钾酸性溶液褪色的有机物(1)能使溴水褪色或变色的有机物及有关化学反应原理分别为:①溴水与烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃类发生加成反应,使溴水褪色。
CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2BrCH≡CH+2Br2―→CHBr2—CHBr2②溴水与苯酚发生取代反应生成白色沉淀(三溴苯酚)。
③溴水与醛类等有还原性的物质发生氧化还原反应,使溴水褪色。
(2)能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质及有关化学反应原理分别为:①烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃类被氧化,使高锰酸钾酸性溶液褪色;②苯的同系物(如甲苯、乙苯)、苯酚等被氧化,使高锰酸钾酸性溶液褪色;③醛类等有还原性的有机物被氧化,使高锰酸钾酸性溶液褪色;部分醇也能被高锰酸钾酸性溶液氧化而使其褪色,例如乙醇。
(3)“既使高锰酸钾酸性溶液褪色,又使溴水褪色”的有机物包括分子结构中有碳碳双键、碳碳三键、醛基(—CHO)的有机物等。
(4)苯和苯的同系物、四氯化碳、己烷、氯仿、汽油等有机物与溴水混合时,能通过萃取使溴水中的溴进入有机溶剂层而使水层褪色,但这种褪色属于物理变化。
【例5—1】为了鉴别己烯、甲苯和丙醛,可以使用下列试剂组的是( )A.新制Cu(OH)2悬浊液与溴水B.酸性KMnO4溶液和溴水C.银氨溶液及酸性KMnO4溶液D.新制Cu(OH)2悬浊液与银氨溶液答案:A【例5—2】下列物质中,既能因发生反应而使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色的是( )A.B.CH2===CH—CH2—OHC.D.CH3CH2OH可被KMnO4氧化而使KMnO4溶液褪色,但不与溴水发生反应。