高中化學(xué)人教版有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第三章烴的含氧衍生物第二節(jié)醛 一等獎

人教版選修5高二年級第三章烴的含氧衍生物第二節(jié)醛教學(xué)設(shè)計(jì)3【教學(xué)目標(biāo)】1.了解醛、酮在自然界中的存在，能列舉幾種簡單的醛、酮并寫出其結(jié)構(gòu)式。2.掌握醛、酮的命名，以及同分異構(gòu)體的查找。3.認(rèn)識醛、酮的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比較醛和酮分子中官能團(tuán)的相似和不同之處，能夠預(yù)測醛、酮可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及它們在化學(xué)性質(zhì)上的相似和不同之處?！窘虒W(xué)過程】一、醛類1．定義：醛是烴基與醛基相連而構(gòu)成的化合物，其結(jié)構(gòu)式為，官能團(tuán)是或—CHO(醛基)。2．最簡單的醛是甲醛，乙醛可看做甲基與醛基相連而構(gòu)成的化合物。二、甲醛1．分子結(jié)構(gòu)。(1)分子式：CH2O。(2)結(jié)構(gòu)式：。(3)結(jié)構(gòu)簡式：HCHO。2．物理性質(zhì)。無色、有刺激性氣味的氣體，易溶于水。35%～40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林，具有殺菌、防腐等性能。三、乙醛1．分子結(jié)構(gòu)。(1)分子式：C2H4O。(2)結(jié)構(gòu)式：(3)結(jié)構(gòu)簡式：CH3CHO。2．物理性質(zhì)。已知乙醛的結(jié)構(gòu)式為：，結(jié)構(gòu)簡式為CH3CHO，觀察課本P56乙醛的核磁共振氫譜圖3-11，分別標(biāo)出-CH3氫的峰，-CHO氫的峰。無色、有刺激性氣味的液體，密度比水小，沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，易溶于水和有機(jī)溶劑(如乙醇、甲醛等)。3．化學(xué)性質(zhì)。(1)加成反應(yīng)。與氫氣在Ni作催化劑加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni（催化劑）),\s\do5(△))CH3CH2OH。(2)氧化反應(yīng)。①燃燒的化學(xué)方程式為2CH3CHO＋5O24CO2＋4H2O。②催化氧化的化學(xué)方程式為2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH3COOH。③銀鏡反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管內(nèi)壁出現(xiàn)一層銀鏡；其離子方程式為CH3CHO＋2Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)＋2OH－CH3COO－＋NHeq\o\al(＋,4)＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。此反應(yīng)常用來檢驗(yàn)醛基。在工業(yè)上也用于制鏡或保溫瓶膽。④與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有磚紅色沉淀生成；其化學(xué)方程式為CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋CH3COONa＋3H2O。該反應(yīng)也可用來檢驗(yàn)醛基。已知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：請找出該反應(yīng)中的氧化劑、還原劑，氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物？分析反應(yīng)中有機(jī)物斷鍵和成鍵的過程？乙醛在一定溫度和催化劑存在下的條件下，也能被氧氣氧化成乙酸，分析反應(yīng)中有機(jī)物斷鍵和成鍵的過程？四、關(guān)于乙醛還原氫氧化銅實(shí)驗(yàn)的研究乙醛還原Cu(OH)2是高中化學(xué)的一個重要實(shí)驗(yàn)，顯示的是乙醛的還原性。反應(yīng)按下式進(jìn)行。2Cu(OH)2＋CH3CHOCu2O↓+CH3COOH+2H2O演示實(shí)驗(yàn)最重要的是現(xiàn)象準(zhǔn)確，觀察到的現(xiàn)象和預(yù)想的現(xiàn)象應(yīng)嚴(yán)格一致，而且清晰、鮮明。根據(jù)反應(yīng)式，該實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象應(yīng)該是有紅色（也稱磚紅色）Cu2O沉淀生成。如果發(fā)生的就是這一個反應(yīng)，現(xiàn)象應(yīng)該是很清晰的。可是，在做此實(shí)驗(yàn)時往往看不到有紅色沉淀生成，看到的卻是一種黃褐色或紅褐色渾濁，它和Cu2O的外觀性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)。這種情況說明乙醛還原Cu(OH)2的反應(yīng)不是一個簡單的單一反應(yīng)，而是有幾個反應(yīng)同時發(fā)生的比較復(fù)雜的反應(yīng)。為了使乙醛還原Cu(OH)2的實(shí)驗(yàn)更好地為教學(xué)服務(wù)，有必要對其進(jìn)行深入的研究。一、原實(shí)驗(yàn)存在的問題是什么原實(shí)驗(yàn)（課本給出的實(shí)驗(yàn)）是這樣做的：“在試管中加入10％的NaOH溶液2mL，滴入2％的CuSO4溶液4～6滴，振蕩，然后加入乙醛溶液，加熱到沸騰，觀察到溶液有紅色沉淀生成?！庇捎谡n本中的實(shí)驗(yàn)未給出乙醛溶液的濃度，乙醛的用量隨意性較大，（而且往往是過量的）。為了找出實(shí)驗(yàn)中的問題，我們采用不同濃度的乙醛溶液進(jìn)行反應(yīng)，其它均嚴(yán)格按課本上的要求做，這樣就形成了一組對比實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果不難得出以下結(jié)論1．不論用哪種濃度的乙醛溶液進(jìn)行反應(yīng)都生成一種黃褐色渾濁物，這成了該實(shí)驗(yàn)的主要現(xiàn)象。2．不論用哪種濃度的乙醛溶液進(jìn)行反應(yīng)Cu(OH)2所特有的藍(lán)色都消失了，說明Cu(OH)2確實(shí)被還原了，但很難清晰地看到紅色Cu2O沉淀，這可能是被黃褐色渾濁物掩蓋了。3．黃褐色渾濁物是造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不清晰的主要原因。二、黃褐色渾濁物是什么有人認(rèn)為黃褐色渾濁物是Cu(OH)2還原不徹底的產(chǎn)物，實(shí)際不然，在一次偶然的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)黃褐色渾濁物是乙醛和NaOH溶液相互作用的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)是這樣做的：在10％的NaOH溶液中加入乙醛溶液，振蕩均勻、加熱、片刻后產(chǎn)生黃色渾濁，沸騰一會兒顏色加深，呈黃褐色。與乙醛還原Cu(OH)2的現(xiàn)象相似。可見在乙醛還原Cu(OH)2的反應(yīng)中出現(xiàn)的黃褐色渾濁物是乙醛和NaOH溶液相互作用的產(chǎn)物。這種相互作用在有機(jī)化學(xué)中稱為羥醛縮合反應(yīng)，它是含有α－活潑氫的醛的重要性質(zhì)。乙醛分子中含有α－氫原子，在堿性溶液中可以發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)。在加熱條件下3－羥基丁醛易失水生成不飽和醛，即2－丁烯醛（巴豆醛）2－丁烯醛（巴豆醛）2－丁烯醛分子中的甲基由于受雙鍵的影響變得很活潑，與乙醛分子中的甲基很相似，它可以和乙醛或自身繼續(xù)發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)。新的羥醛縮合產(chǎn)物的分子中仍含有活潑氫，可以繼續(xù)發(fā)生羥醛縮合，最終生成物是相對分子質(zhì)量很大、結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的大分子，也就是前面提到的黃褐色渾濁物。五、怎樣做好乙醛還原Cu(OH)2的實(shí)驗(yàn)乙醛分子中含有醛基和α－活潑氫這兩部分活性基團(tuán)。在相同的堿性條件下可以根據(jù)各自的性質(zhì)發(fā)生不同的反應(yīng)，若要消除羥醛縮合對還原Cu(OH)2的干擾是很困難的。筆者在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上找到一種可以有效控制羥醛縮合反應(yīng)的方法，效果比較好?？梢宰龅街簧杉t色沉淀，不出現(xiàn)黃褐色渾濁。成功率也比較高，幾乎每做必成。該方法在操作上與課本上的基本一致，只是所用試劑的濃度和用量作了一些調(diào)整，保留了原實(shí)驗(yàn)操作簡便的特點(diǎn)。在試管中加入2mL35～40％的NaOH溶液，再加入5％的CuSO4溶液10～12滴；充分振蕩，使生成的Cu(OH)2完全溶解，成為透明的深藍(lán)色溶液，再加入4％的乙醛溶液10～12滴，振蕩，加熱至沸騰，溶液中出現(xiàn)紅色Cu2O，停止加熱，片刻后Cu2O沉到管底，呈鮮艷的紅色。因?yàn)橐刂屏u醛縮合反應(yīng)的發(fā)生，所加乙醛應(yīng)略少于實(shí)際用量，Cu(OH)2未完全還原，溶液尚呈現(xiàn)藍(lán)色或淺藍(lán)色。若要消除反應(yīng)溶液的藍(lán)色，可再多加幾滴乙醛溶液，但應(yīng)避免過量。六、檢測題1.茉莉醛的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，關(guān)于茉莉醛的下列敘述正確的是()A．茉莉醛屬于芳香烴 B．不能使高錳酸鉀溶液褪色C．能被新制氫氧化銅氧化 D．一定條件下，最多能與4mol氫氣加成2.做乙醛被Cu(OH)2氧化實(shí)驗(yàn)時，有以下步驟：①加入mL乙醛溶液；②加入2%硫是A.①②③④B.③②①④C.②③④① D.①③②④3.某飽和一元醛發(fā)銀鏡反應(yīng)時可以析出21.6g銀，等量的醛完全燃燒可以產(chǎn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該醛為（）A乙醛B甲醛C丙醛D丁醛4.國內(nèi)某知名媒體報(bào)道，國內(nèi)啤酒生產(chǎn)企業(yè)中95%以上在生產(chǎn)過程中都填加了甲醛作為舔加劑，在啤酒行業(yè)內(nèi)引起極大反響。下列關(guān)于甲醛的說法中正確的是（）A.甲醛分子組成中僅有C、H兩種元素B.甲醛是一種無色無味的氣體，對人體無危害，所以，可以放心飲用啤酒C.甲醛既可以被氧化生成甲酸、也可以還原生成甲醇D.甲醛的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，很難與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)5.某一元醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)，可得21.6g銀，等量的該醛完全燃燒時，可生成5.4g水，則該醛可能是()A．甲醛B．乙醛C．丙醛D．丁醛6.CO、烯烴和H2在催化劑作用下發(fā)生烯烴的醛化反應(yīng)，又叫羰基的合成，如CH2=CH2制丙醛：CH2=CH2＋CO＋H2eq\o(→,\s\up17(催化劑))CH3CH2CHO。由分子式為C4H8的烯烴進(jìn)行醛化反應(yīng)也可得到醛，在它的同分異構(gòu)體中，屬于醛的有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種7.．香蘭素是重要的香料之一，它可由丁香油酚經(jīng)多步反應(yīng)合成，有關(guān)這兩種化合物的說法中正確的是()A．常溫下，1mol丁香油酚只能與1molBr2反應(yīng)B．丁香油酚不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)C．1mol香蘭素最多能與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)D．用酸性KMnO4溶液不能鑒別丁香油酚和香蘭素8.肉桂醛是一種實(shí)用香精，它廣泛用于牙膏、洗滌劑、糖果以及調(diào)味品中。工業(yè)上可通過下列反應(yīng)制備：下列相關(guān)敘述正確的是()①B的相對分子質(zhì)量比A大28②A、B可用高錳酸鉀酸性溶液鑒別③B中含有的含氧官能團(tuán)是醛基、碳碳雙鍵④A、B都能發(fā)生加成反應(yīng)、還原反應(yīng)⑤A能發(fā)生銀鏡反應(yīng)⑥A中所有原子一定處于同一平面A．只有①④⑤ B．只有④⑤⑥C．只有②③⑤ D．只有②③④⑤⑥9.向溴水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。對產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因有如下三種猜想：①溴水與乙醛發(fā)生了取代反應(yīng)；②由于乙醛分子中有不飽和鍵，溴水與乙醛發(fā)生了加成反應(yīng)；③由于乙醛具有還原性，溴水將乙醛氧化為乙酸。為探究哪一種猜想正確，一研究性學(xué)習(xí)小組提出了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案：方案一：檢驗(yàn)褪色后溶液的酸堿性。方案二：測定反應(yīng)前溴水中Br2的物質(zhì)的量和反應(yīng)后Br－的物質(zhì)的量。(1)方案一是否可行？________，理由是___________________；(2)假設(shè)測得反應(yīng)前溴水中Br2的物質(zhì)的量為amol，若測得反應(yīng)后n(Br－)＝________mol，則說明溴水與乙醛發(fā)生了取代反應(yīng)；若測得反應(yīng)后n(Br－)＝________mol，則說明溴水與乙醛發(fā)生了加成反應(yīng)；若測得反應(yīng)后n(Br－)＝________mol，則說明溴水將乙醛氧化為乙酸；(3)按物質(zhì)的量之比15配制1000mLKBrO3—KBr溶液，該溶液在酸性條件下完全反應(yīng)可生成molBr2。取反應(yīng)后的溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后將所得溶液稀釋為100mL。準(zhǔn)確量取其中的10mL，加入過量AgNO3溶液，過濾、洗滌、干燥后稱量得到固體0.188g。若已知CH3COOAg易溶解于水，試通過計(jì)算判斷溴水與乙醛發(fā)生反應(yīng)的類型為________；(4)寫出上述測定過程中三個反應(yīng)的離子方程式：①KBrO3與KBr在酸性條件下的反應(yīng)：____________________；②溴水與乙醛反應(yīng)：____________________________________；③測定Br－含量的反應(yīng)：_________________________________。參考答案1.【答案】C2.【答案】B3.【解析】生成銀的物質(zhì)的量是21.6g÷108g/mol＝，如果是甲醛，則甲醛的物質(zhì)的量是÷4＝。而甲醛完全燃燒生成，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是1.12L，不符合題意。這說明醛的物質(zhì)的量是÷2＝，而生成的CO2是8.96L÷22.4L/mol＝，因此根據(jù)碳原子守恒可知，醛分子中含有4個碳原子，即是丁醛，答案選D。【答案】D4.【解析】甲醛的結(jié)構(gòu)簡式是HCHO，A不準(zhǔn)確；甲醛有毒，B不準(zhǔn)確；甲醛中含有醛基，既可以被氧化生成甲酸、也可以還原生成甲醇，C正確；甲醛的化學(xué)性質(zhì)活潑，能被氧化，D不準(zhǔn)確，答案選C。【答案】C5.【解析】生成銀的物質(zhì)的量是21.6g÷108g/mol＝，如果是甲醛，則甲醛的物質(zhì)的量是÷4＝。而甲醛完全燃燒生成水，質(zhì)量是0.9g，不符合題意。這說明醛的物質(zhì)的量是÷2＝，而生成的水是5.4g÷18g/mol＝，因此根據(jù)氫原子守恒可知，醛分子中含有6個氫原子，即是丙醛，答案選C。考點(diǎn)：考查飽和一元醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)和燃燒的有關(guān)計(jì)算【答案】C6.【解析】發(fā)生醛化反應(yīng)后，C4H8→C4H9—CHO，而C4H9—有4種同分異構(gòu)體?！敬鸢浮緾7.【解析】丁香油酚中含有碳碳雙鍵和酚羥基，且酚羥基鄰位的碳原子上還有氫原子，故1mol丁香油酚可以與2molBr2反應(yīng)，其中1molBr2發(fā)生的是加成反應(yīng)，另外1molBr2發(fā)生的是取代反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；丁香油酚中含有酚羥基，能和FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；1mol香蘭素中含有1mol苯環(huán)、1mol醛基，故能與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)，C項(xiàng)錯誤；二者都含有酚羥基，都能被酸性KMnO4溶液氧化，故酸性KMnO4溶液不能鑒別二者，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿8.【解析】B的相對分子質(zhì)量比A大26，①錯；A、B都能被高錳酸鉀酸性溶液氧化，現(xiàn)象相同，②錯；B中含氧官能團(tuán)只有醛基，③錯?！敬鸢浮緽9.【解析】本題以乙醛與溴水的反應(yīng)類型為題材，提出不同的設(shè)想，考查應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力、化學(xué)計(jì)算能力以及離子方程式的書寫能力。若乙醛發(fā)生取代反應(yīng)：CH3CHO＋Br2→CH2BrCHO＋HBr，則n(Br－)＝amol；若發(fā)生加成反應(yīng)：CH3CHO＋Br2→CH3CHBrOBr，則n(Br－)＝0m