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第4 讲 醛 酮
考点一 醛类
1.醛的概念及物理性质
定义
由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为
O
C
H,简写为-CHO
通式
饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n+1CHO
分类
CH
CHO
CH3
CHO
CHO
CHO
CH3
脂肪醛,如CH3CHO
芳香醛,如
按烃基类别
一元醛,如CH3CHO、
二元醛,如
、OHC
CHO
CH2
多元醛,略
按醛基数目
醛类
物理
性 质
醛基为亲水基团,低级醛分子极性较强,有刺激性气味,常温下除甲醛外均为液体,醛的沸点比
相对分子质量相当的烷烃的高,比相应的醇的低。随碳原子数目增多,熔沸点逐渐升高,水溶性
逐渐降低
几种重要的醛
名称
结构简式
主要物理性质
用途
甲醛(蚁醛)
HCHO
无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于
水,其水溶液称福尔马林,具有杀菌、防腐
性能
化工原料,它的水溶液可
用于消毒和制作生物标本
乙醛
CH3CHO
无色、具有刺激性气味的液体,易挥发,能
与水、乙醇等互溶
化工原料
苯甲醛
CHO
有苦杏仁气味的无色液体,俗称苦杏仁油
制造染料、香料及药物的
重要原料
1
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2.醛类的化学性质——以乙醛为例
(1)加成反应
①催化加氢(还原反应):CH3CHO+H2⃗
催化剂
Δ
CH3CH2OH
②与含极性键的分子加成:
δ+
δ
+
R1
R1
C
C
O
δ+
δ
B
A
一定条件
B
OA
H
H
与HCN 加成化学方程式:
H
+
CH3
O
C
H
CN
CH3
OH
CH
CN (2
)
-羟基丙腈
③与格氏试剂的加成反应
格氏试剂
RMgX (X 表示卤素原子),用RX 与金属Mg 制取。是有机合成中常用的一种试剂,起
到增长碳链的作用
方程式
O
C
H+
R1
R2MgX
R2
C
H
R1
OMgX
H2O
R2
C
H
R1
OH
反应机理
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得
到醇。即:
C
+
RMgX
OMgX
OH
C
O
R
H+
C
R
④羟醛缩合:含有α-H 的醛在稀碱(10% NaOH)的作用下对碳氧双键进行加成生成β-羟基醛;生成的β
-羟基醛在加热条件下再发生消去反应而脱去水
化学方程式:
C
CH2
2RCH2CHO
-H2O
OH
R
NaOH
稀
溶液
CH
CH
R
CHO
CH2
R
CH
R
CHO
反应机理:
CH2
O
C
H+
H
OH
R
NaOH
稀
溶液
CH
CH
R
CHO
CH2
R
O
C
H
R
CH
β-羟基醛
(2)氧化反应
①银镜反应——与银氨溶液的反应
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH⃗Δ CH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应——醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH⃗Δ CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
2
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③燃烧:2CH3CHO+5O2⃗点燃4CO2+4H2O
④催化氧化:2CH3CHO+O2⃗
催化剂
Δ
2CH3COOH
⑤乙醛也能被强氧化剂( 酸性高锰酸钾溶液、溴水) 氧化成乙酸:CH3CHO
CH3COOH
3.特殊的醛——甲醛
(1)甲醛的的分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
结构特征
空间构型
CH2O
C
O
H
H
HCHO
相当于含有两个醛基
平面三角形
(2)化学性质:具有醛类通性
①能与H2发生加成反应:HCHO+H2 ⃗
催化剂
Δ
CH3OH
②具有还原性:甲醛是醛类中不含烃基的醛,其结构相当于含有两个醛基
,故1 mol CH2O 与
足量的银氨溶液反应,可以生成4 mol Ag
a.发生银镜反应化学方程式:HCHO+4Ag(NH3)2OH
(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2 H2O
b.与新制Cu(OH)2悬浊液反应化学方程式:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH
Na2CO3+2Cu2O↓+
6H2O
使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物(注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色)
官能团
试剂
碳碳双键
碳碳三键
苯的同系物
醇
酚
醛
溴水
√
√
×
×
√
√
酸性KMnO4溶液
√
√
√
√
√
√
4.醛基的检验
与新制的银氨溶液反应
与新制的氢氧化铜反应
实验操作
在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,
在试管中加入2 mL 10%NaOH 溶液,加入5
3
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然后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,制得银氨溶液;再滴
入3 滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温
热
滴5%CuSO4溶液,得到新制的Cu(OH)2,振
荡后加入0.5 mL 乙醛溶液,加热
实验装置
实验现象
产生光亮的银镜(1 mol RCHO~2 mol Ag)
产生砖红色沉淀(1 mol RCHO~1 mol Cu2O)
注意事项
①试管内壁必须洁净
②银氨溶液随用随配,不可久置
③水浴加热,不可用酒精灯直接加热
④加热时不可振荡或摇动试管,防止生成黑
色的银粉
⑤乙醛用量不宜太多,一般加3~5 滴
⑥银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去
Cu(OH)
①
2要随用随配,不可久置
②配制新制Cu(OH)2时,所用NaOH 必须过
量
③反应液直接加热煮沸,才有明显的砖红色
沉淀
④加热沸腾不能太久,否则会有黑色沉淀,
这是Cu(OH)2受热分解生成CuO 所致
5.含有醛基物质中碳碳双键的检验方法
(1)醛基和碳碳双键性质的比较
醛基
碳碳双键
酸性KMnO4溶液
褪色
褪色
溴水
褪色
褪色
银氨溶液
产生银镜
不反应
新制的Cu(OH)2
产生砖红色沉淀
不反应
(2)含醛基物质中碳碳双键的检验流程
CH
R
H+
CH
CHO 银镜反应
水浴加热
CH
R
CH
COOH
KMnO4(H+)
或溴水
褪色
【逐点训练1】
1.某同学用1 mL 2 mol·L-1的CuSO4溶液与4 mL 0.5 mol·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
4
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2.(2024·上海·一模)丙烯醛(
)是化工中很重要的合成中间体,广泛用于树脂生产和有机
合成,下列试剂能用于检验丙烯醛中的“
”的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2024·浙江温州·一模)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.先加新制氢氧化铜悬浊液,微热,再加入溴水
D.先加入银氨溶液,微热,酸化后再加溴水
4.对羟基苯甲醛的结构为
,下列关于该有机物的说法不正确的是( )
A.能与HCHO 发生缩聚反应
B.能与HCN 发生加成反应
C.1 mol 对羟基苯甲醛与足量新制Cu(OH)2反应生成1 mol Cu2O
D.与足量H2加成的产物中含手性碳原子
5.(23-24 高三上·湖南·阶段考试)一种食品添加剂桂醛,化学名称是3 -苯基丙烯醛,可由苯甲醛经下列
方法合成,下列有关说法正确的是( )
A.b 物质分子中有 2 个手性碳原子
B.a、c 分子中所有原子都可能处于同一平面
5
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C.合成路线中:a→b 为取代反应,b→c 为消去反应
D.a、b、c 三种物质可用溴水或酸性KMnO4 溶液鉴别
考点二 酮类
1.酮的结构及应用
定义
羰基与两个烃基相连成的化合物。酮类官能团的结构简式为
C
O
表示
O
C
R
R1(R、R1必须为烃基);饱和一元酮的通式为CnH2nO (n≥3)
应用
酮是重要的有机溶剂和化工原料,丙酮可用作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂,还用于生产有
机玻璃、农药和涂料等
2.常见的酮—丙酮
(1)丙酮是最简单的酮类化合物,结构简式为:CH3
O
C
CH3
(2)丙酮的物理性质:常温下丙酮是无色透明液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶
(3)丙酮的化学性质:不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化,但在催化剂存在的条件下,能
催化加氢生成醇,也能与HCN 加成
①催化加氢(还原反应):
CH
CH3
+
OH
催化剂
O
C
CH3
H2
CH3
CH3
②与含极性键的分子加成:
δ+
δ
+
R1
R2
R1
R2
C
C
O
δ+
δ
B
A
一定条件
B
OA
与HCN 加成化学方程式:
CH
CH3
+
OH
O
C
CH3
HCN
CH3
CN
3.醛和酮的区别与联系
醛
酮
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官能团
醛基:
O
C
H
酮羰基:
C
O
官能团位置
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
结构通式
O
C
H
R
(R 为烃基或氢原子)
O
C
R
R1(R、R1均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体
【逐点训练2】
1.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 mol 企鹅酮转化为C10H21OH 需消耗3 mol H2 D.所有碳原子一定不可能共平面
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+HCN⃗催化剂
B.CH3CHO+NH3⃗一定条件
C.CH3CHO+CH3OH⃗一定条件
D.
+H2⃗催化剂
Δ
3.(2024·广东江门·一模)化合物M 是合成受体拮抗剂的重要中间体。关于化合物M 下列说法不正确的
是( )
A.有两种官能团
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B.能发生氧化反应
C.能还原新制
得到
D.1mol M 最多能与4mol
发生加成反应
4.(2024·湖北咸宁·模拟)β紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料,下列说法正确的是(
)
A.β紫罗兰酮的分子式是C13H22O
B.1 molβ紫罗兰酮最多能与2 mol H2发生加成反应
C.β紫罗兰酮属于酯类物质
D.β紫罗兰酮与等物质的量溴加成时,能生成3 种产物
1.(2024·广东卷)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(下图),具有独特的环系结构。下列关于柳
珊瑚酸的说法不正确的是( )
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.能与氨基酸的氨基发生反应
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C.其环系结构中3 个五元环共平面
D.其中碳原子的杂化方式有sp2和sp3
2.(2024·江西卷)蛇孢菌素(X)是一种具有抗癌活性的天然植物毒素。下列关于X 说法正确的是( )
A.含有4 种官能团,8 个手性碳原子 B.1mol X 最多可以和3mol H2发生加成反应
C.只有1 种消去产物 D.可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
3.(2024·福建卷)药物X 与病毒蛋白对接的原理如图。下列说法错误的是( )
A.Ⅰ为加成反应
B.X 中参与反应的官能团为醛基
C.Y 无手性碳原子
D.Z 中虚框内所有原子可能共平面
4.(2024·海南卷)(多选)海南暗罗是一种药用植物,具有抗菌、抗肿瘤活性。从中提取的一种生物活性物
质结构简式如图所示。下列关于该分子说法正确的是( )
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.分子式为C19H28O4
C.含有4 个手性碳原子
D.预测在不同溶剂中的溶解度S:S 环己烷>S 乙醇
5.(2023·湖北卷)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理
是( )
A.CH≡CH 能与水反应生成CH3CHO
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B.
可与
2
H 反应生成
C.
水解生成
D.
中存在具有分子内氢键的异构体
答案及解析
【逐点训练1】
1.C。解析: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
mol。根据:CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+ Na2SO4可知CuSO4过量而NaOH 不足,所以实验失败。
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2.【答案】D
【解析】A.丙烯醛中的碳碳双键和醛基都能与溴水反应,则溴水不能用于检验丙烯醛中的碳碳双键,故
A 错误;B.新制氢氧化铜与丙烯醛中的碳碳双键不反应,与醛基共热反应,则新制氢氧化铜不能用于检
验丙烯醛中的碳碳双键,故B 错误;C.丙烯醛中的碳碳双键和醛基都能与酸性高锰酸钾溶液反应,则酸
性高锰酸钾溶液不能用于检验丙烯醛中的碳碳双键,故A 错误;D.丙烯醛中的碳碳双键能与溴的四氯化
碳溶液发生加成反应使溶液褪色,醛基不能与溴的四氯化碳溶液反应,则溴的四氯化碳溶液能用于检验
丙烯醛中的碳碳双键,故D 正确;故选D。
3.【答案】D
【解析】先加酸性高锰酸钾溶液,碳碳双键、—CHO 均被氧化,不能检验,A 项错误;先加溴水,双键
发生加成反应,—CHO 被氧化,不能检验,B 项错误;先加新制氢氧化铜悬浊液,加热,可检验—
CHO,但没有酸化,加溴水可能与碱反应,C 项错误;先加入银氨溶液,微热,可检验—CHO,酸化后
再加溴水,可检验碳碳双键,D 项正确,答案选D。
4.D。解析:A 项,对羟基苯甲醛能与HCHO 发生缩聚反应
,正确。
B 项,对羟基苯甲醛中的醛基能与HCN 发生加成反应,正确。C 项,1 mol —CHO~2 mol Cu(OH)2~1
mol Cu2O,1 mol 对羟基苯甲醛中含有1 mol —CHO,所以 1 mol 对羟基苯甲醛与足量新制 Cu(OH)2
反应生成1 mol Cu2O,正确。D 项,手性碳原子是连有4 个不同的原子或原子团的饱和碳原子,对羟基苯
甲醛与足量H2加成的产物为
,不含手性碳原子,错误。
5.【答案】B
【解析】A. b 物质分子中只有与羟基相连的碳原子为手性碳原子,故A 错误;B. 由结构简式可知,a 分
子中的苯环和醛基均为平面结构,故a 中原子可以都处于同一个平面;c 中直接与双键碳相连的原子均在
同一个平面,直接与双键碳相连的原子团为苯环和醛基,都是平面结构,所以c 分子中所有原子也可能共
平面,故B 正确;C. a→b 反应过程中碳氧双键断裂,为加成反应,b→c 羟基和氢原子去掉,生成不饱和
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键,为消去反应,故C 错误;D. a、b、c 三种物质中均有醛基,均可以使溴水和酸性KMnO4 溶液褪色,
故无法用这两种试剂鉴别,故D 错误;故选B。
【逐点训练2】
1.C。解析: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 mol 企鹅酮含2 mol 碳碳双键和1 mol 酮羰基,都能和H2加成,加成产物为C10H19OH,需
消耗3 mol 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。
2.C。解析: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.【答案】C
【解析】A.M 含有羰基、醚键两种官能团,故A 正确;B.M 能燃烧生成二氧化碳和水,能发生氧化反
应,故B 正确;C.M 不含醛基,不能还原新制
得到
,故C 错误;D.M 中羰基、苯环能
与氢气发生加成反应,1mol M 最多能与4mol
发生加成反应,故D 正确;选C。
4.【答案】D
【解析】A 项,由结构简式可知有机物分子式为C13H20O,故A 错误;B 项,碳碳双键和羰基都可与氢气
发生加成反应,则1 mol β紫罗兰酮最多能与3 mol H2发生加成反应,故B 错误;C 项,该有机物不含酯
基,不属于酯类物质,故C 错误;D 项,分子中有共轭双键,可发生1,2加成或1,4加成,与1 mol 溴
发生加成反应可得到3 种不同产物,故D 正确,答案选D。
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1.C。解析:A.该物质含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故A 正确;B.该物质含有羧基,
能与氨基酸的氨基发生反应,故B 正确;C.如图:
,图中所示C 为sp3杂化,具有类似
甲烷的四面体结构,即环系结构中3 个五元环不可能共平面,故C 错误;D.该物质饱和的碳原子为sp3
杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化,故D 正确;故选C。
2.D。解析:A.分子中含酮羰基、羟基、醛基、醚键、碳碳双键,共5 种官能团,连接4 个不同基团的
碳原子为手性碳原子,分子中含8 个手性碳原子,
故A 错误;B.酮羰基、醛
基、碳碳双键均与氢气发生加成反应,则1mol X 最多可以和4mol H2发生加成反应,故B 错误;C.与羟
基相连碳的邻位碳原子上有H 原子可发生消去反应,与左侧甲基、亚甲基上H 原子可发生消去反应,则
有2 种消去产物,故C 错误;D.分子中含醛基,可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,故D 正确;
故选D。
3.C。解析:A.对比X、Y 的结构简式可知,X 中醛基与H2N-R 中氨基发生加成反应,故A 正确;
B.由以上分析可知X 中参与反应的官能团为醛基,故B 正确;C.由Y 的结构简式可知,羟基所连碳原
子为手性碳原子,故C 错误;D.苯环为平面结构,C==N 双键也为平面结构,因此虚框中所有原子可能
共面,故D 正确;故选:C。
4.AC。解析:A.根据结构,该有机物含有碳碳双键、醛基,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A 正确;
B.根据结构,该有机物的分子式为C20H28O4,B 错误;C.连有4 个不同基团的饱和碳原子是手性碳原
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子,因此化合物含有的手性碳原子如图
,共有4 个手性碳原子,C 正确;D.该
有机物为极性分子,环己烷为非极性分子,乙醇为极性分子,根据“相似相溶”原理,该有机物在乙醇
中的溶解度大于在环己烷中的溶解度,D 错误;答案选AC。
5.B。解析:根据图示的互变原理,具有羰基的酮式结构可以发生互变异构转化为烯醇式,这种烯醇式
具有的特点为与羟基相连接的碳原子必须有双键连接,这样的烯醇式就可以发生互变异构,据此原理分
析下列选项。A 项,水可以写成H-OH 的形式,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;B 项,3-羟基丙烯中,与羟基相连接的碳原子
不与双键连接,不会发生烯醇式与酮式互变异构,B 符合题意;C 项,
水解生成
和CH3OCOOH,
可以发生互变异构转化为
,C 不符合题意;D 项,
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;故答案选B。
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