第十二讲醛和酮羧酸情景导入一、醛1. 物理性质随碳原子数目增多,熔沸点逐渐升高,水溶性逐渐降低2. 化学性质(1) 氧化反应A. 银镜反应① AgN03+NH3 ・ H20===Ag0H ((白色)+NH4N03② AgOH+2NH3 ・ H20===Ag(NH3)20H+2H20③ CH3CH0+2Ag(NH3)20H H20+2Ag (+3NH3+CH3C00NH4B. 与新制Cu(0H)2的反应① 2Na0H+CuS04===Cu(0H)2;+Na2S04②CH3CH0+2Cu(0H)2+Na0H CH3C00Na+Cu20 ;+3H20C. 催化氧化乙醛在有催化剂并加热的条件下,能被氧气氧化为乙酸,反应的化学方程式为:備化汛■2CH3CH0+02 2CH3C00HD. 燃烧反应方程式:2CH3CH0+502 4C02+4H20E. 与强氧化剂反应乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色(2) 加成反应乙醛蒸气和H2的混合气体通过热的镍催化剂,发生加成反应的化学方程式为:NiCH3C0H+H2 CH3CH20H△3、银镜反应实验注意事项A 银镜反应醛具有较强的还原性,能被新制的银氨溶液氧化为羧酸,同时Ag(NH3)20H被还原为Ag,若控制好反应条件,可以得到光亮的银镜(否则,将析出呈黑色的银颗粒)。
实验时应注意以下几点:(1) 试管必须洁净2) 配制银氨溶液是向AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水,直到生成的沉淀恰好溶解为止,滴加顺序不能颠倒,氨水不能过量,否则,最后得到的不是银氨溶液3) 实验条件是水浴加热,不能直接加热煮沸4) 加热时不可振荡或摇动试管5) 必须用新配制的银氨溶液,因久置的银氨溶液会产生Ag3N,易爆炸B与新制Cu(OH)2悬浊液的反应(1) 所用Cu(OH)2必须是新制的,在制备Cu(OH)2时,应向NaOH溶液中滴加少量硫酸铜,NaOH溶液必须明显过量2) 加热时须将混合溶液加热至沸腾,才有明显的红色沉淀产生3) 加热煮沸时间不能过久,过久将出现黑色沉淀,原因是Cu(OH)2受热分解为CuO二、 羧酸1、 定义:烃基(或氢)跟羧基直接相连的有机物叫羧酸2、 羧酸的分类按桂基的不同分芳香酸t如「脂肪酸’如COOH供甲网按碳原子的数冃分V高级脂肪酸;如YCiTH35COOH< 硬脂酸〉CisH^COOHC软月旨餵)C,7H33COOH(油破〉油酸】CCX^H按按基的数目分二囂如严2二蚣亨COCH ioQH(对苯二甲酸〕饱和一元羧酸的通式:CnH2nO2(n>1),结构通式:CnH2n+1COOH或RCOOH3、羧酸的结构:一元羧酸可表示为:r—C—OH,其官能团是羧基(一COOH)。
羧基由羰基和羟 基结合而成,但羰基和羟基相互作用使得羧基的化学性质不是羰基和醇羟基性质的简单加 和4、常见的羧酸(1)乙酸的结构和物理性质①分子组成和结构分子 式 C2H4O2 结构式结构简式HCH3COOH官能团:三C—IlC二或—COOH (羧基)②乙酸的物理性质乙酸又叫醋酸,有强烈刺激性气味的无色液体,沸点是117.9°C,熔点是16.6°C,当温 度低于16.6C时,乙酸就是凝结成像冰一样的晶体,所以无水乙酸又叫冰醋酸乙酸易溶于 水和乙醇2)甲酸(又叫蚁酸)甲酸的分子结构分子式 CH2O2 结构简式 HCOOH甲酸的…既…又含有心丄’即CH-C-OH因而甲酸在反应中将表现出羧酸和醛基性质的综合兼有羧酸和醛类的性质写出甲酸与新制Cu(OH)2和银氨溶液反应的化学方程式0 RI + 2Cu(0H), +2 NaOH Na CO+Cu,0^+4H O+ 2Ag(NH3)2OH2 2 3 2 2* (NH4) 2CO3 +2Agd + 2NH3+ Hf结构的特殊性决定了性质的特殊性,甲酸具有其它羧酸所没有的性质——还原性到此, 能发生银镜反应的有机物除了醛类,还有甲酸、甲酸某酯3) 乙二酸俗称"草酸”,无色透明晶体,通常带两个结晶水,[(COOH)2・2 H20],加热至100°C时失 水成无水草酸,易溶于水和乙醇,不溶于乙醚等有机溶剂。
是最简单的饱和二元羧酸,是二元羧酸中酸性最强的,具有一些特殊的化学性质 分子式 结构式 结构简式H2C2O4O O COOHII IIH—o一c—C—0—1【 COO11草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色三、羧酸的化学性质1、具有酸的通性在羧基中,受羰基影响,原来极性较强的羟基(一OH),键的极性增强,羟基可发 生电离,具有酸性,但其酸性随碳原子数的增强而减弱盐酸、硫酸等无机酸呈酸性,是因为其中的氢能够电离,乙酸有明显的酸性,在水溶液 里能部分地电离,CH3COOH r J CH3COO-+H+因此,乙酸具有酸的通性乙酸的酸性性质化学方程式与酸碱指示剂反应乙酸能使紫色石蕊试液变红 使甲基橙变红色与活泼金属反应Zn+2CH3C00HT(CH3C002)Zn+H2 个与碱反应CH3C00H+Na0HTCH3C00Na+H20与碱性氧化物反应Cu0+2CH3C00HT(CH3C00)2Cu+H20与某些盐反应CaC03+2CH3C00HT(CH3C00)2Ca+H20+C02 个Oft酸性由强到弱顺序:HCl>H2SO3>CH3COOH>H2CO3>要注意醇、酚和羧酸中羟基性质的比较:(注:画V表示可以发生反应)羟基种 类重要代表物与Na与 NaOH与 Na CO2 3与 NaHCO.醇羟基乙醇V3酚羟基苯酚VVV (不出 CO )羧基乙酸VV2VV2、酯化反应:酸跟醇反应生成酯和水的反应。
乙酸的酯化反应原理:CH COOH + CH CH OH 浓硫酸 > CH COOCH CH + H O3 3 2 3 2 3 2乙酸的酯化反应实验的要点:0H(1)、浓硫酸的作用:催化剂和吸水剂;除去生成物中的水,使反 应向生成物方向进行2)、饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸,溶解乙醇,减少乙酸乙酯在溶液中的溶解量3)试管口向上倾斜,不但可以增加受热面积,又可缓冲液体为有效防止剧烈沸腾时液体冲出,最好加几块碎瓷片4) 导管口不能插入饱和碳酸钠溶液中,目的是防止液体因受热不均匀而发生倒吸5) 试剂混合顺序:乙醇中加入浓硫酸,再加入乙酸6) 实验过程中用小火加热,保持微沸,这样有利于产物的生成和蒸出法可以证明呢?在上述反应中,生成水的氧原子由乙酸的羟基提供,还是由乙醇的羟基提供?用什么方脱水有两种情况,(1)酸脱羟基醇脱氢;(2)醇脱羟基酸脱氢在化学上为了辨明反应历程,常用同位素示踪法即把某些分不清的原子做上记号,类似于侦察上的跟踪追击事实上,科学家把乙醇分子中的氧原子换成放射性同位素18O,结果检测到只有生成的乙酸乙酯中才有18O,说明脱水情况为第一种,即乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应的机 理是“酸脱羟基醇脱氢”。
放射性同位素示踪法可用于研究化学反应机理,是匈牙利科学家海 维西(G.Hevesy)首先使用的,他因此获得1943年诺贝尔化学奖20—40 分钟)1.人们使用四万只象鼻虫和它们的215磅粪便物,历经30多年时间弄清了棉子象鼻虫 的四种信息素的组成,它们的结构可表示如下(括号内表示④的结构简式)以下四种信息素中,互为同分异构体的是( )CH3也―c—CCH3 CH3B.①和④C.②和④A. ①和②D.③和④解析:分子式相同首先看碳原子数是否相同,①②、②③、②④碳原子数不同,不是同 分异构体;①和③属于同碳原子数的醇与醛,氢原子数不同;不是同分异构体;只有③与④ 分子式相同而结构不同,是同分异构体答案:D2.下列物质不属于醛类的是( )A.B.CHj—Q—C—HC. C已一 CH—CHOD. Cl—CH,—CHQ解析:根据醛的定义,可判断CH」—日不属于醛类Q答案:B3•关于丙烯醛(CH2==CH—CHO)的叙述不正确的是( )A. 可使溴水和KMnO酸性溶液褪色4B. 与足量的H加成生成丙醛2C. 能发生银镜反应D. 在一定条件下可氧化成酸解析:丙烯醛分子中既含醛基,又含C==C键所以,它应具有醛的性质,又具备烯烃的性质。
答案:B4. 为了鉴别己烯、甲苯、丙醛三种无色液体,可以使用下列试剂合理的一组是( )A. KMnO酸性溶液和溴水4B. 银氨溶液和KMnO酸性溶液4C. 新制Cu (OH) 2和溴水D. FeCl溶液和新制Cu (OH)32解析:KMnO酸性溶液既能氧化醛类,又能氧化甲苯和己烯;溴水能氧化醛类也能与己4烯反应;银氨溶液和新制Cu (OH) 2只能与醛类反应答案:C5. 完成下列方程式,注明反应类型① CHCHCHO+Cu (OH) —3 2 2② OHC—CHO+Ag (NH )OH (足量)——^CHO +耳(足量)*③解析:此题主要考查学生对于方程式的记忆答案:①CHCHCH0+2Cu (OH) —亠CH CH COOH+Cu 0+2H 0,氧化反应3 2 2 3 2 2 2②0HC—CH0+4Ag (NH )0H ——^H00C—C00H+4Ag ;+8NH+2H 0,氧化反应十 Oi2CH. CHCHj④OH倦化剂-t 兀巧UH」+口氧化反应6. 香料茉莉香酮是一种人工合成的有机化合物(1) 该化合物的化学式为 2) 1 mol该有机物与H2充分反应可消耗H2 mol;(3) 该有机物能否发生银镜反应 (填“能”或“不能”),理由是 。
解析:由茉莉香酮的结构简式可知该有机物是不饱和酮类,能与h2发生加成反应,但 不能发生银镜反应答案:(1)C H O (2)3 (3)不能 分子中无醛基(一CHO)存在11 167. 下列物质中,不属于羧酸类有机物的是( )B.苯甲酸A. 乙二酸C.硬脂酸D.石炭酸解析:石炭酸亦即苯酚,分子中无羧基,不属于有机酸答案:D8. 下列关于羧酸和酯的说法中正确的是( )A. 羧酸和酯的通式均可以用CH O表示n2n2B. 酯都能发生水解反应C. 羧酸的酸性都比碳酸弱D. 羧酸均易溶于水,酯均难溶于水解析:只有饱和一元羧酸以及饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯才符合CH O的通n2n2式;在有机酸中甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸等酸性比碳酸的酸性强;低碳原子数的羧酸C4 以下)可以与水混溶,随着碳原子数的增加,在水中的溶解度减小,C11以上的羧酸基本上 不溶于水,酯类均难溶于水答案:B—C—DH9•化合物的 中的一0H被卤原子取代所得的化合物称为酰卤,下列化合物中可以看作酰卤的是( )A. HCOF B.CCl4C.COCl D.CH ClCOOH22解析:按照题目给出的酰卤定义,分别将4个选项有机分子中的卤原子用一OH替代, 并加以分析判断。