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高二·醛的氧化与还原

(2010-10-29 13:24:48)
标签:

高二

化学

卤代烃

分类: 教育学

    在选修五《有机化学基础》的学习中,始终要沿着分类思想的思路,有机物是按照⑴烃、⑵烃的衍生物(卤代烃和烃的含氧衍生物)的顺序在学习。

http://s4/middle/6941cc6bt93bc461d3fb3&690

    烃有四种:饱和烃即烷烃,不饱和烃包括烯烃、③炔烃芳香烃;

    烃的衍生物:较多,我们学习六种:卤代烃、烃的含氧衍生物醇、⑦酚、⑧醛、⑨羧酸、⑩酯)。

 

一、简单回顾已经学过的七种有机物

    烃、卤代烃我们学过了,醇和酚也学过了。

    我们心中应该有这样的印象:

    1.1 烷烃——易取代,难加成

    烷烃即饱和烃是比较稳定的,容易发生取代反应,不能与Br2/CCl4、或者酸性KMnO4溶液发生反应。

    从结构上,普通链状烷烃里面的碳原子都是正四面体结构,SP3杂化,连接C原子的四个化学键在空间分布均匀,键角都是109.5°。

    1.2 不饱和烃(烯烃和炔烃)——易加成,难取代

    烯烃和炔烃比较活泼,容易发生加成反应,能够与Br2/CCl4、或者酸性KMnO4溶液发生反应。这里注意的是,烯烃中的(碳碳)双键、炔烃中的(碳碳)三键也称作官能团,下面涉及到其余的杂原子或原子团也是官能团。

    1.3 芳香烃——环上氢原子易被取代

    芳香烃,至少含有一个苯环,苯环也是官能团。

    1.4 卤代烃——取代和消去

    卤代烃可以发生取代反应(水解),在NaOH的水溶液中加热,卤原子被羟基取代,生成醇。

    卤代烃可以大声消去反应(醇解),在NaOH的醇溶液中加热,消去卤化氢,生成烯烃。

    卤代烃是有机合成的重要桥梁。

    1.5 醇——还原性

    醇能够被弱氧化剂(O2/Ag/Cu)氧化为醛,被强氧化剂(酸性高锰酸钾溶液;酸性重铬酸钾溶液)经由醛氧化为羧酸。

    醇也可以被更强的还原剂而还原,例如乙醇与金属钠的反应。

    醇中羟基上的H的酸性很弱,在以后讲述苯酚、羧酸的时候会提到。醇中的羟基之间可以形成氢键,因此沸点较相同原子数的烃、醛高很多。

    1.6 苯酚——弱酸性

    苯酚含有两个官能团,羟基和苯环。苯环上的H原子更容易被取代,羟基上的H原子更活泼,因此具有一定的酸性。苯酚、乙醇等有机物的酸性顺序为:

       强酸(盐酸、硫酸、硝酸) > 甲酸 > 乙酸碳酸H2CO3 > 苯酚 > H2O > HCO3- > 乙醇C2H5OH

 

二、醛——既能被氧化、也能被还原

    2.1 醛的物理性质

    醛,含有醛基—CHO,低级醛能够以任意比例与水混溶。

    醛的毒性较强,甲醛、乙醛都有刺鼻的气味。

    2.2 醛的化学性质   

    醛中的醛基比较活泼,醛基也使整个分子变得活泼。

    以乙醛为例,CH3—CHO,分子中含有两类H:1)甲基的H原子核醛基的H原子,从核磁共振氢谱看,CH3—上的H已经很活泼了,化学位移到 2.0 左右,而一般的烷基上的H原子的化学位移都在1.0左右。2)醛基上的H原子由于受到羰基C=O氧的吸电子作用,化学位移可以增大到 10 左右。

                         http://s5/middle/6941cc6bt752c58372cc4&690

   (1)氧化反应之一:银镜反应

    乙醛为例,可以被两种氧化剂所氧化。

    一个是氢氧化银的氨溶液 Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银),发生的是银镜反应,Ag+是氧化剂,乙醛被氧化为乙酸铵(遇到酸溶液生成乙酸):

        http://s5/middle/6941cc6bt752c5838baf4&690
    实验中是直接使用AgNO3稀溶液,滴加稀氨水至产生沉淀,再到沉淀恰好消失为好,生成的就是氢氧化二氨合银。
        http://s15/middle/6941cc6bt752c583bc4ce&690

    (2)氧化反应之二:氢氧化铜氧化

    一个是用新鲜的Cu(OH)2溶液做氧化剂,产物是羧酸盐。反应中直接使用CuSO4溶液和NaOH溶液。

       http://s16/middle/6941cc6bt752c583bd31f&690

    (3)氧化反应之三:氧气氧化
    使用空气中的氧气为氧化剂,在催化剂作用下加热,生成醛:

    http://s11/middle/6941cc6bt752c5837311a&690

 

   4)还原反应:加成反应

     醛与氢气在催化剂作用下共热,醛可以被还原为醇。  

     http://s15/middle/6941cc6bt93bb8800067e&690


    2.3 有机物的氧化还原反应新定义
    有机物化学反应时,经常没有电子的得失,而是以“得O、失O”、“加H、脱H”的方式表现出来,所以规定:

    有机物得氧、失氢,叫做氧化;有机物加氢、失氧,叫做还原。

三、高考中的醛:2010年新动向

    两种醛之间的缩合反应,在2010年的模拟试卷和高考试卷中出现了,可能在2010年也是一个重要动向。

    两种醛在稀碱溶液中发生缩合反应,生成 a—羟基醛;再经过加热,生成 b—不饱和醛。

    例如,R—CHO 和 R'—CH2—CHO缩合,第一个醛的羰基 C=O 与第二个醛的位—C—H发生加成反应:

     http://s9/middle/6941cc6bt93bbe67d6368&690
    这个反应,教材中没有讲,高考时会给出“已知……”的反应实例,以便同学举一反三,照猫画虎。


    醛,是分子中有醛基 —CHO,如果其中的H原子变成烃基,就是烃的另外一种含氧衍生物,酮。属于阅读内容,高考中较少涉及到。

 

                                 2010年 10 月 29 日·北京西三环

                                   http://blog.sina.com.cn/zhaodechao21edu

 

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