乙醇的催化与氧化.ppt

复习回顾复习回顾：乙醇的催化氧化乙醇的催化氧化HH HCCOHHH HCCHHOH分子里由烃基跟醛基相连而构成的化合物。分子里由烃基跟醛基相连而构成的化合物。含有含有香草醛香草醛的兰花的兰花杏仁含杏仁含苯甲醛苯甲醛其实在自然界中，广泛存在醛和羧酸。甲醛对人健康的危害甲醛对人健康的危害 甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促进癌变作用。大量文献记载，研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促进癌变作用。大量文献记载，研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促进癌变作用。大量文献记载，研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促进癌变作用。大量文献记载，甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常等方面。室内空气中甲醛浓度达到常、肝功能异常等方面。室内空气中甲醛浓度达到常、肝功能异常等方面。室内空气中甲醛浓度达到常、肝功能异常等方面。室内空气中甲醛浓度达到0.060.07mg/m0.060.07mg/m3 3时，儿童就会发生轻微气喘时，儿童就会发生轻微气喘时，儿童就会发生轻微气喘时，儿童就会发生轻微气喘；达到；达到；达到；达到0.1mg/m0.1mg/m3 3时，就有异味和不适感；时，就有异味和不适感；时，就有异味和不适感；时，就有异味和不适感；达到达到达到达到0.5mg/m0.5mg/m3 3时，可刺激眼睛，引起流泪；达到时，可刺激眼睛，引起流泪；达到时，可刺激眼睛，引起流泪；达到时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6mg/m0.6mg/m3 3，可引起，可引起，可引起，可引起咽喉不适或疼痛；浓度更高时，可引进恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚咽喉不适或疼痛；浓度更高时，可引进恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚咽喉不适或疼痛；浓度更高时，可引进恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚咽喉不适或疼痛；浓度更高时，可引进恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；至肺水肿；至肺水肿；至肺水肿；达到达到达到达到3030mgmg/m/m3 3时，会立即致人死亡时，会立即致人死亡时，会立即致人死亡时，会立即致人死亡。长期接触低剂量甲醛长期接触低剂量甲醛长期接触低剂量甲醛长期接触低剂量甲醛可引起各种慢性呼吸道疾病，引起青少年记可引起各种慢性呼吸道疾病，引起青少年记可引起各种慢性呼吸道疾病，引起青少年记可引起各种慢性呼吸道疾病，引起青少年记忆力和智力下降；眼部疾病、鼻咽癌、结肠脑瘤、忆力和智力下降；眼部疾病、鼻咽癌、结肠脑瘤、忆力和智力下降；眼部疾病、鼻咽癌、结肠脑瘤、忆力和智力下降；眼部疾病、鼻咽癌、结肠脑瘤、精神抑郁症精神抑郁症精神抑郁症精神抑郁症，细胞细胞细胞细胞核基因突变核基因突变核基因突变核基因突变、抑制、抑制、抑制、抑制DNADNA损伤修复、妊娠综合症、新生儿染色体异常，损伤修复、妊娠综合症、新生儿染色体异常，损伤修复、妊娠综合症、新生儿染色体异常，损伤修复、妊娠综合症、新生儿染色体异常，甚至可以引起白血病甚至可以引起白血病甚至可以引起白血病甚至可以引起白血病。在所有接触者中，。在所有接触者中，。在所有接触者中，。在所有接触者中，儿童孕妇和老年人儿童孕妇和老年人儿童孕妇和老年人儿童孕妇和老年人对甲醛尤对甲醛尤对甲醛尤对甲醛尤为敏感，危害也就更大。为敏感，危害也就更大。为敏感，危害也就更大。为敏感，危害也就更大。室内所用的家具、地板、胶合板、刨花板、密度板等都不断地释室内所用的家具、地板、胶合板、刨花板、密度板等都不断地释室内所用的家具、地板、胶合板、刨花板、密度板等都不断地释室内所用的家具、地板、胶合板、刨花板、密度板等都不断地释放有毒气体甲醛，其释放期可达放有毒气体甲醛，其释放期可达放有毒气体甲醛，其释放期可达放有毒气体甲醛，其释放期可达3-103-10年年年年之久。之久。之久。之久。醛的性质和应用问题1：完成下列反应方程式2CH3CHO+2H2O2CH3CH2OH+O2Cu2HCHO+2H2O2CH3OH+O2Cu问题2：若分别对甲醛、乙醛做一个H-NMR谱图，在谱图上应有几组峰？1_乙醛的结构：HCCHHOH根据甲醛和乙醛的结构，我们得出结论：甲醛：1组峰 乙醛：2组峰甲醛的结构：HCH_O当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成双键时，形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。问题3：根据甲醛和乙醛的结构，它们是否所有的原子都在同一个平面上呢？结论：甲醛上的四个原子在同一个平面上乙醛上的所有原子不在同一个面上甲醛和乙醛都是比较常见的物质，那你对它们了解多少呢？为了更好的认识醛的性质，我们以乙醛为了更好的认识醛的性质，我们以乙醛为例来探究：为例来探究：一、乙醛的分子结构一、乙醛的分子结构C2H4O H O HCCH H OCH3CH 或或 CH3CHO OCH 或或 CHO醛基醛基分子式：分子式：结构式结构式：结构简式：结构简式：官能团：官能团：思考：乙醛的结构简式能否写成思考：乙醛的结构简式能否写成CH3COH？二、乙醛的物理性质二、乙醛的物理性质1、无色、有刺激性气味的液体；、无色、有刺激性气味的液体；2、密度比水小，沸点是、密度比水小，沸点是20.8；3、易挥发，易燃烧；、易挥发，易燃烧；4、能跟水、乙醇、氯仿等互溶。、能跟水、乙醇、氯仿等互溶。醛基的性质醛基的性质想想一一想想？推测：推测：羰基羰基结构分析结构分析:不饱和，不饱和，C=O双键之一易断裂双键之一易断裂:受受受受C=OC=O影响，影响，影响，影响，C-HC-H键极性较强，易断裂键极性较强，易断裂键极性较强，易断裂键极性较强，易断裂 三、乙醛的化学性质三、乙醛的化学性质+H2Ni H HHCC=O H H HHCCOH H H注意：和注意：和CC双键不同的是，通常情况下，双键不同的是，通常情况下，乙醛不能和乙醛不能和HX、X2、H2O发生加成反应发生加成反应1、乙醛的加成反应、乙醛的加成反应（因存在（因存在C=O双键）双键）三、乙醛的化学性质三、乙醛的化学性质2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O点燃点燃点燃点燃a 燃烧燃烧b 催化氧化催化氧化:受受受受C=OC=O影响，影响，影响，影响，C-HC-H键极性较强，易断裂键极性较强，易断裂键极性较强，易断裂键极性较强，易断裂 工业制乙酸工业制乙酸 O2CH3CH+O2 催化剂催化剂催化剂催化剂 O 2CH3 C OHc 被弱氧化剂氧化被弱氧化剂氧化 银镜反应银镜反应2、乙醛的氧化反应、乙醛的氧化反应银氨溶液的配制银氨溶液的配制在洁净的试管里加在洁净的试管里加1mL2%（质量分数）的硝酸银溶（质量分数）的硝酸银溶液，一边摇动试管，一边逐渐滴入液，一边摇动试管，一边逐渐滴入2%（质量分数）（质量分数）的稀氨水，直到最初产生的沉淀溶解为止。的稀氨水，直到最初产生的沉淀溶解为止。原理：原理：Ag+NH3H2O=AgOH+NH4+AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH+2H2O AgOH+2NH3H2O =Ag(NH3)2OH+2H2O氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银活动与探究活动与探究：向银氨溶液中加：向银氨溶液中加3滴乙醛，振荡滴乙醛，振荡后把试管放在热水浴中加热，观察实验现象。后把试管放在热水浴中加热，观察实验现象。银氨银氨溶液溶液静置水裕静置水裕加热加热银镜银镜沉淀恰好沉淀恰好消失消失CH3CHO+2Ag(NH3)2 OH CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O 水浴水浴8 8、该反应可用于检验醛基的存在；、该反应可用于检验醛基的存在；9 9、工业上利用这个反应，制镜或者保温瓶胆、工业上利用这个反应，制镜或者保温瓶胆银镜反应该注意的问题：银镜反应该注意的问题：1 1、反应在碱性条件下进行。、反应在碱性条件下进行。2 2、试管内壁必须洁净；、试管内壁必须洁净；3 3、6060水浴加热，不能用酒精灯直接加热；水浴加热，不能用酒精灯直接加热；4 4、加热时不可振荡和摇动试管；、加热时不可振荡和摇动试管；5 5、须用新配制的银氨溶液；乙醛用量不可太多；、须用新配制的银氨溶液；乙醛用量不可太多；6 6、实验后，银镜用、实验后，银镜用HNOHNO3 3浸泡，再用水洗。浸泡，再用水洗。7.1mol7.1mol醛基被氧化，就应有醛基被氧化，就应有2molAg2molAg被还原；被还原；与与Cu(OH)2反应反应费林反应费林反应氢氧化铜悬浊液的配制氢氧化铜悬浊液的配制在试管里加入在试管里加入2mL10%2mL10%的氢氧化钠溶液。滴入的氢氧化钠溶液。滴入4 46 6滴滴2%2%硫酸铜溶液，振荡。硫酸铜溶液，振荡。原理：原理：Cu 2+2OH=Cu(OH)2 活动与探究活动与探究：将上述悬浊液振荡后，加入：将上述悬浊液振荡后，加入0.5mL乙醛溶液，将试管放在酒精灯上加热，观察实乙醛溶液，将试管放在酒精灯上加热，观察实验现象。验现象。4 4滴滴6 6滴滴NaOHNaOH溶液溶液2mlCuSOCuSO4 4溶液溶液0.5ml0.5ml乙醛乙醛新制新制Cu(OH)Cu(OH)2 2CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O+2H2O 红色沉淀红色沉淀注意：注意：1、关注试剂加入的先后顺序及试剂的加入量，、关注试剂加入的先后顺序及试剂的加入量，可见，反应在碱性条件下进行。可见，反应在碱性条件下进行。2、Cu(OH)2必须新制。必须新制。3、每摩尔醛基需、每摩尔醛基需2 mol新制新制Cu(OH)24、此反应可以检验醛基存在；、此反应可以检验醛基存在；医院用此原理检查医院用此原理检查 病人尿糖是否正常病人尿糖是否正常5、每摩尔醛基需、每摩尔醛基需2摩尔新制摩尔新制Cu(OH)2弱氧化剂可将醛基氧化，强氧化剂是否可将弱氧化剂可将醛基氧化，强氧化剂是否可将醛基氧化。如醛基氧化。如酸性酸性KMnO4、溴水、溴水请议一议请议一议:小结：小结：1、乙醛既有氧化性，又有还原性，以还原性为主、乙醛既有氧化性，又有还原性，以还原性为主CHCH3 3CHOCHO 乙醛乙醛乙醛乙醛氧化氧化还原还原还原还原(加成加成加成加成)CHCH3 3CHCH2 2OHOH 乙醇乙醇乙醇乙醇CHCH3 3COOHCOOH 乙酸乙酸乙酸乙酸氧化氧化有机物之间的转变实质是官能团之间的转变有机物之间的转变实质是官能团之间的转变2、乙醛性质的小结：乙醛性质的小结：1、加成反应、加成反应醛醛+H2 醇醇2、氧化反应、氧化反应a 燃烧燃烧b 催化氧化催化氧化c 被弱氧化剂氧化被弱氧化剂氧化（银氨溶液、新制的（银氨溶液、新制的Cu(OH)2）乙酸乙酸d 使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色一一个个学学生生做做乙乙醛醛的的还还原原性性实实验验时时，取取1mol/L CuSO4溶溶液液和和0.5mol/L NaOH溶溶液液各各1ml，在在一一支支洁洁净净的的试试管管内内混混合合后后，向向其其中中又又加加入入5ml 40%的的乙乙醛醛，结结果果无无红红色色沉沉淀淀出出现现。实实验验失失败败原因可能是（原因可能是（）A未充分加热未充分加热 B加入乙醛太少加入乙醛太少 C加入加入NaOH溶液的量不够溶液的量不够 D加入加入CuSO4溶液的量不够溶液的量不够 A、C已知：柠檬醛的结构为：已知：柠檬醛的结构为：如何证明存在碳碳双键？如何证明存在碳碳双键？先加先加足量的银氨溶液足量的银氨溶液（或（或新制的新制的Cu(OH)2）使）使醛基氧化。然后再用醛基氧化。然后再用酸性酸性KMnO4溶液溶液（或（或溴水溴水）检验碳碳双键，碳碳双键能使酸性检验碳碳双键，碳碳双键能使酸性KMnO4溶液溶液（或溴水）褪色（或溴水）褪色CH3CH3CCHCH2CH2CCH3CHCOH 3、为了鉴别已烯、甲苯、苯酚溶液、乙、为了鉴别已烯、甲苯、苯酚溶液、乙醛溶液四种无色的液体，可以使用下列试醛溶液四种无色的液体，可以使用下列试剂合理的一组是（剂合理的一组是（）A.KMnO4酸性溶液和溴水酸性溶液和溴水 B.银氨溶液和银氨溶液和KMnO4酸性溶液酸性溶液C.新制新制Cu(OH)2和溴水和溴水D.新制新制Cu(OH)2 和和FeCl3溶液溶液C4、下列分子中各原子不可能同时存在于同一、下列分子中各原子不可能同时存在于同一平面的是：平面的是：D四、乙醛的制法四、乙醛的制法（1）乙醇氧化法：）乙醇氧化法：2CH3CH2OH+O2 Cu 2CH3CHO+2H2O（3）乙烯氧化法：）乙烯氧化法：2CH2=CH2+O2 催化剂催化剂 2CH3CHO加热、加热、加压加压（2）乙炔水化法：）乙炔水化法：+H2O 催化剂催化剂 CH3CHOCH CH五、甲醛五、甲醛自习课本自习课本P80，找出甲醛的特性？，找出甲醛的特性？（1）结构）结构（2）性质）性质 与乙醛相似与乙醛相似甲醛的特性：甲醛的特性：1、常温下甲醛为无色有刺激性气味的气体、常温下甲醛为无色有刺激性气味的气体2、甲醛中有、甲醛中有2个活泼氢可被氧化，个活泼氢可被氧化，1mol醛生成醛生成4molAg或或需需4mol新制氢氧化铜。新制氢氧化铜。完成甲醛与银氨溶液或新制氢氧化铜反应的方程式？完成甲醛与银氨溶液或新制氢氧化铜反应的方程式？CHHOHCHO+4 Ag(NH3)2OH 2 H2O+4Ag+6NH3 +(NH4)2CO3HCHO+4Cu(OH)2 CO2+2Cu2O+5H2O（3）甲醛的水溶液）甲醛的水溶液(35%-40%)叫福尔马叫福尔马林，具有防腐和杀菌能力。林，具有防腐和杀菌能力。（4）能合成酚醛树脂）能合成酚醛树脂缩聚反应：单体间相互反应而成高分子缩聚反应：单体间相互反应而成高分子化合物，同时还生成小分子（如水、氨化合物，同时还生成小分子（如水、氨等分子）的反应。等分子）的反应。完成甲醛和苯酚制酚醛树脂的反应方程式？完成甲醛和苯酚制酚醛树脂的反应方程式？苯酚苯酚.甲醛和浓盐酸甲醛和浓盐酸水水OHnHCHOnH2OnCH2 OH催化剂催化剂n醛类：醛类：含有醛基含有醛基CHO的有机物的有机物 饱和一元醛的通式：饱和一元醛的通式：或者：或者：加成反应加成反应氧化反应氧化反应催化氧化催化氧化羧羧酸酸被弱氧化剂氧化被弱氧化剂氧化燃烧燃烧CO2、H2O银镜反应银镜反应Cu(OH)2能使高锰酸钾、溴水褪色能使高锰酸钾、溴水褪色CnH2n+1CHOCnH2nO醛类具有和乙醛类似的化学性质：醛类具有和乙醛类似的化学性质：1.HCCHOO与氢气加成与氢气加成2.CHO催化氧化催化氧化3.CH3CH2CHO与新制与新制Cu(OH)2的反应的反应4.HCCHOO与银氨溶液反应与银氨溶液反应写出下列反应的化学方程式写出下列反应的化学方程式:1.HCCHOO与氢气加成与氢气加成2.CHO催化氧化催化氧化3.CH3CH2CHO与新制与新制Cu(OH)2的反应的反应4.HCCHOO与银氨溶液反应与银氨溶液反应2H2HCCHO OCH2CH2OHOH催化剂催化剂 2COOH2CHOO2催化剂催化剂 CH3CH2CHO+2Cu(OH)2Cu2O+CH3CH2COOH+2H2O 4 Ag(NH4 Ag(NH3 3)2 2OH 2 HOH 2 H2 2O+4AgO+4Ag+6NH+6NH3 3 HCCHO O NH4OCCONH4O O醛类醛类的同分异构体的同分异构体分子式通式分子式通式为为CnH2nO(n1)1.属于属于醛类醛类的同分异构体：由于的同分异构体：由于醛醛基只能基只能连连在碳在碳链链的的一端，所以属于一端，所以属于醛醛的同分异构体，只是的同分异构体，只是烃烃基碳基碳链链异构异构所致。所致。如如C5H10O属于属于醛醛的同分异构体有的同分异构体有4种，主要是种，主要是丁基丁基C4H9有有4种碳种碳链链异构。异构。CH2CH2CH2CH3，,。2.官能官能团团异构异构(类别类别异构异构)：含碳原子数相同的：含碳原子数相同的醛醛、酮酮和和烯烯醇互醇互为为同分异构体。同分异构体。如：如：C3H6O：属于：属于醛醛：CH3CH2CHO；属于属于酮酮：；属于属于烯烯醇：醇：CH2=CHCH2OHCH3CH3CH2CHCH3CHCH2CH3CH3CCH3CH3CH3CH3CO1.对对有机物有机物 的化学性的化学性质质叙述叙述错误错误的是的是（）A.既能既能发发生氧化反生氧化反应应又能又能发发生生还还原反原反应应B.与与H2发发生加成反生加成反应应，必定得一种，必定得一种纯纯的新有机物的新有机物C.能能发发生加聚反生加聚反应应生成高聚物生成高聚物D.能使能使Br2的水溶液褪色，的水溶液褪色，1 mol该该物物质质恰好与恰好与1 mol Br2 反反应应CH2CCHOCH3BD例甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物中，氢元素的质量分数是9%，则氧元素的质量分数是()A.16%B.37%C.48%D.无法计算解析解析此此类题类题都有一定的技巧，要善于挖掘都有一定的技巧，要善于挖掘隐隐含关含关系。系。HCHO、CH3CHO、CH3CH2CHO的分子式的分子式为为CH2O、C2H4O、C3H6O，可看作，可看作(CH2)nO，即，即视为视为CH2和和O两部分。两部分。因因为为W(H)9%，则则W(CH2)9%63%，所以，所以W(O)1-63%37%214B六、丙酮六、丙酮（1）物理性质：丙酮是没有颜色、有气味的）物理性质：丙酮是没有颜色、有气味的液体，易挥发，易燃烧、可跟水、乙酸等有液体，易挥发，易燃烧、可跟水、乙酸等有机溶剂任意比互溶。机溶剂任意比互溶。（2）化学性质）化学性质CH3CCH3ONiCH3CCH3O+H2CH3CHCH3OH例例3已知已知醛醛或或酮酮可与格氏可与格氏试剂试剂(RMgX)发发生加成反生加成反应应，所得所得产产物物经经水解可得醇水解可得醇若用此种方法制取若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3，可，可选选用的用的醛醛或或酮酮与格氏与格氏试剂试剂是是()H(R)H(R)H(R)RC=O+RMgXRCOMgXRCOHRR水解水解AHCH与CH3CH2CHMgXOCH3BCH3CH2CHO与与CH3CH2MgXCCH3CH与CH3CHMgXOCH3ODCH3CCH3与与CH3CH2MgXD解析解析此题关键是抓住信息，找出成键的可能位置此题关键是抓住信息，找出成键的可能位置作出合理判断；格氏试剂作出合理判断；格氏试剂(RMgX)与醛或酮加成与醛或酮加成时，带负电荷的时，带负电荷的R加到不饱和碳原子上，带正电加到不饱和碳原子上，带正电荷的荷的MgX加到氧原子上，经水解得到醇。加到氧原子上，经水解得到醇。要制取要制取，断裂，断裂键或键或键，可选键，可选酮酮和格氏试剂和格氏试剂CH3MgX；断裂断裂键，可选酮键，可选酮和格氏试剂和格氏试剂CH3CH2MgX。OCH3CCH3OCH3CCH2CH3CH3OHCH3CCH2CH3 例例化合物化合物是一种取代有是一种取代有机机氯农药氯农药DDT的新型的新型杀杀虫虫剂剂，它含有几种官能，它含有几种官能团团()A.5种种B.4种种C.3种种D.2种种CHOCHOCH2CHCOHCCH3CH2CCHCH2CH2CCH3CH3C例例有机物分子中，凡与官能有机物分子中，凡与官能团团直接相直接相连连的碳原子称的碳原子称为为-碳原子，与碳原子，与-碳原子碳原子连连接的接的氢氢原子称原子称为为-氢氢原子。在一原子。在一定条件下，含有定条件下，含有-氢氢原子的原子的醛醛(或或酮酮)能与另一分子能与另一分子醛醛(或或酮酮)发发生加成反生加成反应应。其。其实质实质是一个是一个-氢氢原子加在另一个原子加在另一个醛醛(或或酮酮)的的羰羰基的氧原子上，其余部分加在基的氧原子上，其余部分加在羰羰基的碳原子上生基的碳原子上生成成羟醛羟醛。例如：。例如：羟醛羟醛不不稳稳定，受定，受热时热时即可脱水生成即可脱水生成烯醛烯醛。请请用已学用已学过过的知的知识识和上述信息回答下列和上述信息回答下列问题问题：现现有一化合物有一化合物A，是由，是由B、C两物两物质质通通过过上述上述类类型的反型的反应应生成的，生成的，试试根据根据A的的结结构构简简式写出式写出B、C的的结结构构简简式：式：RORCH2CHRCH2CHORCH2CHCHCHOOH或或ROHRCH2CHCHCHOROHRCH2CHCHCHO H2ORRCH2CHCCHOACH3OHCH3CHCH2CHOBCOCH3CCH3CH3CHO