3.4 配合物与超分子 第2课时（教学课件）化学人教版选择性必修2

第2课时 配合物的应用 超分子 人教版选择性必修2 3.4　 配合物与超分子 第3章 晶体的结构与性质 超分子 2 配合物的应用 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.了解配位化合物的存在与应用。 2.了解超分子的概念与简单应用 我们上节课学习了配位键和配位化合物，同学们知道配合物在生活中都有哪些应用吗？ 热水瓶胆镀银（银镜反应） [Ag(NH3)2]OH 引·新课导入 我们上节课学习了配位键和配位化合物，同学们知道配合物在生活中都有哪些应用吗？ 血红蛋白 维生素 B12 叶绿素 引·新课导入 01 配合物的应用 配合物的应用 配合物可促进某些沉淀的溶解 实验步骤 实验现象 结论与解释 产生蓝色 难溶物 CuSO4(aq) 氨水 CuSO4 + 2 NH3·H2O = Cu(OH)2↓ + (NH4)2SO4 氨水 难溶物溶解 得到深蓝色透明溶液 【实验 3-3】 硫酸铜与氨水的反应 Cu(OH)2 探·知识奥秘 配合物的应用 配合物可促进某些沉淀的溶解 【实验 3-3】 硫酸铜与氨水的反应 思考：为什么继续滴加氨水后氢氧化铜会溶解？ 配位键的强度有大有小，有的配合物较稳定，有的配合物较不稳定。 通常情况，较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物 [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ Cu(OH)2 Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH－(aq) + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ = 探·知识奥秘 配合物的应用 配合物可促进某些沉淀的溶解 【实验 3-3】 硫酸铜与氨水的反应 实验操作 实验现象 结论与解释 析出深蓝 色的晶体 95% 乙醇 溶剂极性：乙醇 < 水 [Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小 铜氨配合物 探·知识奥秘 配合物的应用 配合物可促进某些沉淀的溶解 【实验 3-3】 硫酸铜与氨水的反应 思考：如果加入乙醇后，晶体未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦试管壁，使晶体迅速析出，这是为什么？ 通过摩擦，可在试管内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶，这与加入晶种来加速结晶的原理是一样的。 探·知识奥秘 配合物的应用 配合物可促进某些沉淀的溶解 【实验 3-5】 氯化银与氨水的反应 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq) + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ 氨水 澄清 NaCl 溶液 少量 AgNO3 溶液 AgCl 沉淀 = 探·知识奥秘 配合物的应用 配合物可应用于某些离子的检验 【实验 3-4】 Fe3+的检验 KSCN 溶液 FeCl3 溶液 FeCl3 溶液中滴加 KSCN 溶液发生了什么反应？ FeCl3 + 3 KSCN Fe(SCN)3 + 3 KCl 探·知识奥秘 配合物的应用 配合物可应用于某些离子的检验 【实验 3-4】 Fe3+的检验 Fe3+ + n SCN－ [Fe(SCN)n]3－n (n=1～6，随 c(SCN－) 大小而异) 请写出Fe3+ 与 SCN－反应时配位数为4的离子方程式： Fe3+ + 4 SCN－ [Fe(SCN)4]－ 实际上，Fe3+与SCN-的反应原理为： 探·知识奥秘 A 1.向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOH溶液，再滴入适量浓氨水，下列叙述不正确的是(　　) A．开始生成蓝色沉淀，加入过量氨水时，形成无色溶液 B．开始生成Cu(OH)2，它不溶于水，但溶于浓氨水，生成深蓝色溶液 C．开始生成蓝色沉淀，加入氨水后，沉淀溶解生成深蓝色溶液 D．开始生成Cu(OH)2，之后生成更稳定的配合物 析·典型范例 14 A 2.已知某紫色配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O,其水溶液显弱酸性,加入强碱并加热至沸腾有NH3放出,同时产生Co2O3沉淀;向一定量该配合物溶液中加过量AgNO3溶液,有AgCl沉淀生成,待沉淀完全后过滤,再加过量AgNO3溶液于滤液中,无明显变化,但加热至沸腾又有AgCl沉淀生成,且第二次沉淀量为第一次沉淀量的二分之一,则该配合物的化学式最可能为(　 ) A.[CoCl(NH3)5]Cl2·H2O B.[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 C.[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl·2NH3 D.[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O 析·典型范例 15 B 3.Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，[Fe(SCN)6]3-为红色，[FeF6]3-为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验。下列有关说法不正确的是（ ）   A．Fe3+的价层电子轨道处于半满状态，较稳定 B．SCN-中存在π键，和Fe3+配位的是C原子 C．与Fe3+形成配位键的稳定性强弱：SCN-<F- D．向溶液Ⅰ中加入适量硝酸有利于观察到[Fe(H2O)6]3+的紫色 析·典型范例 16 02 超分子 超分子 生命体中超分子体系：叶绿体中的光系统I蛋白。 配合物在生命体中大量存在，对生命活动具有重要意义。另外，配合物尖端技术、医药科学等有着广泛的应用。 对生命活动、尖端技术等有着广泛的应用前景的还有超分子等物质。 什么是超分子呢？ 探·知识奥秘 超分子 两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 2. 超分子内部分子之间通过非共价键结合 1. 概念 主要是静电作用、范德华力和氢键以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。 探·知识奥秘 超分子 3. 大小 有的是有限的 有的是无限伸展的 探·知识奥秘 超分子 4. 超分子的应用 （1）分子识别 （2）自组装 探·知识奥秘 超分子 杯酚分离C60和C70 杯酚 C60 C70 探·知识奥秘 超分子 杯酚分离C60和C70 探·知识奥秘 超分子 冠醚识别碱金属离子 15-冠-5 C 原子：10 O 原子：5 12-冠-4 C 原子：8 O 原子：4 探·知识奥秘 超分子 O 原子吸引阳离子。 思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？？ 探·知识奥秘 超分子 冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 探·知识奥秘 超分子 “杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987 年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。 探·知识奥秘 超分子 超分子自组装 细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的 头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向 水溶液一侧，从而实现自组装。 探·知识奥秘 超分子 超分子化学 含义:研究超分子的化学叫超分子化学，是一门处于近代化学、材料化学和生命科学交汇点的新型学科。 研究领域:环状配体整的主客体体系;有序的分子聚集体;由两个或两个以上基团用柔性链或刚性链连接而成的超分子化合物。 应用:在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。 超分子化学的发展不仅与大环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等)的发展密切相连，而且与分子自组装(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)分子器件和新型有机材料的研究息息相关。 探·知识奥秘 D 1. 下列有关超分子的说法正确的是（ ） A. 超分子是如蛋白质一样的大分子 B. 超分子是由小分子通过聚合得到的高分子 C. 超分子是由高分子通过非化学键作用形成的分子聚集体 D. 超分子是由两个或两个以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体 析·典型范例 30 D 2. 下列不能看作超分子的是（ ） A．两个 DNA 分子链通过氢键结合在一起 B．细胞膜中的磷脂分子的双层膜结构 C．冠醚与金属离子的聚集体 D．所有以氢键结合在一起的分子 析·典型范例 31 B 3．“杯酚”能够分离提纯C60和C70，其原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．过程①中C60进入“杯酚”是因为C60的“个头”比C70的“个头”小 B．过程②中操作1是蒸馏，过程③中操作2是过滤 C．该过程体现了超分子的“分子识别”功能 D．该过程中“杯酚”可循环使用 析·典型范例 32 3.4 配合物与超分子 第2课时 配合物 的应用 超分子 配合物促进 沉淀的溶解 配合物应用 于离子检验 概念 结构与特征 理·核心要点 应用 A 1.工业上常用CuSO4溶液、氨水和Na2S2O3溶液为原料配制浸金液，浸取金原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．[Au(S2O3)2]3-中与Au3+配位的原子为S2O32-中的O原子 B．S2O32-增强了Au的还原性 C．[Cu(NH3)4]2+起催化作用 D．浸取金的总反应为 练·技能实战 B 的八面体配合物为 配合物与 溶液反应生成 1 沉淀，则 的值是（ ） A．， B．， C．， D．， 练·技能实战 D 3. 下列过程与超分子的分子识别无关的是（ ） A．两种特定类型的 DNA 分子才会结合 B．淀粉与碘结合变蓝 C．用 12-冠-4 分离 Na+ 中的 Li+ D．杯酚和 C60 形成的超分子在氯仿中解体 练·技能实战 B 4.偶氮大环在光照下会发生顺反异构，可用作光开关，其相互转化如图所示。当偶氮大环呈反式结构时，光开关处于关闭态，不能键合碱金属离子；呈顺式结构时，偶氮参与配位，碱金属离子被键合到穴中。 下列说法错误的是( ) A．第一电离能：C＜O＜N B．偶氮大环中所有碳、氮原子均采用sp3杂化 C．该偶氮大环处于状态a时，不能键合碱金属离子 D．该偶氮大环键合碱金属离子的过程体现了分子识别的特征 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 人教版选择性必修2 $