第四节 配合物与超分子（举一反三专项训练，天津专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第四节 配合物与超分子 题型01 配位键的形成 题型02 配合物 题型03 配合物的性质及应用 题型04 超分子的概念 特征 题型05 超分子的应用 题型01 配位键的形成 是一种特殊的 。 成键双方：一方提供 ，一方提供 。 配位键有 、 。 一旦形成，与普通共价键 。 常见含孤电子对：N、O、S、卤素等。 常见有空轨道： 。 表示方法：A→B，A提供 。 【典例1】（24-25高二下·天津和平·期中）某物质的化学式为，其水溶液不导电。加入溶液也不产生沉淀，以强碱处理并没有放出，则关于此化合物的说法正确的是 A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．和分子均与形成配位键 C．该配合物的配体只有 D．该配合物中有键 【变式1-1】（24-25高二下·天津·期末）某补铁剂的主要成分为琥珀酸亚铁，可用邻二氮菲测定Fe2＋的含量，适宜pH范围为2~9，反应原理为Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。邻二氮菲(平面形)与琥珀酸亚铁结构简式如图。下列说法正确的是 A．琥珀酸具有旋光性 B．[Fe(phen)3]2+中，Fe2+的配位数为3 C．当pH<2时，邻二氮菲中的N会优先与H+形成配位键 D．邻二氮菲中N原子的孤电子对占据2p轨道 【变式1-2】（24-25高二下·天津南开·期末）硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。下列关于的说法正确的是 A．取少量该物质于洁净试管中加水溶解后，滴加少量溶液观察到有白色沉淀生成 B．该物质中配离子是，与外界之间形成的是配位键 C．该物质中是中心离子，提供孤电子对 D．该物质的配体是，配体数是3 【变式1-3】（24-25高二下·天津西青·期末）下列关于配位化合物的叙述中错误的是 A．中心离子结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同 B．配位化合物中只存在配位键 C．中提供空轨道，中O提供孤电子对形成配位键 D．配位化合物在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用 题型02 配合物 由 / 与 通过配位键形成。 多为过渡金属离子，提供 。 提供 ，如NH₃、H₂O、Cl⁻等。 是直接结合的配体数目。 内界与外界之间是 ，易电离。 配合物整体呈 。 常见例子：[Cu(NH₃)₄]²⁺、[Ag(NH₃)₂]⁺。 【典例2】（24-25高二下·天津和平·期末）向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是 A．反应前后的浓度不变 B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为 C．在中，提供空轨道 D．向反应后的溶液加入乙醇，因为与乙醇发生反应有晶体析出 【变式2-1】（24-25高二下·天津南开·阶段练习）某物质的实验式为 ，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是 A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．配合物化学式为 C．Cl⁻和NH3分子均与Pt4+形成配位键 D．该配合物的配体为NH3 【变式2-2】（24-25高二下·天津北辰·期中）向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，下列对此现象的说法中正确的是 A．反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变 B．在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+给出孤电子对，NH3提供空轨道 C．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+ D．1mol[Cu(NH3)4]2+离子中含有12molσ键 【变式2-3】（24-25高二下·天津南开·期中）许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是 A．二乙二胺合铜配离子的结构如图所示，可知的价电子排布式为，配位数为4，配体数目也为4 B．1mol配合物中含有5mol键 C．配合物中的配位原子是C D．配合物中心离子为，1mol该配合物与溶液作用，生成3mol AgCl 题型03 配合物的性质及应用 配合物一般有 ，可用于检验离子。 配合物稳定性与 有关。 很多配合物 。 可用于 。 生物体内许多酶是 。 用于 、 、 等领域。 配合物的形成可改变离子的 。 【典例3】（24-25高二下·天津和平·期中）下列各现象与配位化合物无关的是 A．铜的化合物在固态时颜色各异，而溶于水(可溶)后溶液都呈现蓝色 B．在溶液中滴加溶液显血红色 C．在硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水，先生成沉淀，然后沉淀消失 D．澄清石灰水中通入足量，先生成沉淀，然后沉淀消失 【变式3-1】（24-25高二下·天津·阶段练习）向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。向此透明溶液中加入乙醇，有深蓝色的晶体析出。下列对此现象的说法中错误的是 A．难溶物溶解后，将生成深蓝色的配离子为 B．在［Cu(NH3)4]2+中，NH3给出孤对电子，Cu2+提供空轨道 C．NH3与铜离子络合，形成配合物后H-N-H键角会变大 D．深蓝色的晶体析出的原因是［Cu(NH3)4]2+与乙醇发生化学反应 【变式3-2】（24-25高二上·天津和平·期末）下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是 A．利用超分子的分子识别特征，可以分离和 B．配合物中只含配位键 C．中提供空轨道，中氧原子提供孤对电子，从而形成配位键 D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用 【变式3-3】（24-25高二上·天津·期末）下列离子方程式正确的是 A．被氨水溶解： B．将等浓度的和溶液按体积比混合： C．溶液与足量稀硫酸反应： D．向新制氯水中加入少量： 题型04 超分子的概念 特征 超分子是 通过非共价作用形成的聚集体。 作用力包括 、 、 等。 超分子具有 能力。 结构具有 。 超分子 连接。 具有 ，条件改变可解离。 体现“ 、 、 ”三大特征。 【典例4】（24-25高二下·天津·月考）下列有关超分子的说法错误的是 A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体 B．分子形成超分子的作用不可能是离子键 C．超分子具有分子识别的特性 D．分子以共价键聚合形成超分子 【变式4-1】（24-25高二下·天津宝坻·期中）某研究团队合成的碎片-合成子L3结构如图，L3是由1个中心金属()与两分子含氮配体分子组成。下列说法正确的是 A．该结构体现了超分子自组装的功能 B．N在同周期元素中第一电离能仅次于F C．一分子含氮配体中含有十个苯环 D．中心金属采用杂化 【变式4-2】（24-25高二下·天津滨海新·期末）向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体，K+和迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是 A．该过程体现了超分子的分子自组装功能 B．18-冠-6分子与K+通过弱配位键形成超分子 C．18-冠-6晶体既能溶于水，又能溶于甲苯 D．反应开始后18-冠-6不会留在上层溶液 【变式4-3】（2025·天津·一模）利用“杯酚”从和的混合物中纯化的过程如图所示，下列说法中错误的是 A．“杯酚”分子内官能团之间通过氢键形成“杯底” B．“杯酚”可由对叔丁基苯酚()与HCHO在一定条件下反应生成 C．“杯酚”通过空腔的大小来识别分子，并与通过配位键来形成超分子 D．步骤②中为非极性分子难溶于氯仿()，杯酚是极性分子易溶于氯仿从而分离 题型05 超分子的应用 用于 。 可做 ，提高靶向性。 用于 技术。 新型 ：智能材料、催化材料。 模拟生物体内 、 等作用。 环境治理：吸附重金属、有机物。 推动 、 发展。 【典例5】（24-25高二下·天津滨海新·期末）环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法不正确的是 A．超分子具有分子识别和自组装的特征 B．可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚 C．图2中甲氧基对位暴露在反应环境中 D．非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子 【变式5-1】（24-25高二下·天津静海·阶段练习）化学处处呈现美，下列说法不正确的是 A．雪花有精美的六角形形状，这与晶体中氢键的方向性有关 B．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现了晶体的自范性 C．绚烂烟花的产生是电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，能量以光的形式释放引起的 D．冠醚是皇冠状的分子。18-冠-6(图左)能与作用形成超分子(图右)，但不能与或作用形成超分子，这体现出超分子的自组装特征 【变式5-2】（24-25高二下·天津红桥·期中）冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中加入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。 下列说法错误的是 A．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 B．冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应 C．烯烃在冠醚中的溶解度大于在水中的溶解度 D．通过配位键与冠醚相结合 【变式5-3】（24-25高二下·天津·期中）杯芳烃的空腔大小由苯环的数量控制，通过在上缘和下缘引入基团，可改变其溶解度和选择性。SC[6]A修饰的银纳米粒与血根碱(SGR)形成的络合过程示意图如图，产物具有良好的抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。下列说法正确的是 A．杯[n]芳烃中大键与被装载分子通过共价键形成超分子 B．SC[6]A是杯[6]芳烃上缘引入磺酸基后形成的，可以减弱水溶性 C．超分子有着广泛的应用，其特性是“分子识别”和“自组装” D．SGR能被SC[6]A装载，也一定能被SC[4]A装载 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节 配合物与超分子 题型01 配位键的形成 题型02 配合物 题型03 配合物的性质及应用 题型04 超分子的概念 特征 题型05 超分子的应用 题型01 配位键的形成 配位键是一种特殊的共价键。 成键双方：一方提供孤电子对，一方提供空轨道。 配位键有方向性、饱和性。 一旦形成，与普通共价键无区别。 常见含孤电子对：N、O、S、卤素等。 常见有空轨道：过渡金属离子。 表示方法：A→B，A提供孤电子对。 【典例1】（24-25高二下·天津和平·期中）某物质的化学式为，其水溶液不导电。加入溶液也不产生沉淀，以强碱处理并没有放出，则关于此化合物的说法正确的是 A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．和分子均与形成配位键 C．该配合物的配体只有 D．该配合物中有键 【答案】B 【分析】实验式为PtCl4•2NH3的物质，其水溶液不导电说明它不是离子化合物，在溶液中不能电离出阴、阳离子，加入AgNO3不产生沉淀，用强碱处理没有NH3放出，说明不存在游离的氯离子和氨分子，所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2]。 【详解】A． 配合物中中心原子的电荷数电荷数为4，配位数为6，故A错误； B． 和分子均与形成配位键，形成的配合物为[PtCl4(NH3)2]，故B正确； C． 由分析可知，Cl-和NH3分子均与Pt4+配位，故C错误； D． 每个[PtCl4(NH3)2]分子中含4个σPt-Cl键、2个σPt-N键、6个σN-H键，该配合物中有键，故D错误； 故选B。 【变式1-1】（24-25高二下·天津·期末）某补铁剂的主要成分为琥珀酸亚铁，可用邻二氮菲测定Fe2＋的含量，适宜pH范围为2~9，反应原理为Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。邻二氮菲(平面形)与琥珀酸亚铁结构简式如图。下列说法正确的是 A．琥珀酸具有旋光性 B．[Fe(phen)3]2+中，Fe2+的配位数为3 C．当pH<2时，邻二氮菲中的N会优先与H+形成配位键 D．邻二氮菲中N原子的孤电子对占据2p轨道 【答案】C 【详解】A．琥珀酸中不含手性碳原子，所以没有旋光性，故该选项错误； B．[Fe(phen)3]2+中，每个邻二氮菲分子中两个氮原子与Fe2+形成2个配位键，该配离子中配体是3个，所以Fe2+的配位数为6，故该选项错误； C．当pH<2时，邻二氮菲中的N含有孤电子对，会优先与H+形成配位键，故该选项正确； D．邻二氮菲中N原子的孤电子对占据sp2杂化轨道，不是2p轨道，故该选项错误； 综上所述，答案是C。 【变式1-2】（24-25高二下·天津南开·期末）硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。下列关于的说法正确的是 A．取少量该物质于洁净试管中加水溶解后，滴加少量溶液观察到有白色沉淀生成 B．该物质中配离子是，与外界之间形成的是配位键 C．该物质中是中心离子，提供孤电子对 D．该物质的配体是，配体数是3 【答案】A 【详解】A．配合物，在溶液中会电离出外界离子，与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，A正确； B．配离子与之间通过离子键结合，而非配位键，B错误； C．作为中心离子，提供空轨道接受NH3中N的孤电子对，C错误； D．该物质的配体是NH3，配体数为6，D错误； 故答案选A。 【变式1-3】（24-25高二下·天津西青·期末）下列关于配位化合物的叙述中错误的是 A．中心离子结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同 B．配位化合物中只存在配位键 C．中提供空轨道，中O提供孤电子对形成配位键 D．配位化合物在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用 【答案】B 【详解】A．中心离子的配位数是指结合配体的数目，不同离子因电荷、半径等因素配位数可能不同，A正确； B．配位化合物中必定存在配位键，但同时可能含有其它化学键，例如在[Cu(H2O)4]SO4中，与形成配位键，配离子与间为离子键，、内部含共价键，B错误； C．配合物中，中心原子或离子提供空轨道，配体提供孤电子对，二者通过配位键结合；因有空轨道，H2O中的O原子有孤电子对，二者能形成配位键而得到，符合配位键的形成规律，C正确； D．配位化合物在半导体、医药、催化和材料等领域应用广泛，如半导体制造中利用配合物的特殊结构调控电子传输，医药里金属配合物可作为抗癌药物精准作用于靶点，催化反应中借助配合物活性中心加速反应，材料领域用配合物实现特殊光学、电学性能，推动多行业技术发展，D正确； 故选B。 题型02 配合物 由中心离子/原子与配体通过配位键形成。 中心离子多为过渡金属离子，提供空轨道。 配体提供孤电子对，如NH₃、H₂O、Cl⁻等。 配位数是直接结合的配体数目。 内界与外界之间是离子键，易电离。 配合物整体呈电中性。 常见例子：[Cu(NH₃)₄]²⁺、[Ag(NH₃)₂]⁺。 【典例2】（24-25高二下·天津和平·期末）向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是 A．反应前后的浓度不变 B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为 C．在中，提供空轨道 D．向反应后的溶液加入乙醇，因为与乙醇发生反应有晶体析出 【答案】B 【详解】A．铜离子和氨水先生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜再和氨水能反应生成配合离子，所以反应后的浓度减小，故A错误； B．氢氧化铜沉淀溶解的离子反应为，则生成深蓝色的配离子为，故B正确； C．在离子中，Cu2+提供空轨道，给出孤对电子，故C错误； D．在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以向溶液中加入乙醇后因为溶解度减小析出蓝色晶体，故D错误； 故选B。 【变式2-1】（24-25高二下·天津南开·阶段练习）某物质的实验式为 ，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是 A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．配合物化学式为 C．Cl⁻和NH3分子均与Pt4+形成配位键 D．该配合物的配体为NH3 【答案】C 【分析】实验式为的物质的水溶液不导电，说明该物质不是离子化合物，在溶液中不能电离出阴、阳离子，加入AgNO3溶液不产生沉淀，用强碱处理没有氨气放出，说明氯离子和氨分子均是配合物的配体，则配合物的化学式为[PtCl4(NH3)2]，据此解答。 【详解】A．由分析可知，配合物的化学式为[PtCl4(NH3)2]，则配合物中中心原子的电荷数为4，配位数为6，A错误； B．由分析可知，配合物的化学式为[PtCl4(NH3)2]，B错误； C．由分析可知，配合物的化学式为[PtCl4(NH3)2]，则Cl⁻和NH3分子均是该配合物的配体，均与Pt4+形成配位键，C正确； D．由分析可知，该配合物的配体为Cl⁻和NH3，D错误； 故选C。 【变式2-2】（24-25高二下·天津北辰·期中）向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，下列对此现象的说法中正确的是 A．反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变 B．在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+给出孤电子对，NH3提供空轨道 C．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+ D．1mol[Cu(NH3)4]2+离子中含有12molσ键 【答案】C 【分析】向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先氨水和硫酸铜溶液反应生成硫酸铵和氢氧化铜蓝色沉淀，继续滴加氨水，氢氧化铜与氨水反应生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+。 【详解】A．硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加氨水时，氢氧化铜和氨水继续反应生成可溶性的铜氨络合物而使溶液澄清，所以溶液中铜离子浓度减小，故A错误； B．[Cu(NH3)4]2+中具有空轨道的铜离子与具有孤电子对的氨分子形成配位键，故B错误； C．由分析可知，沉淀溶解发生的反应为氢氧化铜与氨水反应生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+，故C正确； D．在[Cu(NH3)4]2+中，配位键和配体中的氮氢键属于σ键，所以1mol[Cu(NH3)4]2+中含有16molσ键，故D错误； 故选C。 【变式2-3】（24-25高二下·天津南开·期中）许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是 A．二乙二胺合铜配离子的结构如图所示，可知的价电子排布式为，配位数为4，配体数目也为4 B．1mol配合物中含有5mol键 C．配合物中的配位原子是C D．配合物中心离子为，1mol该配合物与溶液作用，生成3mol AgCl 【答案】C 【详解】A．Cu 的原子序数为29，Cu的价电子排布式为3d104s1，Cu2+的价电子排布式为3d9，如图，Cu2+与4个N原子形成配位键，则Cu2+的配位数为4，1个乙二胺分子中有2个N原子，Cu2+与2个乙二胺配位，则配体数目为2，A错误； B．Fe与CO形成5个配位键，5个CO含有5个σ键，则1molFe(CO)5配合物含有10molσ键，B错误； C．CN-的电子式为，C的电负性小于N，C对孤电子对的吸引能力弱于N，故[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是C，C正确； D．内界配体Cl-不与Ag+反应，外界Cl-与Ag+反应，则1mol该配合物与AgNO3溶液作用可以得到2molAgCl沉淀，D错误； 答案选C。 题型03 配合物的性质及应用 配合物一般有特殊颜色，可用于检验离子。 配合物稳定性与配位键强弱有关。 很多配合物易溶于水。 可用于金属离子的分离与提纯。 生物体内许多酶是金属配合物。 用于电镀、印染、医药等领域。 配合物的形成可改变离子的化学性质。 【典例3】（24-25高二下·天津和平·期中）下列各现象与配位化合物无关的是 A．铜的化合物在固态时颜色各异，而溶于水(可溶)后溶液都呈现蓝色 B．在溶液中滴加溶液显血红色 C．在硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水，先生成沉淀，然后沉淀消失 D．澄清石灰水中通入足量，先生成沉淀，然后沉淀消失 【答案】D 【详解】A． 铜的化合物在固态时颜色各异，而溶于水(可溶)后溶液都呈现蓝色，因为形成了水合铜离子而呈蓝色，故A不选； B． 在溶液中滴加溶液显血红色，因为铁离子与SCN-生成了[Fe(SCN)6]3-等络离子而呈血红色，故B不选； C． 在硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水，先生成氢氧化银沉淀，然后沉淀消失，氢氧化银溶于氨水生成银氨络离子而溶解，故C不选； D． 澄清石灰水中通入足量，先生成CaCO3沉淀，然后生成碳酸氢钙溶于水，沉淀消失，与配位化合物无关，故D选； 故选D。 【变式3-1】（24-25高二下·天津·阶段练习）向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。向此透明溶液中加入乙醇，有深蓝色的晶体析出。下列对此现象的说法中错误的是 A．难溶物溶解后，将生成深蓝色的配离子为 B．在［Cu(NH3)4]2+中，NH3给出孤对电子，Cu2+提供空轨道 C．NH3与铜离子络合，形成配合物后H-N-H键角会变大 D．深蓝色的晶体析出的原因是［Cu(NH3)4]2+与乙醇发生化学反应 【答案】D 【分析】向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，离子方程式为：，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，离子方程式为：。 【详解】A．难溶物溶解后，将生成深蓝色的配离子为，A项正确； B．在［Cu(NH3)4]2+中，Cu2+提供空轨道，NH3给出孤对电子，B项正确； C．NH3中N元素是sp3杂化，形成了三个氮氢键，还有一对孤对电子，孤对电子由于未成键，电子云较大，使氮氢键之间夹角变小，但与Cu2+络合后，N的孤对电子受Cu2+正电荷吸引，使电子云缩小，H-N-H键角会变大，C项正确； D．［Cu(NH3)4]2+在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，向溶液中加入乙醇有深蓝色的晶体析出，该过程不属于化学反应，D项错误； 答案选D。 【变式3-2】（24-25高二上·天津和平·期末）下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是 A．利用超分子的分子识别特征，可以分离和 B．配合物中只含配位键 C．中提供空轨道，中氧原子提供孤对电子，从而形成配位键 D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用 【答案】B 【详解】A．利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70，A正确； B．配位化合物中不一定只含有配位键，可能含有共价键、离子键，如[Cu(H2O)4]SO4，B错误； C．配离子中中心原子提供空轨道，配体提供孤电子对，所以[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键，C正确； D．配合物的应用：①生命体中，许多酶与金属离子的配合物有关；②科学研究和生产实践：进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的，D正确； 故选B。 【变式3-3】（24-25高二上·天津·期末）下列离子方程式正确的是 A．被氨水溶解： B．将等浓度的和溶液按体积比混合： C．溶液与足量稀硫酸反应： D．向新制氯水中加入少量： 【答案】D 【详解】A．用氨水溶解Cu(OH)2离子方程式为：Cu(OH)2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，A错误； B．等浓度、等体积混合时，与、与反应生成Fe(OH)2和BaSO4沉淀，未参与反应，离子方程式为：，B错误； C．Na2S与稀硫酸反应生成H2S气体，离子方程式为：，C错误； D．新制氯水中Cl2与H2O反应生成H+、Cl-和HClO，次氯酸的酸性弱于碳酸，则次氯酸与CaCO3不反应，加入CaCO3后，H+与反应生成CO2和H2O，离子方程式为：，D正确； 故选D。 题型04 超分子的概念 特征 超分子是分子间通过非共价作用形成的聚集体。 作用力包括氢键、范德华力、静电作用等。 超分子具有分子识别能力。 结构具有高度有序性。 超分子不是通过共价键连接。 具有动态可逆性，条件改变可解离。 体现“组装、识别、响应”三大特征。 【典例4】（24-25高二下·天津·月考）下列有关超分子的说法错误的是 A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体 B．分子形成超分子的作用不可能是离子键 C．超分子具有分子识别的特性 D．分子以共价键聚合形成超分子 【答案】D 【详解】A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，故A正确； B．超分子内部分子之间可以通过氢键、静电作用等分子间作用力结合在一起，所以分子形成超分子的作用不可能是离子键，故B正确； C．分子识别和自组装是超分子形成的两个重要特征，故C正确； D．超分子内部分子之间通过非共价键相结合，可以通过氢键、静电作用、堆积作用等结合在一起，故D错误； 故选D。 【变式4-1】（24-25高二下·天津宝坻·期中）某研究团队合成的碎片-合成子L3结构如图，L3是由1个中心金属()与两分子含氮配体分子组成。下列说法正确的是 A．该结构体现了超分子自组装的功能 B．N在同周期元素中第一电离能仅次于F C．一分子含氮配体中含有十个苯环 D．中心金属采用杂化 【答案】A 【详解】A．中心离子需要合适的粒子半径和适量的空轨道可以与配体形成弱作用力，体现了超分子自组装的功能，故A正确； B．同周期元素从左往右呈现增大的趋势，由于N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，因此N在第二周期中，第一电离能小于F和Ne，故B错误； C．L3是由1个中心金属()Ru2＋与两分子含氮配体分子组成；由结构可知，一分子含氮配体中分别含有4、6个苯环，故C错误； D．由结构可知Ru2+连有六根弱配位键，不会采用sp3杂化，故D错误； 故答案选A。 【变式4-2】（24-25高二下·天津滨海新·期末）向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体，K+和迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是 A．该过程体现了超分子的分子自组装功能 B．18-冠-6分子与K+通过弱配位键形成超分子 C．18-冠-6晶体既能溶于水，又能溶于甲苯 D．反应开始后18-冠-6不会留在上层溶液 【答案】A 【详解】A．冠醚识别碱金属，该过程体现了超分子的分子识别功能，A错误； B．18-冠-6分子可以与K+通过弱配位键形成超分子，B正确； C．18-冠-6结构中多个氧原子可以与水分子形成氢键，增大在水中溶解度，含有多个烃基，与甲苯互溶，C正确； D．甲苯和KMnO4发生氧化还原反应后，被还原为Mn2+，上层溶液中的负电荷减少，迫使18-冠-6与K+回到下层溶液并将新的迁移至上层溶液中，D正确； 故选A。 【变式4-3】（2025·天津·一模）利用“杯酚”从和的混合物中纯化的过程如图所示，下列说法中错误的是 A．“杯酚”分子内官能团之间通过氢键形成“杯底” B．“杯酚”可由对叔丁基苯酚()与HCHO在一定条件下反应生成 C．“杯酚”通过空腔的大小来识别分子，并与通过配位键来形成超分子 D．步骤②中为非极性分子难溶于氯仿()，杯酚是极性分子易溶于氯仿从而分离 【答案】C 【详解】A．由图可知，“杯酚”分子中含有多个羟基，可形成分子内氢键，从而形成“杯底”，故A正确； B．对叔丁基苯酚与甲醛先发生加成反应、后发生缩聚反应生成环状化合物杯酚，故B正确； C．“杯酚”通过空腔的大小来识别分子，并与C60通过分子间作用力来形成超分子，故C错误； D．C60为非极性分子，氯仿和杯酚都是极性分子，所以由相似相溶原理可知，步骤②利用C60为非极性分子难溶于极性溶剂氯仿，而杯酚是极性分子易溶于氯仿从而分离得到C60，故D正确； 故选C。 题型05 超分子的应用 用于分子识别与传感。 可做药物递送系统，提高靶向性。 用于分离提纯技术。 新型功能材料：智能材料、催化材料。 模拟生物体内酶、受体等作用。 环境治理：吸附重金属、有机物。 推动纳米技术、新材料发展。 【典例5】（24-25高二下·天津滨海新·期末）环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法不正确的是 A．超分子具有分子识别和自组装的特征 B．可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚 C．图2中甲氧基对位暴露在反应环境中 D．非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子 【答案】D 【详解】A．超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，具有分子识别和自组装的特征，A正确； B．环六糊精空腔外有多个羟基，可以和水形成分子间氢键，故环六糊精能溶解在水中，而氯代苯甲醚不溶于水，所以可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚，B正确； C．环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)腔内极性小，可以将苯环包含在其中，由图3可知，苯甲醚直接和HOCl反应时，Cl原子取代苯甲醚中苯环的邻位和对位H原子的物质的量的比为2∶3，而加入环六糊精后Cl原子取代苯环对位H原子的物质的量的远大于邻位，说明图2中甲氧基对位暴露在反应环境中，C正确； D．要和环六糊精形成超分子，该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸，故不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包含形成超分子，D错误； 故选D。 【变式5-1】（24-25高二下·天津静海·阶段练习）化学处处呈现美，下列说法不正确的是 A．雪花有精美的六角形形状，这与晶体中氢键的方向性有关 B．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现了晶体的自范性 C．绚烂烟花的产生是电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，能量以光的形式释放引起的 D．冠醚是皇冠状的分子。18-冠-6(图左)能与作用形成超分子(图右)，但不能与或作用形成超分子，这体现出超分子的自组装特征 【答案】D 【详解】A．氢键具有方向性和饱和性，则天空中的水汽经凝华形成雪花的六角形形状与氢键的方向性有关，故A正确； B．晶体具有规则的几何形状，有自范性，则缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性，B正确； C．绚烂烟花的产生属于金属元素的焰色试验，即电子吸收能量，由基态跃迁到激发态，再由激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时放出热量，能量以光的形式释放，C正确； D．冠醚是皇冠状的分子。18-冠-6(图左)能与作用形成超分子(图右)，但不能与或作用形成超分子，这体现出超分子的分子识别特征，D错误； 故选D。 【变式5-2】（24-25高二下·天津红桥·期中）冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中加入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。 下列说法错误的是 A．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 B．冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应 C．烯烃在冠醚中的溶解度大于在水中的溶解度 D．通过配位键与冠醚相结合 【答案】A 【详解】A．超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，冠醚是单独的一个分子结构，不是超分子，A错误； B．冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，冠醚与K+结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应，B正确； C．烯烃和冠醚的极性都很小，根据相似相溶原理知，烯烃可溶于冠醚，而水分子的极性较大，烯烃难溶于水，C正确； D．冠醚中氧原子提供孤电子对，K+提供空轨道，两者通过配位键形成超分子，D正确； 故选A。 【变式5-3】（24-25高二下·天津·期中）杯芳烃的空腔大小由苯环的数量控制，通过在上缘和下缘引入基团，可改变其溶解度和选择性。SC[6]A修饰的银纳米粒与血根碱(SGR)形成的络合过程示意图如图，产物具有良好的抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。下列说法正确的是 A．杯[n]芳烃中大键与被装载分子通过共价键形成超分子 B．SC[6]A是杯[6]芳烃上缘引入磺酸基后形成的，可以减弱水溶性 C．超分子有着广泛的应用，其特性是“分子识别”和“自组装” D．SGR能被SC[6]A装载，也一定能被SC[4]A装载 【答案】C 【详解】A．超分子是通过非共价键形成的，A错误； B．引入亲水基磺酸基，可增强水溶性，B错误； C．“分子识别”和“自组装”是超分子的特征性质，C正确； D．由结构可知，SC[6]A空腔大于SC[4]A，故SGR能被SC[6]A装载，不一定能被SC[4]A装载，D错误； 故答案为：C。 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