3.4 超分子 学案—2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学导学案围绕超分子展开，核心知识点包括超分子的定义及分子识别、冠醚识别碱金属离子、相转移催化剂、分子自组装等应用。课堂导入通过碱基配对问题引发思考，联系已学的分子间作用力知识，搭建从已知到未知的学习支架。 该资料以问题驱动学习，结合冠醚识别原理分析、相转移催化实验情境等设计，配有针对性当堂检测。通过实例探究培养学生科学思维中的证据推理能力，结合实验分析提升科学探究与实践素养，体现结构决定性质的化学观念，帮助学生深化理解并掌握应用方法。

超分子 一、超分子 碱基配对：A与T，G与C是如何配对的？ 定义：由两种或两种以上的分子(或离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体 二、超分子应用 1、分子识别：通过__________结合，包括___________________ 分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的 杯酚识别C60 ：杯酚与C60通_____________________相结合，通过尺寸匹配实现分子识别 2、冠醚识别碱金属离子(如K＋) 常见的冠醚 ___________ ______________ _____________ 冠醚 冠醚空腔直径/pm 合适的粒子(直径/pm) 12-冠-4 120～150 Li+(152) 15-冠-5 170～220 Na+(204) 18-冠-6 260～320 K+(276) 21-冠-7 340～430 Cs+(334) (1)冠醚靠什么原子吸引阳离子？ (2)冠醚如何识别碱金属离子的？ (3)冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子，这类晶体属于什么晶体？ 3、相转移催化剂 甲苯与高锰酸钾溶液的反应，未加入冠醚很长时间才能反应，加入冠醚反应快，已知冠醚与高锰酸钾作用反应原理示意图如图：解释出现该现象的原因 4、分子自组装：自组装过程是使超分子产生______________的过程 简述洗洁精去油污的过程 当堂检测 1．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可能是分子间作用力 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 2、冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。如图是18-冠-6与钾离子以配位键结合形成的超分子结构示意图。下列说法错误的是( ) A.冠醚与碱金属离子之间的配位键属超分子于共价键 B.中心原子K+的配位数为6 C.冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子 D.这类配合物晶体是分子晶体 3．利用超分子的某种特性可分离C60和C70。将C60、C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中可发生如图所示变化。下列说法错误的是(　　) A．C70和C60互为同素异形体 B．“杯酚”分子中存在大π键 C．“杯酚”与C60之间形成氢键 D．C70不能与“杯酚”形成超分子 4．由C、H和与C处于同周期的X、Y四种元素组成的穴醚的键线式如图，该结构中除H外其余原子均满足8电子稳定结构，其空腔直径大约为260~320 pm，可以适配直径与之相近的碱金属离子从而实现离子识别。下列说法正确的是 A． 第一电离能：X>Y B．简单氢化物的沸点：X>Y C．键角：C-Y-C>C-X-C D．该穴醚可与Li+通过配位键形成超分子，对Li+进行识别 5．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。某种超分子结构如图所示。下列有关说法正确的是 A．该超分子中—CH3的键角小于的键角 B．该超分子中存在配位键、氢键等化学键 C．该超分子具有自组装的特征 D．该超分子不能发生水解反应 6．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KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中溶入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。 下列说法错误的是 A．冠醚属于超分子 B．冠醚与K+结合后将MnO4-带入烯烃中，MnO4-与烯烃充分接触而迅速反应 C．K+通过配位键与冠醚相结合 D．冠醚中C、O原子间的化学键为σ键 7．“杯芳烃”能识别某些离子或分子而形成超分子，它在催化、萃取、分子开关等方面有广泛的用途。对叔丁基杯[4]芳烃结构如图1： (1)对叔丁基杯[4]芳烃中4个羟基构成杯底，4个羟基间的较强的作用力是________。 (2)对叔丁基杯[4]芳烃中，碳原子的杂化方式有________。 (3)超分子对叔丁基杯[4]芳烃与钛离子形成的配合物结构如图2，其中配位原子是________。 1 学科网（北京）股份有限公司 $