第21課超分子

1．了解超分子的概念、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。

2．了解超過分子的存在與應(yīng)用，能舉例說明物質(zhì)在超分子等不同尺度上的結(jié)構(gòu)特點對物質(zhì)性質(zhì)的影響。

一、超分子

1.定義

由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。

2.存在形式

超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。

3.微粒間作用力—非共價鍵：超分子內(nèi)部分子之間通過非共價鍵結(jié)合，主要是靜電作用、范德華力和氫鍵、

疏水作用以及一些分子與金屬離子之間形成的弱配位鍵。

4.分子聚集體的大?。撼肿舆@種分子聚集體，有的是有限的，有的是無限伸展的。

二、超分子特征

1、分子識別：通過尺寸匹配實現(xiàn)分子識別。

2、自組裝：超分子組裝的過程稱為分子自組裝（Molecularself-assembly)，自組裝過程（Self-organization)

是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。

三、超分子的應(yīng)用

1、應(yīng)用

（1）在分子識別與人工酶、酶的功能、短肽和環(huán)核酸的組裝體及其功能等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

（2）超分子化學(xué)的發(fā)展不僅與大環(huán)化學(xué)（冠醚、穴醚、環(huán)糊精、杯芳烴、C60等）的發(fā)展密切相連，而且

與分子自組裝（雙分子膜、膠束、DNA雙螺旋等）、分子器件和新興有機材料的研究息息相關(guān)。

2、應(yīng)用實例

(1)“杯酚”分離C60和C70：杯酚與C60通過范德華力相結(jié)合，通過尺寸匹配實現(xiàn)分子識別。向C60和C70的混

合物中加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶劑，溶解未裝入“杯酚”的C70，過濾后分離C70；再

向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來并沉淀。

(2)冠醚識別堿金屬離子：冠醚是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與正離子，尤其是堿金屬離子絡(luò)合，

并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合，利用此性質(zhì)可以識別堿金屬離子。冠醚環(huán)的大小與金屬離子

匹配，將陽離子以及對應(yīng)的陰離子都帶入有機溶劑，因而成為有機反應(yīng)中很好的催化劑。

1

(3)細胞和細胞器的雙分子膜：細胞膜的兩側(cè)都是水溶液，水是極性分子，而構(gòu)成膜的兩性分子的頭基是極

性基團而尾基是非極性基團。頭基為親水基團，頭部會朝向水溶液一側(cè)，從而實現(xiàn)自組裝。

(4)DNA分子：核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來保持的。

四、超分子的未來發(fā)展

通過對超分子研究，人們可以模擬生物系統(tǒng)，復(fù)制出一些新材料，如：新催化劑、新藥物、分子器件、

生物傳感器等功能材料。

?問題一超分子的概念、特征

【典例1】下列關(guān)于超分子的說法不正確的是

A．超分子是兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體

B．超分子都是無限伸展的

C．冠醚是一種超分子，可以識別堿金屬離子

D．細胞和細胞器的雙分子膜具有自組裝性質(zhì)

【答案】B

【解析】A．超分子通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結(jié)合在一起，組成復(fù)雜的、有組織

的聚集體，故A正確；B．超分子有的是有限的，有的是無限伸展的，故B錯誤；C．冠醚與某些金屬的包

合物都是超分子，可以識別堿金屬離子，故C正確；D．細胞和細胞器的雙分子膜具有自組裝性質(zhì)，生物體

的細胞即是由各種生物分子自組裝而成，故D正確；選B。

【解題必備】1.由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。

2.超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。

3.超分子內(nèi)部分子之間通過非共價鍵結(jié)合，主要是靜電作用、范德華力和氫鍵、疏水作用以及一些分子與金

屬離子之間形成的弱配位鍵。

【變式1-1】環(huán)糊精是由多個葡萄糖單元鍵連成環(huán)的超分子主體分子，環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)如下圖所示，存在分子

6

內(nèi)氫鍵。P2W18O62等多酸陰離子能填充環(huán)糊精的空穴形成超分子復(fù)合物。下列敘述正確的是

2

A．葡萄糖單元通過范德華力鍵連成環(huán)

B．環(huán)糊精在強酸的環(huán)境下能穩(wěn)定存在

C．環(huán)糊精具有分子識別功能

D．環(huán)糊精在水中溶解度非常大

【答案】C

【解析】A．葡萄糖單元通過糖苷鍵結(jié)合的，不是范德華力，故A錯誤；B．強酸條件下，環(huán)糊精會水解為

6

單糖，故B錯誤；C．P2W18O62等多酸陰離子能填充環(huán)糊精的空穴形成超分子復(fù)合物，環(huán)糊精能識別多

酸陰離子，有分子識別功能，故C正確；D．環(huán)糊精存在分子內(nèi)氫鍵，與水分子形成氫鍵的數(shù)量減少，且分

子中烴基較大，在水中溶解度不大，故D錯誤；選C。

【變式1-2】下列關(guān)于超分子的說法中，不正確的是

A．超分子是由兩種或兩種以上的分子必須通過氫鍵相互作用形成的分子聚集體

B．將C60加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中會形成超分子

C．堿金屬離子雖然不是分子，但冠醚在識別堿金屬離子時，形成的也是超分子

D．超分子的重要特征是自組裝和分子識別

【答案】A

【解析】A．超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間作用力形成的分子聚集體，不一定是氫鍵，A錯

誤；B．將C60加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中，兩分子間的作用力為分子間作用力，能形成超分子，

B正確；C．冠醚是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，會與合適的堿金屬離子形成超分子，C正確；D．超

分子的兩大特征為：分子識別和自組裝，D正確；答案選A。

?問題二超分子應(yīng)用

【典例2】利用“杯酚”從C60和C70的混合物中純化C60的過程如圖所示。

3

關(guān)于上述過程及涉及的物質(zhì)的說法不正確的是（）

A．C60和“杯酚”之間的相互作用是鍵

B．C60和C70被“杯酚”識別是利用了二者的分子體積大小不同

C．“杯酚”分子內(nèi)官能團之間通過氫鍵作用形成“杯底”

D．若“杯酚”中氧原子數(shù)目為n，則“杯酚”的分子式可表示為C11nH14nOn

【答案】A

【解析】A．由圖可知，C60和“杯酚”之間的相互作用是分子間作用力，故A錯誤；B．“杯酚”的空腔大小

只適配C60，C60和C70被“杯酚”識別是利用了二者的分子體積大小不同，故B正確；C．“杯酚”分子內(nèi)含有

多個羥基，可形成分子內(nèi)氫鍵，從而形成“杯底”，故C正確；D．由“杯酚”的結(jié)構(gòu)簡式可知，其中C、H、

O原子個數(shù)比為14:14:1，若“杯酚”中氧原子數(shù)目為n，則“杯酚”的分子式可表示為C11nH14nOn，故D正確。

【解題必備】（1）在分子識別與人工酶、酶的功能、短肽和環(huán)核酸的組裝體及其功能等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)

用前景。

（2）超分子化學(xué)的發(fā)展不僅與大環(huán)化學(xué)（冠醚、穴醚、環(huán)糊精、杯芳烴、C60等）的發(fā)展密切相連，而且

與分子自組裝（雙分子膜、膠束、DNA雙螺旋等）、分子器件和新興有機材料的研究息息相關(guān)。

【變式2-1】冠醚是一種超分子，它能否適配堿金屬離子與其空腔直徑和離子直徑有關(guān)。二苯并-18-冠-6與

K+形成的螯合離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是

A．含有該螯合離子的物質(zhì)所形成的晶體是離子晶體

B．二苯并-18-冠-6也可以識別Li+

C．該螯合離子的中心離子的配位數(shù)為6

D．該螯合離子中6個O原子與K+有可能在同一平面上

【答案】B

【解析】A．該物質(zhì)是含有K+離子螯合陽離子，與陰離子可以形成離子化合物，含有該螯合離子的物質(zhì)所

形成的晶體是離子晶體，故A正確；B．二苯并-18-冠-6空腔直徑直徑大，不能適配半徑小的Li+離子,不能

識別Li+離子，故B錯誤；C．中心離子K+離子與6個氧原子形成6個配位鍵，配位數(shù)為6，故C正確；D．該

螯合離子中6個O原子與K+有可能在同一平面上，故D正確。

【變式2-2】不同空腔尺寸的葫蘆nn5,6,7,8可以通過形成超分子從氣體

4

或溶液中識別不同分子并選擇性吸附，對位取代的苯的衍生物恰好可以進入葫蘆［6］脲(結(jié)構(gòu)如圖所示)的

空腔。下列說法正確的是

A．葫蘆脲可以吸附進入空腔的所有分子

B．葫蘆［6］脲是超分子且能發(fā)生丁達爾效應(yīng)

C．葫蘆［6］脲形成的超分子中分子間存在范德華力、氫鍵

D．可裝入對甲基苯甲酸體現(xiàn)了超分子的“分子識別”功能

【答案】D

【解析】A．由題給信息可知，只有對位取代的苯的衍生物恰好可以進入葫蘆［6］脲的空腔，故A錯誤；

B．葫蘆［6］脲是超分子，屬于純凈物，不能發(fā)生丁達爾效應(yīng)，故B錯誤；C．氫鍵是電負性大的原子與

氫原子形成共價鍵，這個氫原子與另外電負性大的原子形成，葫蘆［6］脲形成的超分子間不存在氫鍵，故

C錯誤；D．由題給信息可知，對位取代的苯的衍生物恰好可以進入葫蘆［6］脲的空腔，則可裝入對甲基

苯甲酸，體現(xiàn)了超分子的“分子識別”功能，故D正確。

1．下列有關(guān)超分子的說法錯誤的是

A．超分子是由兩種或多種分子形成的聚集體

B．分子形成超分子的作用可能是分子間作用力

C．超分子具有分子識別的特性

D．分子以共價鍵聚合形成超分子

【答案】D

【解析】A．超分子是由兩個或多個分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體，A正確；B．超

分子內(nèi)部分子之間可以通過氫鍵、靜電作用等分子間作用力結(jié)合在一起，B正確；C．分子識別和自組裝是

超分子形成的兩個重要方面，C正確；D．超分子內(nèi)部分子之間通過非共價鍵相結(jié)合，可以通過氫鍵、靜電

作用、堆積作用等結(jié)合在一起，D錯誤；綜上所述答案為D。

2．超分子化學(xué)已逐漸擴展到化學(xué)的各個分支，還擴展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個C60分子、

2個p-甲酸丁酯吡啶及2個CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該超分子中存在的化學(xué)鍵類

型有

5

A．σ鍵、π鍵、離子鍵B．σ鍵、π鍵、氫鍵

C．σ鍵、π鍵D．σ鍵、π鍵、離子鍵、氫鍵

【答案】C

【解析】根據(jù)題意可知，Mo與2個C60分子、2個p-甲酸丁酯吡啶及2個CO分子之間均為配位鍵，且為

單鍵，即σ鍵，雙鍵、三鍵中存在π鍵，不存在離子鍵，氫鍵不是化學(xué)鍵；故答案為C。

3．我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述正確的是

A．SiO2與干冰的物理性質(zhì)相似B．SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)

C．工業(yè)上用SiO2制備粗硅D．光纖主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性

【答案】C

【解析】A．SiO2超分子納米管主要由二氧化硅構(gòu)成，SiO2是共價晶體而干冰是分子晶體，結(jié)構(gòu)不相似，故

A錯誤；B．SiO2耐腐蝕，但能與氫氟酸反應(yīng)，故B錯誤；C．工業(yè)上用SiO2與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳和粗

硅，故C正確；D．光纖主要成分是SiO2，晶體硅具有導(dǎo)電性，而二氧化硅不導(dǎo)電，故D錯誤。故選C。

4．冠醚能與陽離子尤其是與堿金屬離子作用，并隨環(huán)的大小不同而與不同堿金屬離子作用，12-冠-4與Li

作用而不與Na+、K+作用，18-冠-6不與Li或Na+作用，但與K+作用如圖所示。下列說法錯誤的是

A．18-冠-6中K+和6個氧原子不可能共面

6

B．18-冠-6與K+作用不與Li和Na+作用反映了超分子“分子識別”的特征

C．不同冠醚與不同堿金屬作用，中心堿金屬離子的配位數(shù)是不變的

D．冠醚與堿金屬離子形成配合物得到的晶體里還有陰離子，這類晶體屬于離子晶體

【答案】C

【解析】A．18-冠-6分子中，氧原子采用sp3雜化，有1對孤電子對，VSEPR模型為四面體形，所以6個

氧原子與K不可能在同一平面上，A正確；B．18-冠-6與鉀離子作用，但不與鋰離子或鈉離子作用說明超

分子具有分子識別的特征，B正確；C．中心堿金屬離子的配位數(shù)是隨著空穴大小不同而改變的，C錯誤；

D．堿金屬離子帶正電，形成的晶體中還有陰離子，因此為離子晶體，D正確；故選C。

5．下列關(guān)于超分子和配合物的敘述不正確的是

A．利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70

．分子中含個配位鍵

B1molFeCO55NA

2

C．CuHO提供空軌道，HO中氧原子提供孤對電子，從而形成配位鍵

262

D．配合物在半導(dǎo)體等尖端技術(shù)、醫(yī)學(xué)科學(xué)、催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用

【答案】B

【解析】A．利用超分子的分子識別特征，能夠區(qū)分識別C60和C70，故可以分離C60和C70，A正確；B．CO

分子存在個配位鍵，中存在個配位鍵，故分子中含個配位鍵，

1FeCO55FeC1molFeCO510NAB

2+2+

錯誤；C．配離子中中心原子提供空軌道，配體提供孤電子對，所以[Cu(H2O)6]中的Cu提供空軌道，H2O

中的O原子提供孤對電子，兩者結(jié)合形成配位鍵，C正確；D．配合物的應(yīng)用：①生命體中，許多酶與金屬

離子的配合物有關(guān)；②科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐：進行溶解、沉淀或萃取等操作來達到分離提純、分析檢測等

目的，D正確；故選B。

6．超分子化學(xué)已逐漸擴展到化學(xué)的各個分支,還擴展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個C60分子、2

個p-甲酸丁酯吡啶及2個CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示:

(1)Mo處于第五周期第ⅥB族,價電子排布與Cr相似,它的基態(tài)價電子排布圖是。

(2)該超分子中存在的化學(xué)鍵類型有(填選項字母)。

7

A．離子鍵B．氫鍵C．σ鍵D．π鍵

(3)該超分子中配體CO提供孤電子對的原子是(填元素符號),p-甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方

式有。

(4)從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系解釋C60的熔點低于此超分子的原因是

【答案】(1)

(2)CD

(3)Csp2和sp3

(4)C60是分子晶體，該超分子是原子晶體，原子晶體熔化時破壞的共價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時

破壞的分子間作用力

【解析】(1)Cr的基態(tài)價電子分布為3d54s1，而Mo與Cr同主族，但比Cr多了一周期，因而基態(tài)價電子分

布為4d55s1，用軌道電子排布表示為，故答案：

。

(2)觀察該超分子結(jié)構(gòu)有雙鍵，說明有σ鍵和π鍵，分子中不存在離子鍵，根據(jù)信息Mo形成配位鍵，故答案：

CD。

(3)CO做配體時是C做配位原子，氧把孤對電子給了碳，碳變成富電子中心，有提供電子對形成配位鍵的

能力，p－甲酸丁酯吡啶中碳原子有形成雙鍵，說明其雜化方式為sp2，在丁基中C原子形成四個單鍵為sp3

雜化。故答案：C；sp2和sp3。

(4)根據(jù)不同晶體類型的性質(zhì)不同來解釋：C60是分子晶體，該超分子是原子晶體，原子晶體熔化時破壞的共

價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時破壞的分子間作用力。故答案：C60是分子晶體，該超分子是原子晶

體，原子晶體熔化時破壞的共價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時破壞的分子間作用力。

1．“超分子”已經(jīng)在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。下列關(guān)于超分子說法正確的是

A．冠醚的空穴結(jié)構(gòu)對離子有選擇作用，在有機反應(yīng)中可作催化劑，圖甲中K+與冠醚形成離子鍵

8

B．杯酚具有“分子識別”特征，圖乙中杯酚與C60形成氫鍵

C．可燃冰(圖丙)可看作由水和甲烷等分子通過非共價鍵形成的超分子，硫化氫分子間也能通過與水分子間

類似的相互作用形成分子籠

D．烷基磺酸鈉在水中聚集形成的膠束(圖丁)，這反映了超分子的“自組裝”特征

【答案】D

【解析】A．冠醚的空穴有固定的結(jié)構(gòu)，對離子有選擇作用，在有機反應(yīng)中可作催化劑；離子鍵為離子間的

強相互作用力，圖甲中K+與冠醚沒有形成離子鍵，A錯誤；B．當(dāng)氫原子連接在電負性大且原子半徑小的

原子（例如氟、氧、氮）上時，可以形成氫鍵；杯酚具有“分子識別”特征，但是圖乙中杯酚與C60沒有形成

氫鍵，B錯誤；C．水分子間能形成氫鍵，可燃冰(圖丙)可看作由水和甲烷等分子通過非共價鍵形成的超分

子；硫化氫分子間不能形成氫鍵，故不能通過與水分子間類似的相互作用形成分子籠，C錯誤；D．超分子

自組裝是分子通過分子間相互作用形成具有有序結(jié)構(gòu)的聚集體，烷基磺酸鈉在水中聚集形成的膠束(圖丁)，

這反映了超分子的“自組裝”特征，D正確；故選D。

2．卟啉鋅超分子在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、科技和國防建設(shè)中有著許多獨特的用途，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于卟

啉鋅超分子的說法正確的是

A．基態(tài)Zn原子的核外有7種不同空間運動狀態(tài)的電子

B．圖中①②③④處的化學(xué)鍵屬于配位鍵的是①②

C．該超分子中的碳原子采取的雜化方式為sp2、sp3

D．該超分子含有的第二周期元素中，第一電離能最大的是O元素

【答案】C

【解析】A．Zn是30號元素，基態(tài)Zn原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2，核外有1+1+3+1+3+5+1=15

種不同空間運動狀態(tài)的電子，A錯誤；B．圖中所標(biāo)四處中，③、④均為共價鍵，①處N原子形成3個鍵，

9

N原子價電子數(shù)為5，所以3個鍵均為極性共價鍵，N原子還有一對孤電子對，②處N原子形成4個鍵，則

與Zn原子形成的應(yīng)是配位鍵，B錯誤；C．苯環(huán)、含氮雜環(huán)、碳碳雙鍵中的碳原子均為sp2雜化，甲基中的

碳原子為sp3雜化，C正確；D．同周期自左至右第一電離能呈增大趨勢，但N原子的2p軌道半滿，更穩(wěn)

定，第一電離能大于相鄰元素，所以第二周期元素中，第一電離能最大的是N，D錯誤；故選C。

3．配位化學(xué)和超分子化學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在生命體中扮演著舉足輕重的角色。如下圖甲

表示血紅蛋白中Fe(Ⅱ)結(jié)合氧氣形成配合物的結(jié)構(gòu)，圖乙表示磷酸根與二脲基分子形成的超分子陰離子配合

物。相關(guān)說法錯誤的是

A．圖甲中，血紅蛋白結(jié)合O2的作用力有兩種，但強度不同，O2與Fe(Ⅱ)間作用力遠強于與H間的作用力

B．圖乙中，磷酸根和二脲基分子間形成超分子的相互作用屬于強度較弱的化學(xué)鍵

C．亞硝酸鈉是一種氧化劑，誤服中毒會出現(xiàn)面色發(fā)青、口唇紫紺等典型缺氧癥狀，推測中毒機理是其將血

紅蛋白中Fe(Ⅱ)氧化，使其無法再與O2配位而喪失輸氧能力

D．CO中毒的原因：因電負性C<O，故C相比O更易給出電子對與血紅蛋白中Fe(Ⅱ)成配位鍵，當(dāng)CO存

在時，血紅蛋白優(yōu)先與CO結(jié)合而喪失輸氧能力

【答案】B

【解析】A．血紅蛋白中Fe(Ⅱ)結(jié)合氧氣形成的是配位鍵，而O2與H之間的作用力為氫鍵，配位鍵的強度

遠高于氫鍵，A正確；B．圖乙中，磷酸根和二脲基分子間形成超分子的相互作用力為配位鍵，屬于強度較

大的化學(xué)鍵，B錯誤；C，亞硝酸鈉是一種氧化劑，而Fe(Ⅱ)容易被氧化，誤服亞硝酸鈉中毒會出現(xiàn)面色發(fā)

青、口唇紫紺等典型缺氧癥狀，原因為亞硝酸鈉將Fe(Ⅱ)氧化為Fe(Ⅲ)，血紅蛋白中的Fe無法與氧氣配位，

從而無法輸送氧氣，C正確；D．CO中電負性C<O，C比O更容易給出電子對與血紅蛋白中Fe(Ⅱ)形成配

位鍵，因此CO和O2同時存在時，血紅蛋白優(yōu)先與CO結(jié)合而喪失了運輸氧氣的能力，D正確；故答案選

B。

4．超分子有望帶動我國生命、信息和材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命，分離C60和C70、冠醚識別堿金屬離子及細胞與

細胞器的雙分子膜是超分子的應(yīng)用實例。下列說法正確的是

10

A．上圖中，用杯酚分離C60和C70的過程中，操作①是萃取

B．杯酚可由與甲醛溶液發(fā)生加聚反應(yīng)合成

C．杯酚、冠醚、雙分子膜都是超分子，其原理反映出超分子的“分子識別”特征

D．冠醚利用環(huán)上的氧原子和不同大小的空穴識別堿金屬離子

【答案】D

【解析】A．由于杯酚和C60結(jié)合后，不溶于甲苯，所以操作①為過濾，故A錯誤；B．杯酚可由

與甲醛溶液發(fā)生縮聚反應(yīng)合成，不是加聚反應(yīng)，故B錯誤；C．超分子化合物是指由

兩個或更多個分子通過分子間相互作用在一起形成的分子聚集體。而杯酚和冠醚是一種特殊的結(jié)構(gòu)，它們

由多個分子反應(yīng)形成的一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但它們不是超分子，故C錯誤；D．冠醚利用環(huán)上的氧原子和不同

大小的空穴識別堿金屬離子，故D正確；故選：D。

5．超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。一種羥甲基酚鈉鹽形成的含鐵超分子的化學(xué)式可以表示為

，羥甲基酚的結(jié)構(gòu)通式如圖所示：

NaFeOC11H134

下列推測合理的是

A．該超分子中的鐵元素對應(yīng)微粒為亞鐵離子

B．羥甲基酚屬于“杯酚”，不具有分子識別特征

C．該超分子可將過渡金屬離子萃取到有機溶劑中

11

D．該超分子屬于離子化合物，熔點低于NaCl

【答案】D

—

【解析】A．根據(jù)化合物化學(xué)式可知，Na[Fe(OC11H13)4]中Na為+1價，(OC11H13)為—1價，則Fe的化合價

為+3價，對應(yīng)微粒是鐵離子，不是亞鐵離子，故A錯誤；B．從結(jié)構(gòu)簡式看羥甲基酚屬于“杯酚”，具有分

子識別特征，故B錯誤；C．該超分子可將過渡金屬離子形成配位化合物，不可作為萃取劑，故C錯誤；D．該

——

超分子屬于離子化合物，陰離子[Fe(OC11H13)4]的半徑大于Cl的半徑，晶格能小，熔點低，故D正確；故

本題選D。

6．冠醚能與陽離子作用，將陽離子以及對應(yīng)的陰離子都帶入有機溶劑，例如KMnO4水溶液對烯烴的氧化

效果較差，在烯烴中溶入冠醚，可使氧化反應(yīng)迅速發(fā)生，原理如圖。

下列說法錯誤的是

A．冠醚與K可以通過弱配位鍵聚集成超分子

B．冠醚與K結(jié)合后將MnO4帶入烯烴中，MnO4與烯烴充分接觸而迅速反應(yīng)

C．冠醚中碳原子和氧原子雜化方式不同

D．超分子中“C—O—C”鍵角比冠醚中的鍵角大

【答案】C

【解析】A．冠醚提供孤對電子，K+提供空軌道，兩者通過配位鍵形成超分子，故A正確；B．已知冠醚能

與陽離子作用，將陽離子以及對應(yīng)的陰離子都帶入有機溶劑，則冠醚與K結(jié)合后將MnO4帶入烯烴中，MnO4

與烯烴充分接觸而迅速反應(yīng)，故B正確；C．該冠醚中碳原子雜化類型為sp3雜化，冠醚分子中O原子形成

2個σ鍵，根據(jù)氧原子的最外層電子數(shù)可知O原子價層還有2個孤電子對，所以O(shè)原子的價層電子對數(shù)為4，

為sp3雜化，故C錯誤；D．冠醚分子中O原子雜化方式為sp3雜化，但氧原子有兩個孤電子對，孤電子對

之間的斥力＞孤電子對和成鍵電子對之間的斥力＞成鍵電子對之間的斥力，使鍵角變小，則超分子中

“C—O—C”鍵角比冠醚中的鍵角大，故D正確；故選：C。

7．在超分子化學(xué)中，常用Cu模板合成各種拓撲結(jié)構(gòu)分子，圖1為諾貝爾得主Auvage教授利用亞銅離子

為模板合成的索烴結(jié)構(gòu)。Cu也可與Zn、Sn及S構(gòu)成四元半導(dǎo)體化合物的四方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖2所示，下

列說法錯誤的是

12

A．基態(tài)Cu核外沒有未成對電子

B．1mo1索烴中所含的配位鍵的數(shù)量為8NA

C．半導(dǎo)體化合物中Zn原子與Sn原子個數(shù)比為1∶2

D．在四方晶胞中Sn位于S原子組