高考微专题：超分子

一、超分子的概念：

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。

二、超分子的重要特征：

1、分子识别：

“杯酚”分离C60和C70：借助分子间作用力

冠醚识别碱金属离子：形成配位键

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。

DNA双螺旋结构（碱基互补配对）：形成氢键

2、自组装：

（1）表面活性剂

     有一大类称为表面活性剂的有机分子， 分子的一端有极性，称为亲水基团，分子的另一端没有或者几乎没有极性，称为疏水基团。烷基磺酸根离子就是一种表面活性剂 。 表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束。由于油渍等污垢是疏水的，会被包裹在胶束内腔，这就是肥皂和洗涤剂的去污原理。

（2）细胞和细胞器的膜是双分子膜

 人体细胞和细胞器的膜是双分子膜，双分子膜是由大量两性分子（一端有极性，另一端无极性）组装而成的，为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列？这是由于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。

三、练习：

1．冠醚因分子结构形如皇冠而得名，某冠醚分子c可识别，其合成方法如下。下列说法错误的是

 A．该反应为取代反应                                 

 B．a、b均可与溶液反应

 C．c核磁共振氢谱有3组峰

 D．c可增加在苯中的溶解度

2．含有冠醚环的聚合物膜能够高效吸附分离某些阳离子。一种含冠醚环的聚酰亚胺薄膜吸附分离Li+的过程如图。下列说法正确的是

A．冠醚环与Li+之间的作用是离子键

 B．冠醚环中碳氧键为π键

 C．该聚酰亚胺薄膜可在强碱性环境中稳定工作

 D．若要设计K+的吸附分离膜，需增大冠醚环孔径

3．某同学对甲苯与高锰酸钾水溶液反应速率做了如下两个探究实验：

实验Ⅰ： 取一定量的甲苯与一定体积，一定浓度的高锰酸钾水溶液混合，振荡缓慢褪色。

实验Ⅱ： 在实验Ⅰ的试剂取量基础上，再加入的冠醚(18—冠—6)，振荡，褪色。

下列说法错误的是

A．冠醚是该反应的催化剂

B．与冠醚形成的超分子可溶于甲苯

C．冠醚与之间以弱配位键作用实现对的识别

D．实验Ⅰ反应速率小的原因是高锰酸钾不溶于甲苯，氧化剂与还原剂甲苯

接触不充分

4．冠醚在水相和油相均有一定的溶解度，是重要的相转移催化剂。18-冠-6是冠醚的一种，其结构如图A，下列说法不正确的是：

A．18-冠-6中氧原子的杂化类型为

B．表示18-冠-6在油相中结构的是图B而不是图C

C．图D中与18-冠-6的空腔大小相近，且与氧原子之间通过弱相互作用形成 稳定的超分子结构，体现超分子的分子识别功能

D．若18-冠-6的部分氢原子被氟原子取代，与形成的超分子稳定性将增强

5．冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关，二苯并—18—冠—6与形成的螯合离子的结构如图所示，下列说法错误的是

A．部分冠醚可以用来识别碱金属离子                                               

B．二苯并—18—冠—6不能适配

C．该冠醚分子中碳原子杂化方式只有1种                        

D．通过配位键与二苯并—18—冠—6形成螯合离子

6．冠醚可以识别碱金属离子，如18-冠-6可以识别，形成的螯合物的结构如下所示．已知一些冠瞵的尺寸如下表所示，下列说法错误的是

A．该结构中所有原子可能共平面

B．该过程体现了超分子“分子识别”的特性

C．该结构中和原子的杂化轨道类型完全相同

D．15-冠-5可以识别直径为0.204nm的钠离子

7．冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18-冠-6可用作相转移催化剂，其与K＋形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是

A．该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型

B．该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面

C．该螯合离子中有极性键与非极性键

D．该螯合离子形成的晶体类型为离子晶体