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考教衔接2　超分子的应用
　（2025·甘肃高考9题）我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子（结构式如图a），该分子和客体分子（CH3）4NCl可形成主客体包合物：（CH3）4N＋被固定在空腔内部（结构示意图见图b）。下列说法错误的是（　B　）
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比SO小
D.（CH3）4N＋和（CH3）3N中N均采用sp3杂化
答案：
解析：根据主体分子的结构可知，其中含有的—SO3H和—OH可形成分子内氢键，A正确；根据主客体分子之间形成的包合物结构可知，主客体分子之间没有形成化学键，B错误；SO中存在σ键和π键，S—O中只含σ键，故磺酸基中S—O键能比SO小，C正确；（CH3）4N＋中N形成4个σ键，且N上无孤电子对，故N采取sp3杂化，（CH3）3N中N形成3个σ键，且N上含有1个孤电子对，故N采取sp3杂化，D正确。
冠醚 冠醚空腔 直径/pm 适合的粒子 （直径/pm）
12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 120～150 170～220 260～320 340～430 Li＋（152） Na＋（204） K＋（276） Rb＋（304） Cs＋（334）
以上例子描述的是超分子的重要特征——分子识别，超分子的另一重要特征是自组装，人教选择性必修2第二章第三节的“科学·技术·社会”栏目中提到的细胞和细胞器的双分子膜即为一例。
　　拓展点1 冠醚分子与碱金属离子之间形成的是配位键。
　　拓展点2 冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随空腔直径的大小不同而与不同的金属离子络合（对碱金属离子有选择性），利用此性质可以识别碱金属离子。
　　拓展点3 与生物学科的融合，如细胞和细胞器的双分子膜：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。
　　拓展点4 超分子的未来发展：通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。
教材升华
1.（2025·陕晋青宁5题）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图。下列说法错误的是（　　）
A.该索烃属于芳香烃
B.该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C.该索烃的两个大环之间不存在范德华力
D.破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
解析：C　该索烃仅由C、H元素组成，含有苯环，故属于芳香烃，A正确；质谱仪可用于测定有机物的相对分子质量，B正确；该索烃的两个大环在空间上穿插互锁，二者之间存在范德华力，C错误；该索烃的两个大环在空间上穿插互锁形成“机械键”，若要破坏该索烃中的“机械键”，则至少需要断开其中一个环，因此需要断裂共价键，D正确。
2.杯酚分离C60和C70、冠醚识别碱金属离子等超分子性质的运用带来了生命、信息和材料产业的技术革命。
下列有关说法错误的是（　　）
A.C60晶体和C70晶体的配位数均为12
B.杯酚分离C60和C70的过程中操作①为过滤
C.18-冠-6识别钾离子后形成的物质为超分子
D.跨膜运输过程中体现超分子的重要特征为自组装
解析：D　C60和C70均为分子晶体且分子间只有范德华力，在其晶胞中C60或C70均位于晶胞的顶点、面心，其配位数均为12，A正确；杯酚与C60结合成不溶于甲苯的固体，杯酚分离C60和C70的过程中操作①为过滤，B正确；冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子，18-冠-6识别钾离子后形成的物质为超分子，C正确；图3中示例描述的跨膜运输过程中超分子的重要特征为分子识别，D错误。(共12张PPT)
考教衔接2　超分子的应用
B
A. 主体分子存在分子内氢键
B. 主客体分子之间存在共价键
D. （CH3）4N＋和（CH3）3N中N均采用sp3杂化
冠醚 冠醚空腔
直径/pm 适合的粒子
（直径/pm）
12-冠-4
15-冠-5
18-冠-6
21-冠-7 120～150
170～220
260～320
340～430 Li＋（152）
Na＋（204）
K＋（276）
Rb＋（304）
Cs＋（334）
以上例子描述的是超分子的重要特征——分子识别，超分子的另一重要特 征是自组装，人教选择性必修2第二章第三节的“科学·技术·社会”栏目中 提到的细胞和细胞器的双分子膜即为一例。
　　拓展点1 冠醚分子与碱金属离子之间形成的是配位键。
　　拓展点2 冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的 空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随空腔直径的大小不同而 与不同的金属离子络合（对碱金属离子有选择性），利用此性质可以识别 碱金属离子。
　　拓展点3 与生物学科的融合，如细胞和细胞器的双分子膜：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。
　　拓展点4 超分子的未来发展：通过对超分子研究，人们可以模拟生物 系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感 器等功能材料。
1. （2025·陕晋青宁5题）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁 的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有 “机械键”的索烃，结构如图。下列说法错误的是（　　）
A. 该索烃属于芳香烃
B. 该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C. 该索烃的两个大环之间不存在范德华力
D. 破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
教材升华
√
解析： 　该索烃仅由C、H元素组成，含有苯环，故属于芳香烃，A正 确；质谱仪可用于测定有机物的相对分子质量，B正确；该索烃的两个大 环在空间上穿插互锁，二者之间存在范德华力，C错误；该索烃的两个大 环在空间上穿插互锁形成“机械键”，若要破坏该索烃中的“机械键”， 则至少需要断开其中一个环，因此需要断裂共价键，D正确。
2. 杯酚分离C60和C70、冠醚识别碱金属离子等超分子性质的运用带来了生 命、信息和材料产业的技术革命。
A. C60晶体和C70晶体的配位数
均为12
B. 杯酚分离C60和C70的过程中操
作①为过滤
C. 18-冠-6识别钾离子后形成的物
质为超分子
D. 跨膜运输过程中体现超分子的重要特征为自组装
下列有关说法错误的是（　　）
√
解析： 　C60和C70均为分子晶体且分子间只有范德华力，在其晶胞中C60 或C70均位于晶胞的顶点、面心，其配位数均为12，A正确；杯酚与C60结合 成不溶于甲苯的固体，杯酚分离C60和C70的过程中操作①为过滤，B正确； 冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子，18-冠-6识别钾 离子后形成的物质为超分子，C正确；图3中示例描述的跨膜运输过程中超 分子的重要特征为分子识别，D错误。考教衔接2　超分子的应用
　（2025·甘肃高考9题）我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子（结构式如图a），该分子和客体分子（CH3）4NCl可形成主客体包合物：（CH3）4N＋被固定在空腔内部（结构示意图见图b）。下列说法错误的是（　　）
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比SO小
D.（CH3）4N＋和（CH3）3N中N均采用sp3杂化
冠醚冠醚空腔 直径/pm适合的粒子 （直径/pm）12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7120～150 170～220 260～320 340～430Li＋（152） Na＋（204） K＋（276） Rb＋（304） Cs＋（334）
以上例子描述的是超分子的重要特征——分子识别，超分子的另一重要特征是自组装，人教选择性必修2第二章第三节的“科学·技术·社会”栏目中提到的细胞和细胞器的双分子膜即为一例。
　　拓展点1 冠醚分子与碱金属离子之间形成的是配位键。
　　拓展点2 冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随空腔直径的大小不同而与不同的金属离子络合（对碱金属离子有选择性），利用此性质可以识别碱金属离子。
　　拓展点3 与生物学科的融合，如细胞和细胞器的双分子膜：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。
　　拓展点4 超分子的未来发展：通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。
1.（2025·陕晋青宁5题）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图。下列说法错误的是（　　）
A.该索烃属于芳香烃
B.该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C.该索烃的两个大环之间不存在范德华力
D.破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
2.杯酚分离C60和C70、冠醚识别碱金属离子等超分子性质的运用带来了生命、信息和材料产业的技术革命。
下列有关说法错误的是（　　）
A.C60晶体和C70晶体的配位数均为12
B.杯酚分离C60和C70的过程中操作①为过滤
C.18-冠-6识别钾离子后形成的物质为超分子
D.跨膜运输过程中体现超分子的重要特征为自组装

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