《配合物与超分子 第2课时》示范公开课教学设计【化学人教版高中选择性必修2(新课标)】
配合物与超分子课件高二化学人教版选择性必修2
Na+ Cl－ K+ SO42－ Br－
什么离子呈天蓝色： Cu2+ 和 H2O
[Cu(H2O)4]2+
配位键
问题1：依据电子式，讨论H2O与H＋是如何形成H3O＋的？ 问题2：类比H3O＋，推测[Cu(H2O)4]2＋的形成。
H2O
提供孤电子对
电子对给予体
Cu2+ 空轨道接受孤电子对 电子对接受体
C60
C70
超分子
a. 分离 C60 和 C70
4. 重要特征及其应用 ---分子识别： b. 冠醚识别碱金属离子
冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别
超分子
HCHO+2Cu(OH)2 HCOOH+Cu2O↓+2H2O
(2)还原反应：①烯烃、炔烃等所有含碳碳不饱和键的物质的催化加氢。
[Na2Fe6(SO4)4(OH)12],反应的离子方程式为2Na++3ClO-+6Fe2++4 +9H2O ====
器与乙容器的反应的能量变化之和为92.4 kJ，故a＋b＝92.4，B项错误； 1.氧化反应
若各取含1mol上述溶质的溶液，加入足量硝酸银溶液，分别产生多少 化,反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+ ==== Mn2++2Fe3++2H2O;VO+转化为
解析：恒温恒容时，对于甲容器中的反应，随着反应进行，压强增大，压强为变量，当其保持不变时，说明反应达到平衡状态；对于乙容器中的反应，反应前后气体分子数不变， 压强始终不变，压强为定值，不能用其判断反应是否达到平衡状态，A项错误；1个水分子中含有2个氢氧键，断裂氢氧键的速率是断裂氢氢键速率的2倍，说明v正(H2O)＝v逆(H2)，
配合物和超分子课件-高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
配合物的性质————溶解性、颜色、稳定性
配合物应用————生命体、医药及生产生活等领域
课 堂
概念
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称为超分子。
小
通过非共价键结合，包括氢键、静电作 作用力 用、疏水作用以及一些分子与金属离子
结 超分子
形成的弱配位键等。
分子识别 “杯酚”分离C60 和 C70
特征 自组装
冠醚识别碱金属离子
课堂练习
1．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理
学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配
位键自组装的超分子结构如图所示，该超分子中存在的化学键类型有
18-冠-6的大小与金属K+离子匹配，将K+以及对应的阴离子(MnO4－)都带入有机溶剂， 使游离的高锰酸根反应活性很高，从而快速发生反应。
KMnO4＋
MnO4－
甲苯 需振荡，且很长 K+ MnO4－ 时间才能反应
反应加快
MnO4－
（2）自组装示例1 自组装定义: 超分子组装的过程称为分子自组装，自组装过程是
杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别
4、重要特征及其应用——分子识别：分离C60与C70
C60
C70 这个例子反映出来的超分子的特性被称为“分子识别”。
4、重要特征及其应用——分子识别： b. 冠醚识别碱金属离子
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
O
A．杯酚与C60形成氢键 B．C60与C70晶体类型不同 C．该分离过程利用的是超分子的分子识别特征 D．一个C60晶胞中含有8个C60分子
3.4《配合物与超分子》教学设计高二下学期化学人教版选择性必修2
普通高中化学教科书人教版选择性必修 2 第三章第四节配合物与超分子（第一课时）教案一、课题与学情分析（一）课题分析本节内容位于选择性必修2《物质结构与性质》第三章“晶体结构与性质”中的第四节，教材以实验的方式引出问题，从解释实验现象的变化出发，阐述了配位键和配位化合物等内容，而对超分子的介绍是通过典型例子阐述了超分子的重要特征。
在新课标中本节内容要求较低，但配位超分子化学是目前化学前沿热门研究方向，历史上有众多位研究配位化学的学者获得诺贝尔奖，在农业、能源、探索和阐明生命起源、演化等方面发挥出重大作用。
（二）学情分析1.知识基础：学生已经初步了解价键理论，但此课需要学生通过原子结构的电子云模型理解空轨道的存在，而且是配合物的中心离子（或原子）中已参与杂化的空轨道，这仍有一定的难度。
2.能力基础：学生已经具备一定的“结构决定性质”化学观念，并具备一定的实验探究能力、化学符号表征能力，但缺乏融合多学科的学科知识深入分析信息的能力。
3.心理基础：对化学与生活、化学与社会相关的知识具有较强的求知欲和探究兴趣，但还需组织小组进行合作学习，帮助学生建立学习的信心。
二、教学与评价目标（一）教学目标1.通过模型搭建、化学史实从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法。
2.能够判断常见的配合物，通过实验探究配离子的组成初步形成预测和检验物质性质的认识模型。
3.通过学生实验活动，让学生从感性认识入门，感受物质结构的新领域，进一步增强知识迁移、问题解决的能力。
教学重点：配位键、配合物的概念，配合物的制备教学难点：配位化合物的成键特征（二）评价目标1.通过教师演示实验、学生分组实验，诊断并发展学生对配位化合物的认识进阶（物质水平、元素水平、微粒水平），并认识配位化合物的成键特点，实现思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）；2.通过学生分组书写交流较为熟识的配位化合物，诊断并发展学生对化学符号表征的认识水平（视角水平、内涵水平）。
配合物与超分子 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修2
CuSO4溶液
CuCl2溶液
CuBr2溶液
结论：Cu2+在水溶液中呈蓝色，Na+、K+、Cl-、SO42-、
Br-等离子在水溶液中呈无色
NaCl溶液
K2SO4溶液
NaBr溶液
实验证明：上述实验呈蓝色的微粒是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+， 叫四水合铜离子
拓展分析 [Cu(H2O)4]2+的形成 Cu2+ + 4H2O
在一定条 件下， 配 位键比较 稳定，配 离子不易 发生电离。
K3[Fe(CN)6]的电离方程式 K3[Fe(CN)6]=3K++ [Fe(CN)6]3-
配离子 [Fe(CN)6]3-的中心离子Fe3+、配体CN-、配位原子C、配位数6、
[Fe(CN)6]3-与Fe3+性质不一样
:C :::: N: -
Cu(H2O)4 2+
Cu2+的价层电子排布图
3d、4s和4p能级上有四个空轨道 激发 杂化 中心原子Cu2+为dsp2杂化 [Cu(H2O)4]2+平面正方形
孤电子对
H2O H2O
H2O H2O
配位键 成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对
而形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键
电镀 王水溶金 照相技术
定影 助熔剂
抗癌药物 ——顺铂
污水处理 汽车尾气
净化 激光材料 超导材料
在生命体 中的应用
在生产生活 中的应用
在医药中 的应用
其他 领域
三、超分子
分子是广义的，包括离子。
1. 定义 由两种或两种以上的分子通过分子)分子识别 a. 分离 C60 和 C70
第三章第四节《配合物与超分子 》 课件高二化学人教版(2019)选择性必修2
Cu2+ + 4H2O
Cu(H2O)42+
H2O H2O Cu
2+
配体
OH2
配位数＝4 配位键
配离子
H2O
四水合铜离子
中心离子
含有配位键的化合物称为 配位化合物，简称配合物
3.了解更多的配合物
Cu2+ + 2NH3·H2O Cu(OH)2 + 4NH3
Cu(OH)2 + 2NH4+
[Cu(NH3)4](OH)2
颜色
含0.1 mol/L Cu2+的溶液中，Cl-的浓度越高， 配位的Cl-越多，颜色越偏绿色，直至黄绿色
5.练一练
硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝 色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4的中心离子是___N_i_2+__，
配体是___N_H_3____，配位数是____6___。 [Ni(NH3)6]2+ SO42-
练一练
(3)指出下列各配合物中的配离子、中心离子、 配位体、配位数和配位原子。 ③[Cd(NH3)4](OH)2 === [Cd(NH3)4]2+ + 2OH配离子：[Cd(NH3)4]2+ 配位体：NH3 配位原子：N 中心离子：Cd2+ 配位数：4
谢谢观看！
稀
#43;
Cl-
①0.1 mol/L CuCl2溶液 稀
稀
③0.1 mol/L CuCl2溶液 ＋饱和CuSO4溶液
浓
稀
颜色 蓝
蓝
对比①和③，说明增大Cu2+的浓度不会 导致溶液颜色变为蓝绿色。
4.解决问题
Cu2+
3.4.2超分子教学设计2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
例题5：
题目：请解释超分子在生物医学中的应用，并给出一个具体的实例。
答案：超分子在生物医学中的应用主要体现在药物输送和生物检测等方面。一个具体的实例是药物输送系统，药物输送系统是通过超分子的自组装形成的具有药物释放功能的超分子系统，可以用于靶向药物输送和生物医学领域的应用等。
-视频资源：推荐一些关于超分子的视频资源，如科学纪录片、实验操作视频等，帮助学生直观地理解超分子的性质和应用。
-互动工具：推荐一些与超分子相关的互动工具和虚拟实验室，让学生亲身体验超分子的性质和自组装过程。
2.拓展建议：
-学生可以阅读提供的科普文章和研究论文，深入了解超分子的概念和应用，提高自己的学术素养。
5.教材练习：完成教材中的相关习题，巩固所学知识。
核心素养目标
本节课旨在培养学生的科学探究与创新意识，通过学习超分子的概念、特点和应用，使学生能够：
1.运用科学思维，理解超分子与传统分子的区别，提高学生的分析与判断能力。
2.通过对超分子实例的分析，培养学生的科学探究能力，提升学生的创新意识。
3.结合超分子的应用实例，强化学生的科学知识应用能力，激发学生对化学学科的兴趣和热情。
4.实验题：
a.请设计一个简单的实验，演示超分子的自组装过程。
b.请分析一个超分子应用实例，说明其作用原理和应用前景。
c.请评价超分子在纳米技术领域的应用前景和潜在挑战。
5.讨论题：
a.请就超分子的未来发展进行小组讨论，提出自己的观点和看法。
b.请就超分子在生物医学领域的应用进行小组讨论，分析其优势和局限性。
2020-2021学年新教材人教版选择性必修二 3.4配合物与超分子 教案
人教版（2019）选择性必修2 第三章晶体结构与性质第四节配合物与超分子教学设计1.了解配位键的特点，认识简单的配合物的成键特征，了解配合物的存在与应用。
2.了解人类探索物质结构的过程，认同“物质结构的探索是无止境的”观点了解从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义。
重点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成难点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成一、导入新课人们很早就开始接触配位化合物，当时大多用作日常生活用途，原料也基本上是由天然取得的，比如杀菌剂胆矾和用作染料的普鲁士蓝。
最早对配合物的研究开始于1798年。
法国化学家塔萨厄尔首次用二价钴盐、氯化铵与氨水制备出CoCl3·6NH3，并发现铬、镍、铜、铂等金属以及Cl、H2O、CN、CO和C2H4也都可以生成类似的化合物。
1893年，瑞士化学家维尔纳总结了前人的理论，首次提出了现代的配位键、配位数和配位化合物结构等一系列基本概念，成功解释了很多配合物的电导性质、异构现象及磁性。
自此，配位化学才有了本质上的发展。
维尔纳也被称为“配位化学之父”，并因此获得了1913年的诺贝尔化学奖。
二、新课讲授1、配位键【实验3-2】固体(1)CuSO 4 (2)CuCl (3)CuBr 2 (4)NaCl (5)K 2SO 4 (6)KBr 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色哪些溶液呈天蓝色 (1)、(2)、(3)实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色溶液呈天蓝色是由阳离子Cu 2+引起的，SO 42-、Cl -、Br -、Na +、K +在溶液中均无色【师】实验证明,上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H 2O)4]2+ ，叫做四水合铜离子。
【提问】我们学过的的化学键有共价键、离子键、金属键，那么它们的结合是什么键？Cu 2+与H 2O 是如何结合成[Cu(H 2O)4]2+的呢？ 【学生活动】讨论回答【师】配位键定义：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
人教版高中化学选择性必修二教案：配合物与超分子
第三章晶体结构与性质第四节配合物与超分子【教材分析】本节课能够了解配位键的特点，认识简单的配合物的成键特征，认识配合物的存在与应用。
在此基础上了解人类探索物质结构的过程，能够从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义。
认同“物质结构的探索是无止境的”观点。
培养学生的科学精神与社会责任的化学核心素养。
【课程目标】课程目标学科素养1、通过熟悉的无水硫酸铜与其溶液颜色不同这一现象，认识配位键的特征，并能与共价键进行简单比较。
2、在配位键的基础上，认识配合物的存在、结构特点及常见配合物的制取等。
3、了解超分子与分子的区别、超分子的简单应用。
a.宏观辨识与微观辨析：能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法；能判断常见的配合物。
b.证据推理与模型认知：能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。
c.科学精神与社会责任：学习超分子，提升学生的科学精神与社会责任。
【教学重难点】教学重点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成教学难点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成【教学过程】【情境引入】【观察思考】观察下列溶液的颜色，有什么规律？【归纳】共性：都有Cu2+初步结论：Cu2+是蓝色的相同阴离子的溶液对照：蓝色不是由这些阴离子导致的【观察思考】观察下列物质的颜色【归纳】固态二价铜盐不一定显蓝色结论修正：Cu2+在水溶液中常显蓝色【观察思考】观察下列物质的颜色【归纳】五水合硫酸铜也显蓝色理论解释：Cu2+与水结合显蓝色【思考交流】Cu2+与H2O是如何结合的呢？【学生活动】讨论回答任务一：配位键【讲解】1.配位键(1)定义：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
(2)基本概念：①中心原子（离子）：提供空轨道，接受孤电子对。
通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 / 5
配合物与超分子
第2课时
◆ 教学目标
了解从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义，能举例说明超分子的特征。
◆ 教学重难点
超分子的概念，超分子的结构特点。
◆ 教学过程
一、新课导入
我们经过学习过的微粒间相互作用都包括哪些类型？这些不同的作用力对物质的性质又有
怎样的影响？
阴阳离子之间的静电相互作用——离子键；
金属阳离子和自由电子的相互作用——金属键；
原子之间电子云重叠——共价键；
分子之间的相互作用——范德华力、氢键。
前三种属于化学键，强度较大，分子间作用力不属于化学键，强度小。
作用力种类、强度的不同影响物质的熔、沸点，硬度、导电性、溶解度等。
你能想象出分子间通过非共价键作用聚集在一起而表现出的特殊性质吗？
二、讲授新课
二、超分子
1. 超分子的概念
若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，能表现出不同
于单个分子的性质，可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子，称为超分子。
分子以什么样的作用形成超分子？说法很纷繁，有人将其概括为非共价键，有人则将其限
于分子间作用力。超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。
2. 超分子的实例
非共价键作用力，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位
键等。例如，DNA中两条分子链之间通过氢键的作用而组合在一起，细胞膜中的磷脂分子
通过疏水端相互作用形成双层膜结构。
2 / 5
下面我们来认识一下“杯酚”。杯酚一般是由亚甲基桥联苯酚单元所构成的大环化合物，因
其结构像一个酒杯而被称为杯芳烃或杯酚。杯酚具有大小可调节的空腔，可盛装不同尺寸
的分子或离子。
1942年，奥利地人金克在研究酚醛树脂的过程中，由对叔丁基苯酚与甲醛溶液的反应，意
外合成了杯酚。
如何分离C
60和C70？，从组成的碳原子数来可知，C70要比C60
大一些。
将C
60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的杯酚中，杯酚像个碗似的把C60
装起来
而不能装下C
70；加入甲苯溶剂，甲苯将未装入碗里的C70溶解了，过滤后分离C70
；再向
不溶物中加入氯仿，氯仿溶解杯酚而将不溶解的C
60
释放出来并沉淀。
上面的分离过程是借助分子间力形成超分子的例子，这个例子反映出来的超分子的特性被
称为“分子识别”。
下面我们来认识另一种超分子——冠醚。观察12-冠-4（左）和15-冠-5（右）两种冠醚的
结构简式和球棍模型，并思考，冠醚的分子形状有何特点？名称中的数字含义又是怎样
的？
3 / 5
冠醚的形状酷似皇冠。冠醚的名称中，前面的数字代表组成环的总原子数，冠后面的数字
代表环上的氧原子的个数。因此下面两种冠醚分别叫18-冠-6和21-冠-7。
通过上面的4种冠醚的例子可以看出，不同的冠醚拥有不同大小的空穴，而这些空穴恰好
可以适配不同大小的碱金属离子。
【提问】（1）冠醚靠什么吸引阳离子？
【讲解】氧原子有两对孤对电子，有较高的负电密度，它能与阳离子强烈吸引；
碳原子是环的骨架，稳定了整个冠醚。
1987年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作。
这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。“杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分
子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。
以上例子描述的超分子的重要特征——分子识别，超分子的另一重要特征是自组装。
超分子自组装示意图简介
4 / 5
三、课堂小结
1. 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。
2. 超分子有两个重要特征：分子识别和自组装。分子识别可以用于高选择性的混合物的分
离、可用于催化反应等。自组装可以得到空间结构奇妙特殊的超分子，可用于医学组织替代，
构建生物体内电路等。
四、课堂练习
1. 已知图1所示为冠醚18-冠-6。氯化钾可以较好的溶解在其中，得到的物质结构如图2所
示。根据以上信息，下列说法不正确的是（ ）
A．阳离子被冠醚固定在空穴中依靠的主要是静电相互作用
B．如果要溶解NaCl，用图4所示的冠醚比图3所示的冠醚效果更好
C．图中所示的几种冠醚互为同系物
D．冠醚的化学式通式为(CH2CH2O)n
答案 BC
5 / 5
解析 B项，Na+的半径比K+半径小，因此与Na+作用形成超分子的冠醚应比与K+作用形成
超分子的冠醚小，由题干知钾离子可以与冠醚18-冠-6形成超分子，因此用图3所示的较小
的冠醚才能更好的溶解氯化钠；C项，同系物之间彼此只相差n个CH
2
，而不同的大小的冠
醚还相差了若干个O原子，不符合同系物的定义。
2. 烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显
提升。已知：冠醚Z与KMnO
4
可发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明
显提升的原因是什么？
解析 最初高锰酸钾溶解在水中，烯烃难溶于水，二者接触机会极少。在烯烃中加入冠醚
时，冠醚通过与K+结合而将MnO4-也一并携带进入烯烃；冠醚不与 MnO4-结合，使游离或
裸露的MnO4-反应活性很高，从而使氧化反应能够迅速发生。