(八)離子液體超分子(選擇題1~5題，每小題6分，共30分)1.下列關于甲、乙兩種超分子的敘述正確的是()A.含有超分子的物質都屬于分子晶體B.超分子都是無限伸展的，屬于高分子C.甲、乙兩種超分子均體現了“分子識別”特征D.圖甲中K+與冠醚形成離子鍵，圖乙中C60與杯酚形成氫鍵答案C解析冠醚與堿金屬離子形成的配合物中還含有陰離子，該物質是離子晶體，故A錯誤；超分子是分子聚集體，有的是有限的，有的是無限伸展的，故B錯誤；圖甲中K+與冠醚形成配位鍵，圖乙中C60與杯酚之間以分子間作用力結合，故D錯誤。2.利用超分子可分離C60和C70。將C60、C70混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中進行分離的流程如圖。下列說法錯誤的是()A.第二電離能：C<OB.杯酚分子中存在大π鍵C.該流程體現了超分子的分子識別特征D.C60與金剛石晶體類型相同答案D解析C和O分別失去一個電子后的價層電子排布式為2s22p1和2s22p3，此時O的2p能級是半充滿狀態，結構穩定，所以O的第二電離能大于C的第二電離能，A項正確；杯酚分子中含有苯環結構，具有大π鍵，B項正確；金剛石是共價晶體，C60為分子晶體，D項錯誤。3.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。二苯并?18?冠?6與K+形成的配離子的結構如圖所示。下列說法錯誤的是()冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子(直徑/pm)15?冠?5170~220Na+(204)18?冠?6260~320K+(276)、Rb+(304)21?冠?7340~430Cs+(334)A.冠醚可以用來識別堿金屬離子B.二苯并?18?冠?6也能適配Li+C.該冠醚分子中碳原子雜化方式有2種D.一個配離子中配位鍵的數目為6答案B解析由表知，堿金屬離子直徑在冠醚空腔直徑范圍內，可以識別堿金屬離子，冠醚與堿金屬離子的聚集體是超分子，A正確；Li+半徑小于Na+，則二苯并?18?冠?6不能適配Li+，B錯誤；該冠醚分子中苯環上碳原子為sp2雜化，其他碳原子為sp3雜化，C正確。4.含有冠醚環的聚合物膜能夠高效吸附分離某些陽離子。一種含冠醚環的聚酰亞胺薄膜吸附分離Li+的過程如圖。下列說法正確的是()A.冠醚環與Li+之間的作用是離子鍵B.冠醚環中碳氧鍵為π鍵C.該聚酰亞胺薄膜可在強堿性環境中穩定工作D.若要設計K+的吸附分離膜，需增大冠醚環孔徑答案D解析Li+提供空軌道、O原子提供孤電子對，二者形成配位鍵，A錯誤；冠醚環中碳氧鍵為單鍵，因此是σ鍵，B錯誤；聚酰亞胺薄膜中含有酰胺鍵，在堿性條件下會發生水解，C錯誤；K+的半徑比Li+大，因此K+與冠醚環作用需要增大孔徑，D正確。5.冠醚分子可識別Li+，實現鹵水中Li+的萃取，其合成方法如下。下列說法不正確的是()A.過程Ⅰ發生取代反應B.Z的核磁共振氫譜有七組峰C.X、Y均能與NaOH反應D.過程Ⅱ增加了Li+在有機溶劑中的溶解度答案B解析過程Ⅰ中酚羥基和氯原子進行取代反應，A正確；Z的核磁共振氫譜有四組峰，為，B錯誤；冠醚分子可識別Li+，故增大Li+的溶解度，D正確。6.(4分)離子液體具有電導率高、化學穩定性高等優點，在電化學領域用途廣泛。某離子液體的結構簡式如圖。(1)基態N原子的價層電子軌道表示式為。

(2)N、F、P三種元素的電負性由大到小的順序為。

答案(1)(2)F>N>P7.(6分)研究人員發現，在離子液體中可制備均一粒徑分布的高熵合金納米顆粒。離子液體是在室溫和接近室溫時呈液態的鹽類物質，一般由有機陽離子和無機陰離子組成。一種離子液體的結構如圖所示。(1)BF4?(2)研究發現通過改變陽離子側鏈可調控離子化合物的熔點。A、B兩種離子液體的結構如圖所示。熔點A>B的原因是

。

答案(1)正四面體形(2)A、B均為離子晶體，陰離子相同，陽離子所帶電荷量也相同。當陽離子側鏈從乙基增長到丙基，陽離子的體積(或半徑/尺寸)增大，離子鍵的強度減弱，熔點也隨之降低解析(1)BF4?中B8.(10分)超分子指多個分子組合在一起形成的具有特定結構和功能的聚集體，超分子內部分子通過非共價鍵相結合。冠醚是大環多醚類物質的總稱，能與陽離子作用，并隨環大小不同對陽離子具有選擇性作用，圖為常見的三種冠醚結構。已知：K+與冠醚b結合能力強，使鉀鹽在該液體冠醚中溶解性好。(1)下列冠醚中O原子的基態或激發態價電子中，能量由低到高排列的正確順序為(填序號)。

(2)KMnO4具有強氧化性，Mn在元素周期表中的位置是，其水溶液對環己烯的氧化效果很差，若將環己烯溶于冠醚b再加入KMnO4，氧化效果大幅度提升，原因是

。

(3)分子A(結構如圖所示)能與冠醚c形成一種分子梭結構，其中N的雜化方式為，該分子梭可以通過加入酸或堿使冠醚c在位點1和位點2之間來回移動。加酸冠醚c移動到位點2，冠醚c與位點2之間的相互作用為。(填字母)a.靜電相互作用