(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(guān)于甲、乙兩種超分子的敘述正確的是()A.含有超分子的物質(zhì)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(xiàn)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(zhì)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(jié)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(xiàn)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(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以O(shè)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(huán)結(jié)構(gòu)，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(guān)。二苯并?18?冠?6與K+形成的配離子的結(jié)構(gòu)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(shù)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(nèi)，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(huán)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(huán)的聚合物膜能夠高效吸附分離某些陽離子。一種含冠醚環(huán)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(huán)與Li+之間的作用是離子鍵B.冠醚環(huán)中碳氧鍵為π鍵C.該聚酰亞胺薄膜可在強堿性環(huán)境中穩(wěn)定工作D.若要設(shè)計K+的吸附分離膜，需增大冠醚環(huán)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(huán)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(fā)生水解，C錯誤；K+的半徑比Li+大，因此K+與冠醚環(huán)作用需要增大孔徑，D正確。5.冠醚分子可識別Li+，實現(xiàn)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(fā)生取代反應(yīng)B.Z的核磁共振氫譜有七組峰C.X、Y均能與NaOH反應(yīng)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(yīng)，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(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點，在電化學(xué)領(lǐng)域用途廣泛。某離子液體的結(jié)構(gòu)簡式如圖。(1)基態(tài)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(fā)現(xiàn)，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(tài)的鹽類物質(zhì)，一般由有機陽離子和無機陰離子組成。一種離子液體的結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)BF4?(2)研究發(fā)現(xiàn)通過改變陽離子側(cè)鏈可調(diào)控離子化合物的熔點。A、B兩種離子液體的結(jié)構(gòu)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(dāng)陽離子側(cè)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(jié)構(gòu)和功能的聚集體，超分子內(nèi)部分子通過非共價鍵相結(jié)合。冠醚是大環(huán)多醚類物質(zhì)的總稱，能與陽離子作用，并隨環(huán)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(jié)構(gòu)。已知：K+與冠醚b結(jié)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(tài)或激發(fā)態(tài)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(huán)己烯的氧化效果很差，若將環(huán)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(jié)構(gòu)如圖所示)能與冠醚c形成一種分子梭結(jié)構(gòu)，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