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Lennard-Jones 势能函数为 V(r)=4ε[(σ/r)^12−(σ/r)^6]，其中 ε 为势阱深度，σ 为 V(r)=0 时的分子间距。某分子对 ε=1.8 kJ/mol。当分子间距 r 恰好使 (σ/r)^6=1/2 时，该分子对的势能 V(r) 应为（ ） A. 1.8 kJ/mol B. −1.8 kJ/mol C. −0.9 kJ/mol D. 0 kJ/mol
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氢键本质上是一种具有方向性的静电相互作用：X—H 与电负性大、半径小的原子 Y 上的孤对电子发生定向静电吸引，其吸引作用能可近似表示为 E = -C·cos²θ，其中 θ 为 X—H 键与 X···Y 连线之间的夹角，C 为与具体原子对有关的正常数。现有一分子内含两个可独立形成氢键的 O—H 基团：第一个基团与受体原子形成的氢键夹角 θ₁ = 30°，第二个基团形成的氢键夹角 θ₂ = 60°，两处氢键的常数均为 C = 20 kJ/mol。（1）分别计算两个氢键的作用能；（2）计算该分子氢键作用的总能量；（3）依据计算结果说明：若把其中一个氢键的构型调整为直线构型（θ = 0°）而另一个保持 θ = 60° 不变，总作用能将增大为多少，并由此指出氢键方向性的意义。
氢键本质上是一种具有方向性的静电相互作用：X—H 中的 H 原子与电负性大、半径小的原子 Y 上的孤对电子发生定向静电吸引。为定量说明方向性的重要性，设单个 X—H···Y 氢键的静电吸引作用能可近似表示为 E = -C·cos²θ，其中 θ 为 X—H 键与 X···Y 连线的夹角，C 为大于零的正常数。现有两种情形：情形甲中形成 1 个完全线型的氢键（θ = 0°）；情形乙中形成若干个偏离的氢键，每个的 θ = 60°。（1）写出 θ = 60° 时单个氢键作用能的表达式（用 C 表示）；（2）计算情形乙中至少需要多少个这样的氢键，其总作用能大小才不低于情形甲中 1 个线型氢键的作用能大小。
根据配合物的价键理论，配离子 [Mn(CN)₆]³⁻ 的实测磁矩约为 3.2 B.M.（对应 2 个未成对电子）。Mn 为 25 号元素，CN⁻ 为强场配体。据此判断该配离子中 Mn³⁺ 的杂化轨道类型为：A. sp³d² 杂化，属外轨型配合物 B. d²sp³ 杂化，属内轨型配合物 C. dsp² 杂化，属内轨型配合物 D. sp³ 杂化，属外轨型配合物
某水溶性大环主体具有疏水内腔，客体进入内腔时，其非极性表面被包埋的面积 S（nm²）与疏水自由能贡献近似为 ΔG疏水 = -8S kJ/mol（每 nm² 埋没非极性表面积释放 8 kJ/mol）；极性基团留在水中，不产生疏水贡献。现有四种等浓度客体：甲为苯酚，可包埋非极性面积 0.6 nm²；乙为苯甲醚（—OCH₃ 亲水端留在水中），可包埋非极性面积 0.9 nm²；丙为正癸醇，可包埋非极性面积 1.4 nm²；丁为对羟基苯甲酸，可包埋非极性面积 0.4 nm²。仅考虑疏水效应，包结倾向最强的是哪一种客体，其 ΔG疏水 为多少？ A. 甲，-4.8 kJ/mol B. 乙，-7.2 kJ/mol C. 丙，-11.2 kJ/mol D. 丁，-3.2 kJ/mol
三甲胺[N(CH₃)₃，M=59]与正丙胺[CH₃CH₂CH₂NH₂，M=59]相对分子质量相同、极性与范德华力相近，但常压下三甲胺的沸点仅为277 K，而正丙胺的沸点为322 K，相差45 K。下列解释中正确的是 A. 正丙胺相对分子质量大，范德华力强，故沸点高 B. 正丙胺分子中N-H键能大，化学键难断裂，故沸点高 C. 三甲胺分子中氮上无氢原子，分子间不能形成氢键，而正丙胺分子间可形成N-H···N氢键，故正丙胺沸点更高 D. 三甲胺分子对称性太好，分子间排斥力大，故沸点低
常温下液态水中，每个 H₂O 分子平均形成 2 个分子间氢键，单个氢键的键能为 20 kJ/mol，且每个氢键为相邻两个水分子所共有；此外分子间范德华力对摩尔汽化能的贡献为 15 kJ/mol。水汽化时需完全破坏平均属于每个分子的全部分子间作用。请估算：(1) 平均属于每个水分子的氢键总键能（kJ/mol）；(2) 水的摩尔汽化能（kJ/mol）。
液氨的分子间作用力包括范德华力和氢键。已知常压下液氨的摩尔汽化焓为 24 kJ/mol，其中范德华力的贡献为 16 kJ/mol，其余能量全部用于断开分子间氢键；且汽化时每个 NH₃ 分子平均需完全断开 1 个分子间氢键。试计算：(1) 氨分子间单个氢键的键能；(2) 氢键贡献占摩尔汽化焓的百分比。
某八面体配合物 [CoL₆]³⁺ 中，中心离子 Co³⁺ 为 d⁶ 组态。实验测得其分裂能 Δo = 18000 cm⁻¹，电子成对能 P = 15000 cm⁻¹。据此判断该配合物的自旋状态，并计算其晶体场稳定化能 CFSE（含成对能修正，单位 cm⁻¹）。下列结论正确的是（ ） A. 高自旋，CFSE = −4000 cm⁻¹ B. 低自旋，CFSE = −13200 cm⁻¹ C. 低自旋，CFSE = −24000 cm⁻¹ D. 高自旋，CFSE = −8000 cm⁻¹
某环状主体分子M具有疏水性刚性内腔，可在水中识别非极性客体。现有两个客体：X为正己烷（完全非极性链状分子），Y为1,6-己二醇（碳链骨架与X相同，但两端各连一个—OH）。二者在水中均以相同浓度与M混合。仅从疏水效应与分子识别的角度判断，下列结论正确的是（ ） A. Y与M结合更强，因为其—OH能与主体形成额外氢键，且疏水效应贡献相同 B. X与Y与M结合强度相同，因为两者碳链骨架疏水面积相近 C. X与M结合更强，因为Y两端的—OH使其更易溶于水，需埋没的疏水面积更小，疏水驱动减弱 D. 两者均不能与M结合，因为疏水效应只对大分子有效
直链一元醇通式为 CH₃(CH₂)ₙOH（n≥2）。在水溶液中，醇的烷基链为疏水部分，其表面每暴露一个 —CH₂— 基团，就迫使周围水分子形成有序笼状排布，对体系贡献一个疏水自由能代价；当醇的烷基链全部进入某疏水性主体空腔后，这些代价被完全消除。设每个可被移除的 —CH₂— 基团贡献 −3 kJ/mol 的自由能变化，端基 —CH₃ 视为一个等效 —CH₂— 贡献，—OH 基团始终处于水相中不产生疏水代价。若该直链一元醇分子进入主体空腔后疏水自由能的总收益为 −18 kJ/mol，求 n 的值，并写出该醇的结构简式。
某合成大环主体分子具有疏水性内腔，可在水中识别非极性客体。已知客体从水相进入内腔时，每埋没 1 nm² 的疏水表面积，体系获得 -10 kJ/mol 的疏水自由能贡献。客体 A 的疏水表面有 3.2 nm² 被包入内腔，客体 B 有 2.5 nm² 被包入；两者进入内腔后释放的有序水分子带来的熵增贡献均相当于 TΔS = 20 kJ/mol，且结合过程的焓变 ΔH 均为 +8 kJ/mol。设温度为 298 K，忽略其他相互作用差异。(1) 分别计算形成 A⊂主体和 B⊂主体配合物的 ΔG；(2) 判断该主体对哪种客体表现出更强的选择性结合。
根据配合物的价键理论：配合物 [Fe(CN)₆]³⁻ 的实测磁矩约为 2.4 B.M.（对应 1 个未成对电子），而 [FeF₆]³⁻ 的磁矩约为 5.9 B.M.（对应 5 个未成对电子），Fe 为 26 号元素。下列关于两配合物中心离子杂化类型与磁性的判断正确的是 A. 两者均为 sp³d² 杂化，均为顺磁性 B. 前者为 d²sp³ 杂化（内轨型），后者为 sp³d² 杂化（外轨型） C. 前者为 sp³d² 杂化（外轨型），后者为 d²sp³ 杂化（内轨型） D. 两者均为 d²sp³ 杂化，前者为反磁性
在环糊精-金刚烷类主客体识别体系中，客体 X 为金刚烷甲酸：其骨架为体积较大、完全非极性的刚性笼状基团，一端连有亲水性羧基 —COOH。将 X 加入环糊精水溶液后，下列关于最稳定包合方式的判断中，正确的是哪一项？A. 羧基进入疏水内腔，与腔壁形成强氢键，金刚烷骨架留在水中 B. 金刚烷骨架进入疏水内腔，羧基留在腔外水相中保持溶剂化 C. 分子整体平躺于空腔口，骨架与羧基各露出一半 D. 两个客体分子头尾相接，共同挤入同一空腔以最大化范德华接触
某八面体配合物中心离子为 d⁴ 组态，测得分裂能 Δo=13000 cm⁻¹，成对能 P=22000 cm⁻¹。因 Δo<P，电子采取高自旋排布 t₂g³eg¹。据此，该配合物中未成对电子数为____，其晶体场稳定化能（不含成对能项）CFSE=____ cm⁻¹。
某八面体配合物 [Co(H₂O)₆]²⁺ 中，中心离子 Co²⁺ 为 d⁷ 组态。实验测得分裂能 Δo = 9600 cm⁻¹，电子成对能 P = 21000 cm⁻¹。请判断该配合物是高自旋还是低自旋，并计算其晶体场稳定化能 CFSE（以 cm⁻¹ 为单位，不含成对能项）。
某八面体配合物中心离子为 Mn³⁺（3d⁴ 组态）。甲配合物中配体为弱场，分裂能 Δo=14000 cm⁻¹，成对能 P=21000 cm⁻¹，电子采取高自旋排布；乙配合物中配体为强场，电子采取低自旋排布（t₂g⁴eg⁰）。若以分裂能 Δo 为单位，t₂g 轨道能量为 −0.4Δo，eg 轨道能量为 +0.6Δo，成对能不计入晶体场稳定化能。问：两种排布的晶体场稳定化能（以 Δo 计）依次为多少？ A. 甲为 −0.6Δo，乙为 −1.6Δo B. 甲为 −0.4Δo，乙为 −1.6Δo C. 甲为 −0.6Δo，乙为 −1.4Δo D. 甲为 −1.6Δo，乙为 −0.6Δo
葫芦脲分子Q具有两端开口的亲水羰基 portal 与完全疏水的刚性内腔，可在水相中识别客体。现有一水溶液，其中同时存在四种物质的量相等的客体：(a)环己烷、(b)环己醇、(c)乙二醇、(d)氯化四丁基铵（疏水丁基链在外、季铵头端荷正电）。若仅考虑疏水效应与主客体几何匹配，Q 空腔优先识别并结合的客体是A. 环己醇，因其分子体积适中且含羟基可形成氢键 B. 环己烷，其整体憎水且尺寸与疏水内腔匹配，包合后释放最多有序水分子 C. 乙二醇，因体积最小最易进入空腔 D. 氯化四丁基铵，因季铵正离子与羰基 portal 有静电吸引必然占据内腔
邻硝基苯酚与对硝基苯酚相对分子质量相同、官能团相同，但邻硝基苯酚分子内的羟基与硝基可形成分子内氢键，而对硝基苯酚分子中的羟基只能与相邻分子形成分子间氢键。关于二者性质比较，下列推断正确的是（ ） A. 邻硝基苯酚的沸点更高，因其氢键更强 B. 对硝基苯酚的沸点更高，因其分子间作用力更强 C. 两者沸点相同，因氢键数目相等 D. 邻硝基苯酚更易溶于水，因其含分子内氢键
液态氟化氢中，每个HF分子平均形成2个氢键，氢键键能为28 kJ/mol，且每个氢键为相邻两个分子共有；此外分子间范德华力对摩尔汽化能的贡献为10 kJ/mol。假设汽化时氢键与范德华力全部被破坏，试计算液态HF的摩尔汽化能，并据此判断（说明理由）：HF的沸点是否主要由范德华力决定？