紅外吸收光譜法試題與答案

1、紅外吸收光譜法、選擇題1. CH 3 CH的哪種振動(dòng)形式是非紅外活性的(1)(1)U C-C (2)U C-H( 3)3 asCH(4)3 sCHO2. 6化合物中只有一個(gè)羰基，卻在1773cm1和1736 cm1處出現(xiàn)兩個(gè)吸收峰，這是因?yàn)?3)(1) 誘導(dǎo)效應(yīng)(2 )共軛效應(yīng)(3 )費(fèi)米共振(4 )空間位阻3. 一種能作為色散型紅外光譜儀的色散元件材料為(4)(1)玻璃 (2)石英(3)紅寶石 (4)鹵化物晶體4. 預(yù)測(cè)H2S分子的基頻峰數(shù)為(2)(1) 4(2) 3( 3) 2(4) 15. 下列官能團(tuán)在紅外光譜中吸收峰頻率最高的是(4)(3) (4) O H、解答及解析題1. 把質(zhì)量相同

2、的球相連接到兩個(gè)不同的彈簧上。彈簧B的力常數(shù)是彈簧 A的力常數(shù)的兩倍,每個(gè)球從靜止位置伸長(zhǎng) 1cm,哪一個(gè)體系有較大的勢(shì)能。答：E所以B體系有較大的勢(shì)能。2. 紅外吸收光譜分析的基本原理、儀器，同紫外可見分光光度法有哪些相似和不同之處?答：紅外紫外基本原理當(dāng)物質(zhì)分子吸收一定波長(zhǎng)的光 能，能引起分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的 能及躍遷，產(chǎn)生的吸收光譜一 般在中紅外區(qū)，稱為紅外光譜當(dāng)物質(zhì)分子吸收一定波長(zhǎng)的光能， 分子外層電子或分子軌道電子由 基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的吸收光 譜一般在紫外-可見光區(qū)。儀器傅立葉變換紅外光譜儀紫外可見光分光光度計(jì)相同：紅外光譜和紫外光譜都是分子吸收光譜。不同：紫外光譜是由外層電子躍遷

3、引起的。電子能級(jí)間隔一般約為120eV;而紅外光譜是分子的振動(dòng)能級(jí)躍遷引起的，同時(shí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷，一般振動(dòng)能級(jí)間隔約為0.051eV。3. 紅外吸收光譜圖橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)各以什么標(biāo)度？答：波長(zhǎng)和波數(shù)為橫坐標(biāo)，吸收度或百分透過(guò)率為縱坐標(biāo)4. C-C( 1430cm-1), C-N( 1330cm-1)，C-O( 1280cm-1)當(dāng)勢(shì)能 V=0 和 V=1 時(shí)，比較 C-C,C-N, C-O鍵振動(dòng)能級(jí)之間的相差順序?yàn)?) C-O> C-N> C-C; C-C> C-N> C-O; C-N> C-C> C-O; C-N> C-O> C-C; C-O&

4、gt; C-C> C-N5. 對(duì)于CHCI3 C-H伸縮振動(dòng)發(fā)生在 3030cm-1，而C-Cl伸縮振動(dòng)發(fā)生在 758 cm-1(1) 計(jì)算CDCI3中C-D伸縮振動(dòng)的位置；230305.37 C-D的伸縮振動(dòng)頻率為1307(2) 計(jì)算CHBr3中C-Br伸縮振動(dòng)的位置。答：(1) v 1307 . k' , C-H : kV 1307 k' =1307* V5.37=3028cm-16. C-C、C=C g C的伸縮和振動(dòng)吸收波長(zhǎng)分別為7.0卩m 6.0卩m和4.5卩m按照鍵力常數(shù)增加的順序排列三種類型的碳-碳鍵。2V氐1307答：v 1307 和一,K * M , C

5、-C 、C=C C三C對(duì)應(yīng)的為 V1、V2、V3 , M2由題知 V1 > V2 > V3。所以 K1 > K2 > K37. 寫出CS2分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度數(shù)目。并畫出CS2不同振動(dòng)形式的示意圖，指出哪種振動(dòng)為紅外活性振動(dòng)？答：分子自由度=3N=3*3=9，轉(zhuǎn)動(dòng)自由能=2;振動(dòng)自由能=3N-5=9-5=4，平動(dòng)自由能=3N-(3N-5)=5。8. 下列各分子的碳-碳對(duì)稱伸縮振動(dòng)在紅外光譜中是活性的還是非活性的。(1) CH-CH3；活性 (2) CH-CCI3；活性(3) CO;非活性(4) HO CH 非活性9. CI2、H2S分子的振動(dòng)能否引起紅外吸收而產(chǎn)

6、生吸收譜帶？為什么？預(yù)測(cè)可能有的譜帶數(shù)。答：Cl2不能，振動(dòng)自由度數(shù)=1，為紅外非活性；H2S能，振動(dòng)自由度數(shù)=3,可能的譜帶數(shù)3。10. CO分子應(yīng)有4種基本振動(dòng)形式，但實(shí)際上只在667cm-1和2349cm-1處出現(xiàn)兩個(gè)基頻吸收峰，為什么？答：因?yàn)閂sA道對(duì)稱伸縮振動(dòng)無(wú)紅外活性面外彎曲、面內(nèi)彎曲的頻率均在1667 cm ，兩振動(dòng)發(fā)生簡(jiǎn)并。11. 羰基化合物I、n、川、w中,C=O伸縮振動(dòng)出現(xiàn)最低者為（w）0、盡一甩C出、R1-CH-CH-A CH CH RjIIn、 CH CH- c- CH廠出化合物中只有一個(gè)羰基，卻有兩個(gè)C=O的吸收帶，分別在 1773cm-1和1736 cm-1，這是

7、因?yàn)椋?（D/E）A.誘導(dǎo)效應(yīng)B.共軛效應(yīng)C.空間效應(yīng)D.偶合效應(yīng)E.費(fèi)米共振F.氫鍵效應(yīng)嚴(yán) _-_1_12. 下列5組數(shù)據(jù)中，哪一種數(shù)據(jù)所涉及的紅外光譜區(qū)域能包括-的吸收帶：（5）(1)3000-2700 cm-116751500 cm-114751300 cm-1 ;(2)3000-2700 cm-124002100 cm-11000650 cm-1 ;(3)3300-3010 cm-116751500 cm-114751300 cm-1 ;(4)3300-3010 cm-119001650 cm-114751300 cm-1 ;(5)3000 -2700 cm-119001650 cm-

8、114751300 cm-1 ;13.三氟乙烯碳-碳雙鍵伸縮振動(dòng)峰在1580cm-1，而四氟乙烯碳-碳雙鍵伸縮振動(dòng)在此處無(wú)吸收峰，為什么？答;極性共價(jià)鍵隨著取代基電負(fù)性的不同，電子密度云發(fā)生變化，引起鍵的振動(dòng)譜帶位移, 即誘導(dǎo)效應(yīng)，造成振動(dòng)吸收頻率不同。14.試用紅外光譜區(qū)別下列異構(gòu)體：0(1)IIC-OH(2)答:在860-800有很強(qiáng)的峰,般為單峰,ch3ch2和 CH 3CHCHCHO答：CHCHCHCHC在1380附近出現(xiàn)單峰。15. 某化合物經(jīng)取代后，生成的取代產(chǎn)物有可能為下列兩種物質(zhì)：NC-NH+-CH-CHOH (I)HN 三CH-NH-CO-CH (H)取代產(chǎn)物在 2300 c

9、m-1 和 3600cm-1有兩個(gè)尖銳的譜峰。但在3330 cm-1和1600 cm-1沒有吸收，=4，其產(chǎn)物為何物？答：N C-NH+-CH-CHOH16. 一種能作為色散型紅外光譜儀的色散元件材料為：(2)(1)玻璃； (2)石英； (3)紅寶石；(4)鹵化物晶體17. 寫出用下列分子式表示的羧酸的兩種異構(gòu)體，并預(yù)測(cè)它們的紅外光譜。(1)GHQ ( 2)C5HbC4答： CHPCH?CH?COOH CH ?CH(CH?)COOH HOOC(C刊?COOH HOOCC?CH(CH?)COOH18. 乙醇的紅外光譜中，羥基的吸收峰在3333 cm-1，而乙醇的1%CC4溶液的紅外光譜中羥基卻在

10、3650 cm-1和3333 cm-1兩處有吸收峰，試解釋之。答：C-Cl的面外振動(dòng)，因費(fèi)米效應(yīng)的影響，Vc=o產(chǎn)生雙峰19. 能與氣相色譜儀聯(lián)用的紅外光譜儀有：(1)(1) 傅立葉變換紅外分光光度計(jì)；(2) 快速掃描紅外分光光度計(jì)；(3) 單光束紅外分光光度計(jì)；(4) 雙光束紅外分光光度計(jì)。20. 某一液體化合物，分子量為113，其紅外光譜見下圖。NMR在3 1.40ppm( 3H)有三重峰，S 3.48ppm (2H)有單峰，3 4.25ppm (2H)有四重峰，試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。22.某化合物A,分子式為C8H16它的化學(xué)性質(zhì)如下:(1)-CHjO + C7HhO酗類化合物BC01

11、嵐勾 + HBt 一一 C9H1T0f(2)王要產(chǎn)呦CCsH17(C)4匚屮”十化合物亶(3)主要產(chǎn)物DCDOj=C曲冰D)它亦節(jié)門HQ +卻3答：C2H5OOC-CH2-CN21.下圖為分子式 C6H5O3N勺紅外光譜，寫出預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)。(4)試確定A化合物E的NMR譜中3 0.9ppm處有9個(gè)質(zhì)子產(chǎn)生的單峰。 其紅外光譜見下圖, B C、D E各化合物結(jié)構(gòu)。答：A：OB：GH誠(chéng)-L gh/3H3 ；C:( CH3 3C-CBr (C2H5 CH3;D:( CH3 3C-C (CH3 =CHCH3E:( CH3 3CCOCH3。23. 分子式為C9H10O勺某個(gè)化合物，其紅外光譜上顯示有羰基、

12、對(duì)位二取代苯環(huán)兩個(gè)結(jié)構(gòu)單位。試問(wèn)分子中所有的不飽和單位是否均由該兩已知結(jié)構(gòu)單位給出？剩余單位的分子式是什么？剩余結(jié)構(gòu)單位可能有什么？ 答：是；C2H6兩個(gè)甲基24. 請(qǐng)由下列事實(shí)，估計(jì) A為何物？在化合物 C的紅外光譜中 2720 cm-1、2820 cm-1、1715cm-1、1380 cm-1有 特征吸收帶，化合物 E紅外光譜中3500 cm-1有一強(qiáng)吸收帶，化 合物A不能使溴水褪色?；顱+切HgO（C）化合物D化合物D + HQ25. 無(wú)色液體，分子量 89.09，沸點(diǎn)131 C,含C H和M紅外光譜特征吸收為（cm-1）:2950 （中）、1550 （強(qiáng)）、1460 （中）、143

13、8 （中）、1380 （強(qiáng)）、1230 （中）、1130（弱）、896 （弱）、872 （強(qiáng)），試推斷未知物為何物?答：CH3CH2CH2NO226. 某化合物，沸點(diǎn)為 159161 C，含氯而不含氮和硫，它不溶于水、稀酸、稀堿以及冷的濃硫酸，但能溶于發(fā)煙硫酸，它與熱的硝酸銀醇溶液不發(fā)生沉淀。用熱的高錳酸鉀溶液處理時(shí)，可使化合物慢慢溶解，如此所得溶液用硫酸酸化，得到一個(gè)中和當(dāng)量為157± 1的 沉淀物，其紅外顯示1600、1580、1500、742 cm-1有強(qiáng)峰，試推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答:C127. 有一種液體化合物，其紅外光譜見下圖，已知它的分子式為GHQ,沸點(diǎn)77C，試推斷答:28.

14、一個(gè)具有中和當(dāng)量為 136± 1的酸A,不含X、N S。A不能使冷的高錳酸鉀溶液褪色，但此化合物的堿性溶液和高錳酸鉀試劑加熱1小時(shí)后，然后酸化，即有一個(gè)新化合物（B）沉淀而出。此化合物的中和當(dāng)量為83 ± 1，其紅外光譜見下圖，紫外吸收峰入max甲醇29. 不溶于水的中性化合物 A( C11H14O2), A與乙酰氯不反應(yīng)，但能與熱氫碘酸作用。A與次碘酸鈉溶液作用生成黃色沉淀。A經(jīng)催化加氫得化合物 B (CiHwQ)，而B在AI2Q存在下經(jīng)加熱反應(yīng)得主要產(chǎn)物C( C1H4O)。小心氧化C得堿溶性化合物 D( C9HoQ)。 將上述的任一種化合物經(jīng)強(qiáng)烈氧化可生成化合物E,中和當(dāng)量為152 ± 1，紅外光譜如下圖答:所示。試推斷A的