红外吸收光谱法试题与答案

红外吸收光谱法一、选择题1.CH3—CH3的哪种振动形式是非红外活性的（1）（1）υC-C（2）υC-H（3）δasCH（4）δsCH2.化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰，这是因为（3）（1）诱导效应（2）共轭效应（3）费米共振（4）空间位阻3.一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为（4）（1）玻璃（2）石英（3）红宝石（4）卤化物晶体4.预测H2S分子的基频峰数为（2）（1）4（2）3（3）2（4）15.下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是（4）（1）（2）—C≡C—（3）（4）—O—H二、解答及解析题1.把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。弹簧B的力常数是弹簧A的力常数的两倍，每个球从静止位置伸长1cm，哪一个体系有较大的势能。答：MhhvEk2;所以B体系有较大的势能。2.红外吸收光谱分析的基本原理、仪器，同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处？答：红外紫外基本原理当物质分子吸收一定波长的光能，能引起分子振动和转动的能及跃迁，产生的吸收光谱一般在中红外区，称为红外光谱当物质分子吸收一定波长的光能，分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态，产生的吸收光谱一般在紫外-可见光区。仪器傅立叶变换红外光谱仪紫外可见光分光光度计相同：红外光谱和紫外光谱都是分子吸收光谱。不同：紫外光谱是由外层电子跃迁引起的。电子能级间隔一般约为1~20eV;而红外光谱是分子的振动能级跃迁引起的，同时伴随转动能级跃迁，一般振动能级间隔约为0.05~1eV。3.红外吸收光谱图横坐标、纵坐标各以什么标度？答：波长和波数为横坐标，吸收度或百分透过率为纵坐标4.C-C（1430cm-1），C-N（1330cm-1），C-O（1280cm-1）当势能V=0和V=1时，比较C-C，C-N，C-O键振动能级之间的相差顺序为(○2）①C-O＞C-N＞C-C；②C-C＞C-N＞C-O；③C-N＞C-C＞C-O；④C-N＞C-O＞C-C；⑤C-O＞C-C＞C-N5.对于CHCl3、C-H伸缩振动发生在3030cm-1，而C-Cl伸缩振动发生在758cm-1（1）计算CDCl3中C-D伸缩振动的位置；（2）计算CHBr3中C-Br伸缩振动的位置。答：（1）'1307vk，C-H:213073030k5.37C-D的伸缩振动频率为'1307vk=1307*√5.37=3028cm-16.C-C、C=C、C≡C的伸缩和振动吸收波长分别为7.0μm，6.0μm和4.5μm。按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。答：MKv21307,MvK*213072,C-C、C=C、C≡C对应的为1v、2v、3v，由题知1v＞2v＞3v。所以1K＞2K＞3K7.写出CS2分子的平动、转动和振动自由度数目。并画出CS2不同振动形式的示意图，指出哪种振动为红外活性振动？答：分子自由度=3N=3*3=9，转动自由能=2；振动自由能=3N-5=9-5=4，平动自由能=3N-(3N-5)=5。8.下列各分子的碳-碳对称伸缩振动在红外光谱中是活性的还是非活性的。（1）CH3-CH3；活性（2）CH3-CCl3；活性（3）CO2；非活性（4）HC≡CH非活性（5）活性（6）非活性9.Cl2、H2S分子的振动能否引起红外吸收而产生吸收谱带？为什么？预测可能有的谱带数。答：Cl2不能，振动自由度数=1，为红外非活性；H2S能，振动自由度数=3，可能的谱带数3。10.CO2分子应有4种基本振动形式，但实际上只在667cm-1和2349cm-1处出现两个基频吸收峰，为什么？答：因为SVA道对称伸缩振动无红外活性面外弯曲、面内弯曲的频率均在6671cm，两振动发生简并。11.羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，C=O伸缩振动出现最低者为(Ⅳ)Ⅰ、；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、12.化合物中只有一个羰基，却有两个C=O的吸收带，分别在1773cm-1和1736cm-1，这是因为：（D/E)A.诱导效应B.共轭效应C.空间效应D.偶合效应E.费米共振F.氢键效应12.下列5组数据中，哪一种数据所涉及的红外光谱区域能包括的吸收带：（5）（1）3000～2700cm-11675～1500cm-11475～1300cm-1；（2）3000～2700cm-12400～2100cm-11000～650cm-1；（3）3300～3010cm-11675～1500cm-11475～1300cm-1；（4）3300～3010cm-11900～1650cm-11475～1300cm-1；（5）3000～2700cm-11900～1650cm-11475～1300cm-1；13.三氟乙烯碳-碳双键伸缩振动峰在1580cm-1，而四氟乙烯碳-碳双键伸缩振动在此处无吸收峰，为什么？答;极性共价键随着取代基电负性的不同，电子密度云发生变化，引起键的振动谱带位移，即诱导效应，造成振动吸收频率不同。14.试用红外光谱区别下列异构体：（1）和答：在860-800有很强的峰，一般为单峰，（2）和CH3CH2CH2CHO答：CH3CH2CH2CHO在1380附近出现单峰。（3）和答：存在共轭，C=O双键吸收峰波数较低15.某化合物经取代后，生成的取代产物有可能为下列两种物质：N≡C-NH2+-CH-CH2OH（Ⅰ）HN≡CH-NH-CO-CH2-（Ⅱ）取代产物在2300cm-1和3600cm-1有两个尖锐的谱峰。但在3330cm-1和1600cm-1没有吸收，=4，其产物为何物？答：N≡C-NH2+-CH-CH2OH16.一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（2）（1）玻璃；（2）石英；（3）红宝石；（4）卤化物晶体17.写出用下列分子式表示的羧酸的两种异构体，并预测它们的红外光谱。（1）C4H8O2（2）C5H8O4答：⑴CH₃CH₂CH₂COOH，CＨ₃CH(CH₃)COOH；⑵HOOC(CH₂)₃COOH，HOOCCH₂CH(CH₃)COOH。18.乙醇的红外光谱中，羟基的吸收峰在3333cm-1，而乙醇的1%CCl4溶液的红外光谱中羟基却在3650cm-1和3333cm-1两处有吸收峰，试解释之。答：C—Cl的面外振动，因费米效应的影响，Vc=o产生双峰19.能与气相色谱仪联用的红外光谱仪有：（1）（1）傅立叶变换红外分光光度计；（2）快速扫描红外分光光度计；（3）单光束红外分光光度计；（4）双光束红外分光光度计。20.某一液体化合物，分子量为113，其红外光谱见下图。NMR在δ1.40ppm（3H）有三重峰，δ3.48ppm（2H）有单峰，δ4.25ppm（2H）有四重峰，试推断该化合物的结构。答：C2H5OOC-CH2-CN21.下图为分子式C6H5O3N的红外光谱，写出预测的结构。答：22.某化合物A，分子式为C8H16，它的化学性质如下：（1）（2）（3）（4）化合物E的NMR谱中δ0.9ppm处有9个质子产生的单峰。其红外光谱见下图，试确定A、B、C、D、E各化合物结构。答：A:（CH3）3C-C（C2H5）=CH2；B:；C：（CH3）3C-CBr（C2H5）CH3；D：（CH3）3C-C（CH3）=CHCH3；E：（CH3）3CCOCH3。23.分子式为C9H10O的某个化合物，其红外光谱上显示有羰基、对位二取代苯环两个结构单位。试问分子中所有的不饱和单位是否均由该两已知结构单位给出？剩余单位的分子式是什么？剩余结构单位可能有什么？答：是；C2H6；两个甲基24.请由下列事实，估计A为何物？在化合物C的红外光谱中2720cm-1、2820cm-1、1715cm-1、1380cm-1有特征吸收带，化合物E红外光谱中3500cm-1有一强吸收带，化合物A不能使溴水褪色。答：A:B:25.无色液体，分子量89.09，沸点131℃，含C、H和N。红外光谱特征吸收为（cm-1）：2950（中）、1550（强）、1460（中）、1438（中）、1380（强）、1230（中）、1130（弱）、896（弱）、872（强），试推断未知物为何物？答：CH3CH2CH2NO226.某化合物，沸点为159～161℃，含氯而不含氮和硫，它不溶于水、稀酸、稀碱以及冷的浓硫酸，但能溶于发烟硫酸，它与热的硝酸银醇溶液不发生沉淀。用热的高锰酸钾溶液处理时，可使化合物慢慢溶解，如此所得溶液用硫酸酸化，得到一个中和当量为157±1的沉淀物,其红外显示1600、1580、1500、742cm-1有强峰,试推测其结构。答：27.有一种液体化合物，其红外光谱见下图，已知它的分子式为C4H8O2，沸点77℃，试推断其结构。答：CH3COOC2H528.一个具有中和当量为136±1的酸A，不含X、N、S。A不能使冷的高锰酸钾溶液褪色，但此化合物的碱性溶液和高锰酸钾试剂加热1小时后，然后酸化，即有一个新化合物（B）沉淀而出。此化合物的中和当量为83±1，其红外光谱见下图，紫外吸收峰λmax甲醇=256nm，问A为何物？答：A:B:29.不溶于水的中性化合物A（C11H14O2），A与乙酰氯不反应，但能与热氢碘酸作用。A与次碘酸钠溶液作用生成黄色沉淀。A经催化加氢得化合物B（C11H16O2），而B在Al2O3存在下经加热反应得主要产物C（C11H14O）。小心氧化C得碱溶性化合物D（C9H10O3）。将上述的任一种化合物经强烈氧化可生成化合物E，中和当量为152±1，红外光谱如下图所示。试推断A的结构。答：A:B:C：D:E:30.一个化合物分子式为C4H6O2，已知含一个酯羰基和一个乙烯基。用溶液法制作该化合物的红外光谱有如下特征谱带：3090cm-1(强),1765cm-1（强），1649cm-1（强），1225cm-1（强）。请指出这些吸收带的归属，并写出可能的结构式。答：Ω=23090不饱和CH—1765脂羰基1649碳碳双键1225乙烯醚其可能结构式为CH3COOCH=CH2