红外吸收光谱法习题含答案

1习题解答一．填空题1．一般将多原子分子的振动类型分为伸缩振动和变形振动,前者又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,后者可分为面内剪式振动(δ)、面内摇摆振动(ρ)和面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ)。2．红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区:远红外区，中红外区和近红外区,其中中红外区的应用最广。3．红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物，因此，除了单原子和同核分子等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。4．在红外光谱中,将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为红外活性,相反则称为红外非活性的。一般来说,前者在红外光谱图上出现吸收峰。5．红外分光光度计的光源主要有能斯特灯和硅碳棒。6．基团一OH、一NH；==CH的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在3750—3000cm-1,3300—3000cm-1,3000—2700cm-1。7．基团一C≡C、一C≡N；—C==O；一C＝N，一C＝C—的伸缩振动频率范围分别出现在2400—2100cm-1,1900—1650cm-1,1650—1500cm-1。8．4000—1300cm-1区域的峰是由伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域，称为官能团区；1300—600cm-1区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的指纹一样,故称为指纹区。二、选择题1．二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别（A）2A.3，2，4B.2，3，4C.3，4，2D.4，2，32．乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为（C）A.2，3，3B.3，2，8C.3，2，7D.2，3，73．二氧化碳的基频振动形式如下（D）（1）对称伸缩O==C==O（2）反对称伸缩O==C==O←→←←（3）x，y平面弯曲↑O==C==O↑（4）x，z平面弯曲↑O==C==O↑↓↓指出哪几个振动形式是非红外活性的？A.（1），（3）B.（2）C.（3）D.(1)4．下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带?（D）A.3000—2700cm-1，1675—1500cm-1，1475—1300cm一1。B.3300—3010cm-1，1675—1500cm-1,1475—1300cm-1。C.3300—3010cm-1,1900—1650cm-l，1000——650cm-1。D.3000—2700cm-1,1900—1650cm-1,1475——1300cm-1。1900—1650cm-1为C==O伸缩振动，3000—2700cm-1为饱和碳氢C—H伸缩振动（不饱和的其频率高于3000cm-1），1475——1300cm-1为C—H变形振动（如—CH3约在1380—1460cm-1）。5．下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱，根据此图指出该化合物为哪一类？（B）A．酚B．含羰基C．醇D．烷烃36．碳基化合物RCOR‘（1），RCOCl（2），RCOCH（3）,RCOF（4）中,C==O伸缩振动频率出现最高者为（D）A．（1）B．（2）C．（3）D．（4）7．在醇类化合物中,O—H伸缩振动频率随溶液浓度的增加，向低波数方向位移的原因是（B）A．溶液极性变大B．形成分子间氢键随之加强C．诱导效应随之变大D．易产生振动偶合8．傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式（D）A．玻璃棱镜B．石英棱镜C．卤化盐棱镜D．迈克尔逊干涉仪三、计算题1、计算分子式为C7H7NO的不饱和度。2、计算分子式为C6H6NCl的不饱和度。3、羧基（－COOH）中C＝O、C－O、O－H等键的力常数分别为12.1N.cm-1、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1，若不考虑相互影响，计算：（1）各基团的伸缩振动频率；（2）基频峰的波长与波数；（3）比较ν（O－H）与ν（C－O），ν（C＝O）与ν（C－O），说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。解：Ar（H）=1.00794，Ar（O）=15.9994，Ar（C）=12.010752717121134nnnU42716121134nnnU)()()()(13031303BrArBrArrAAAAkAk4)(9.1730161216121.1213031cmOC)(777.5109.1730114m)(1051931039.17301010Hzc)(7.13271612161212.713031cmOC)(532.7107.1327114m)(101.39831037.13271010Hzc)(6.323416116180.513031cmHO)(092.3106.3234114m)(108.97031036.32341010Hzc4、已知CHCl3中C－H键和C－Cl的伸缩振动分别发生在3030cm-1与758cm-1。（1）试计算CDCl3中C－H键的伸缩振动发生的位置；（2）试计算CHBr3中C－Br键的伸缩振动频率。（假设CHCl3与CDCl3的键力常数K相同，C－Br键与C－Cl的键力常数K相同）解：（1）).(992.4121121)13033030()1303(122cmNArkHC)(5.2223122122992.413031cmDC（2）).(04.3125.35125.35)1303758()1303(122cmNArkClC5)(1011.21034.703103129.79129.7904.31303131010HzcBrC四、简答题1、分别在95％乙醇溶液和正己烷中测定2－戌酮的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中C＝O的吸收峰出现在高频区？为什么？答：正己烷溶剂中C＝O的吸收峰出现在高频区，在95％乙醇溶液C＝O的吸收峰出现在低频区。原因在乙醇溶液中由于C＝O与乙醇中的－OH之间易形成氢键，使C＝O的双键特征性降低，键的力常数减小，吸收峰向低波数方向移动。2、不考虑其它因素条件的影响，试指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺类化合物中，出现C＝O伸缩振动频率的大小顺序。答：酰氯，酸，酯，醛，酰胺。3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中，除了发现1738，1717有吸收峰外，在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的。答：试样中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式异构体。CH3CCH2COC2H5OOCH3CCHCOC2H5OOH因此在IR谱图上，除了出现(C=C)吸收带外，还应出现(OH)(C=O)吸收，(C=O)吸收带出现在1650cm-1，(OH)3000cm-1。4、欲测定某一微细粉末的红外光谱，试说明选用什么样的试样制备方法？为什么？答：固体研磨法（用KBr作稀释剂）