儀器分析紅外吸收光譜法習題及答案

1、紅外吸收光譜法一填空題1一般將多原子分子的振動類型分為 伸縮 振動和 變形 振動,前者又可分為 對稱伸縮 振動和 反對稱伸縮 振動,后者可分為 面內(nèi)剪式振動()、面內(nèi)搖擺振動() 和 面外搖擺振動()、面外扭曲振動() 。2紅外光區(qū)在可見光區(qū)和微波光區(qū)之間,習慣上又將其分為三個區(qū): 遠紅外區(qū)，中紅外區(qū) 和 近紅外區(qū) ,其中 中紅外區(qū) 的應(yīng)用最廣。3紅外光譜法主要研究振動中有 偶極矩 變化的化合物，因此，除了單原子 和同核分子 等外,幾乎所有的化合物在紅外光區(qū)均有吸收。4在紅外光譜中,將基團在振動過程中有 偶極矩 變化的稱為 紅外活性 ,相反則稱為 紅外非活性的 。一般來說,前者在紅外光譜圖上

2、出現(xiàn)吸收峰 。5紅外分光光度計的光源主要有 能斯特燈 和 硅碳棒 。6基團一OH、一NH；=CH的一CH的伸縮振動頻率范圍分別出現(xiàn)在 37503000 -1cm, 33003000 cm-1, 30002700 cm-1。7基團一CC、一CN ；C=O；一CN， 一CC的伸縮振動頻率范圍分別出現(xiàn)在 24002100 cm-1, 19001650 cm-1, 16501500 cm-1。840001300 cm-1 區(qū)域的峰是由伸縮振動產(chǎn)生的，基團的特征吸收一般位于此范圍,它是鑒最有價值的區(qū)域，稱為 官能團 區(qū)；1300600 cm-1 區(qū)域中,當分子結(jié)構(gòu)稍有不同時,該區(qū)的吸收就有細微的不同,猶

3、如人的 指紋 一樣,故稱為 指紋區(qū) 。二、選擇題1二氧化碳分子的平動、轉(zhuǎn)動和振動自由度的數(shù)目分別 （A）A. 3，2，4 B. 2，3，4 C. 3，4，2 D. 4，2，32乙炔分子的平動、轉(zhuǎn)動和振動自由度的數(shù)目分別為 （C）A. 2，3，3 B. 3，2，8 C. 3，2，7 D. 2，3，74下列數(shù)據(jù)中,哪一組數(shù)據(jù)所涉及的紅外光譜區(qū)能夠包括CH3CH2COH的吸收帶?（D）A. 30002700cm-1，16751500cm-1，14751300cm一1。B. 33003010cm-1，16751500cm-1, 14751300cm-1。-1-l-1C. 33003010cm, 190

4、01650cm，1000650cm。D. 30002700cm-1, 19001650cm-1, 14751300cm-1。19001650cm-1為 C=O伸縮振動，30002700cm-1為飽和碳氫CH伸縮振動（不飽和的其頻率高于3000 cm-1），14751300cm-1為CH變形振動（如CH3約在13801460cm-1）。5下圖是只含碳、氫、氧的有機化合物的紅外光譜，根據(jù)此圖指出該化合物為哪一類？（B）A酚 B含羰基 C醇 D烷烴6碳基化合物RCOR（1）， RCOCl（2），RCOCH（3）, RCOF（4）中, C=O伸縮振動頻率出現(xiàn)最高者為（D）A（1） B（2） C（3）

5、D（4）7在醇類化合物中, OH伸縮振動頻率隨溶液濃度的增加，向低波數(shù)方向位移的原因是（B）A溶液極性變大 B形成分子間氫鍵隨之加強C誘導效應(yīng)隨之變大 D易產(chǎn)生振動偶合8傅里葉變換紅外分光光度計的色散元件是式 （D）A玻璃棱鏡 B石英棱鏡 C 鹵化鹽棱鏡 D邁克爾遜干涉儀四、簡答題1、分別在95乙醇溶液和正己烷中測定2戌酮的紅外吸收光譜。預計在哪種溶劑中CO的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)？為什么？答：正己烷溶劑中CO的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)，在95乙醇溶液CO的吸收峰出現(xiàn)在低頻區(qū)。原因在乙醇溶液中由于CO與乙醇中的OH之間易形成氫鍵，使CO的雙鍵特征性降低，鍵的力常數(shù)減小，吸收峰向低波數(shù)方向移動。2、不考慮

6、其它因素條件的影響，試指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺類化合物中，出現(xiàn)CO伸縮振動頻率的大小順序。答：酰氯， 酸，酯，醛，酰胺。3、在乙酰乙酸乙酯的紅外光譜圖中，除了發(fā)現(xiàn)1738，1717有吸收峰外，在1650和3000也出現(xiàn)吸收峰。試指出出現(xiàn)后兩個吸收峰的。答：試樣中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式異構(gòu)體。CH322H32H5n(OH)3000 因此在 IR 譜圖上，除了出現(xiàn) n(C=C)吸收帶外，還應(yīng)出現(xiàn) n(C=O)n(C=O)吸收帶出現(xiàn)在 1650 cm-1，n(OH)cm-1。4、欲測定某一微細粉末的紅外光譜，試說明選用什么樣的試樣制備方法？為什么？答：固體研磨法（用KBr作稀釋劑）紅外光譜分析法

7、試題一、簡答題1.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么?是否所有的分子振動都會產(chǎn)生紅外吸收光譜?為什么?2以亞甲基為例說明分子的基本振動模式.3.何謂基團頻率?它有什么重要用途?4紅外光譜定性分析的基本依據(jù)是什么？簡要敘述紅外定性分析的過程5影響基團頻率的因素有哪些?6何謂指紋區(qū)？它有什么特點和用途？二、選擇題1.在紅外光譜分析中，用 KBr制作為試樣池，這是因為 ( )A KBr晶體在 4000 400cm -1 范圍內(nèi)不會散射紅外光B KBr在 4000 400 cm -1 范圍內(nèi)有良好的紅外光吸收特性C KBr在 4000 400 cm -1 范圍內(nèi)無紅外光吸收D 在 4000 400 cm -1

8、范圍內(nèi)，KBr 對紅外無反射2.一種能作為色散型紅外光譜儀色散元件的材料為 ( )A 玻璃 B 石英 C 鹵化物晶體 D 有機玻璃3.并不是所有的分子振動形式其相應(yīng)的紅外譜帶都能被觀察到，這是因為 ( )A 分子既有振動運動，又有轉(zhuǎn)動運動，太復雜B 分子中有些振動能量是簡并的C 因為分子中有 C、H、O以外的原子存在D 分子某些振動能量相互抵消了4.下列四種化合物中，羰基化合物頻率出現(xiàn)最低者為 ( )A I B II C III D IV5.在下列不同溶劑中，測定羧酸的紅外光譜時，CO伸縮振動頻率出現(xiàn)最高者為 ( )A 氣體 B 正構(gòu)烷烴 C 乙醚 D 乙醇6.水分子有幾個紅外譜帶，波數(shù)最高的

9、譜帶對應(yīng)于何種振動 ? ( )A 2個，不對稱伸縮 B 4個，彎曲C 3個，不對稱伸縮 D 2個，對稱伸縮7.苯分子的振動自由度為 ( )A 18 B 12 C 30 D 318.在以下三種分子式中 CC雙鍵的紅外吸收哪一種最強?(1) CH3CH = CH2 (2) CH3 CH = CHCH3（順式） (3) CH3CH = CHCH3（反式） (A（1） 最強 B (2)最強 C (3)最強 D 強度相同9.在含羰基的分子中，增加羰基的極性會使分子中該鍵的紅外吸收帶 ( )A 向高波數(shù)方向移動 B 向低波數(shù)方向移動C 不移動 D 稍有振動10.以下四種氣體不吸收紅外光的是 ( )A H2

10、O B CO 2 C HCl D N211.某化合物的相對分子質(zhì)量Mr=72,紅外光譜指出,該化合物含羰基,則該化合物可能的分子式為 (A C4H8O B C3H4O 2 C C3H6NO D (1) 或(2)12.紅外吸收光譜的產(chǎn)生是由于 ( )A 分子外層電子、振動、轉(zhuǎn)動能級的躍遷B 原子外層電子、振動、轉(zhuǎn)動能級的躍遷C 分子振動-轉(zhuǎn)動能級的躍遷D 分子外層電子的能級躍遷4 ) )13. Cl2分子在紅外光譜圖上基頻吸收峰的數(shù)目為 ( )A 0 B 1 C 2 D 314.紅外光譜法試樣可以是 ( )A 水溶液 B 含游離水 C 含結(jié)晶水 D 不含水15.能與氣相色譜儀聯(lián)用的紅外光譜儀為

11、( )A 色散型紅外分光光度計B 雙光束紅外分光光度計C 傅里葉變換紅外分光光度計D 快掃描紅外分光光度計16.試比較同一周期內(nèi)下列情況的伸縮振動(不考慮費米共振與生成氫鍵)產(chǎn)生的紅外吸收峰,頻率最小的是( )A C-H B N-H C O-H D F-H17.已知下列單鍵伸縮振動中 C-C C-N C-O鍵力常數(shù)k/(Ncm-1) 4.5 5.8 5.0吸收峰波長6.85問C-C, C-N, C-O鍵振動能級之差E順序為 ( )A C-C > C-N > C-O B C-N > C-O > C-CC C-C > C-O > C-N D C-O > C

12、-N > C-C18.一個含氧化合物的紅外光譜圖在3600 3200cm -1有吸收峰,下列化合物最可能的是 ( )A CH3CHO B CH3CO-CH3C CH3CHOH-CH3 D CH3O-CH2-CH319.用紅外吸收光譜法測定有機物結(jié)構(gòu)時,試樣應(yīng)該是 ( )A 單質(zhì) B 純物質(zhì) C 混合物 D 任何試樣20.下列關(guān)于分子振動的紅外活性的敘述中正確的是 ( )A 凡極性分子的各種振動都是紅外活性的,非極性分子的各種振動都不是紅外活性的B 極性鍵的伸縮和變形振動都是紅外活性的C 分子的偶極矩在振動時周期地變化,即為紅外活性振動D 分子的偶極矩的大小在振動時周期地變化,必為紅外活性

13、振動,反之則不是 /m 6 6.46三、填空題1在分子的紅外光譜實驗中,并非每一種振動都能產(chǎn)生一種紅外吸收帶,常常是實際吸收帶比預期的要少得多。其原因是(1)_; (2)_; (3)_; (4)_。2乳化劑OP-10的化學名稱為:烷基酚聚氧乙烯醚,化學式:譜圖中標記峰的歸屬:a_, b_, c_, d_。3化合物 的紅外光譜圖的主要振動吸收帶應(yīng)為:(1)3500 3100 cm -1處,有 _振動吸收峰(2)3000 2700 cm -1處,有 _振動吸收峰(3)1900 1650 cm -1處,有 _振動吸收峰(4)1475 1300 cm -1處,有 _振動吸收峰4在苯的紅外吸收光譜圖中(

14、1) 3300 3000cm -1處,由_振動引起的吸收峰(2) 1675 1400cm -1處,由_振動引起的吸收峰(3) 1000 650cm -1處,由_振動引起的吸收峰5在分子振動過程中，化學鍵或基團的6比較C = C和C = O鍵的伸縮振動，譜帶強度更大的是。7氫鍵效應(yīng)使OH伸縮振動譜帶向波數(shù)方向移動。8一般多原子分子的振動類型分為振動。9紅外光區(qū)位于可見光區(qū)和微波光區(qū)之間，習慣上又可將其細分為和 三個光區(qū)。10在紅外光譜中，通常把4000一 1500 cm -1 的區(qū)域稱為區(qū)，把1500 400 cm -1的區(qū)域稱為 區(qū)。11根據(jù)Frank一Condon原理，分子受到紅外光激發(fā)時發(fā)

15、生分子中能級的躍遷；同時必然伴隨分子中 能級的變化。12紅外吸收光譜是地反映分子中振動能級的變化；而拉曼光譜是 地反映分子中振動能級的變化。13紅外光譜儀可分為14共扼效應(yīng)使C =O伸縮振動頻率向波數(shù)位移。四、正誤判斷1紅外光譜不僅包括振動能級的躍遷，也包括轉(zhuǎn)動能級的躍遷，故又稱為振轉(zhuǎn)光譜。（ ）2傅里變換葉紅外光譜儀與色散型儀器不同，采用單光束分光元件。 （ ）3由于振動能級受分子中其他振動的影響，因此紅外光譜中出現(xiàn)振動偶合譜帶。 （ ）4確定某一化合物骨架結(jié)構(gòu)的合理方法是紅外光譜分析法。 （ ）5對稱結(jié)構(gòu)分子，如H2O分子，沒有紅外活性。 （ ）6水分子的HOH對稱伸縮振動不產(chǎn)生吸收峰。

16、（ ）7紅外光譜圖中，不同化合物中相同基團的特征頻率峰總是在特定波長范圍內(nèi)出現(xiàn)，故可以根據(jù)紅外光譜圖中的特征頻率峰來確定化合物中該基團的存在。 （ ）8不考慮其他因素的影響，下列碳基化合物（ ）9醛基中CH伸縮頻率出現(xiàn)在c=o伸縮頻率的大小順序為：酰鹵酰胺酸醛酯。 2720 cm -1。 （ ）10紅外光譜儀與紫外光譜儀在構(gòu)造上的差別是檢測器不同。 （ ）11當分子受到紅外光激發(fā)，其振動能級發(fā)生躍遷時，化學鍵越強吸收的光子數(shù)目越多。（ ）12游離有機酸CO伸縮振動頻率c=o一般出現(xiàn)在 1760 cm -1，但形成多聚體時，吸收頻率向高波數(shù)移動。 （ ）13酮、羧酸等的羰基（C=O）的伸縮振動在

17、紅外光譜中的吸收峰頻率相同。 （ ）14拉曼光譜與紅外光譜一樣都是反映分子中振動能級的變化。 （ ）15對同一物質(zhì)，隨人射光頻率的改變，拉曼線頻率改變，但拉曼位移與人射光頻率無關(guān)。（ ）一、簡答題1.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么?是否所有的分子振動都會產(chǎn)生紅外吸收光譜?為什么?解:條件:激發(fā)能與分子的振動能級差相匹配,同時有偶極矩的變化.并非所有的分子振動都會產(chǎn)生紅外吸收光譜,具有紅外吸收活性,只有發(fā)生偶極矩的變化時才會產(chǎn)生紅外光譜.2.以亞甲基為例說明分子的基本振動模式. 解:( 1)對稱與反對稱伸縮振動: (2)面內(nèi)彎曲振動: (3)面外彎曲振動:3.何謂基團頻率?它有什么重要用途?解:與一定

18、結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的振動頻率稱為基團頻率,基團頻率大多集中在4000 -1350 cm，稱為基團頻率區(qū)，基團頻率可用于鑒定官能團4.紅外光譜定性分析的基本依據(jù)是什么？簡要敘述紅外定性分析的過程解：基本依據(jù)：紅外對有機化合物的定性具有鮮明的特征性，因為每一化合物都有特征的紅外光譜，光譜帶的數(shù)目、位置、形狀、強度均隨化合物及其聚集態(tài)的不同而不同。定性分析的過程如下：(1)試樣的分離和精制；(2)了解試樣有關(guān)的資料；(3)譜圖解析；(4)與標準譜圖對照;(5)聯(lián)機檢索5.影響基團頻率的因素有哪些?解:有內(nèi)因和外因兩個方面.內(nèi)因: (1)電效應(yīng),包括誘導、共扼、偶極場效應(yīng)；（2）氫鍵；（3）振動耦合；（4）費米共振；（5）立體障礙；（6）環(huán)張力。外因：試樣狀態(tài)，測試條件，溶劑效應(yīng)，制樣方法等。6.何謂指紋區(qū)？它有什么特點和用途？解：在IR光譜中，頻率位于1350 -650cm的低頻區(qū)稱為指紋區(qū)指紋區(qū)的主要價值在于表示整個分子的特征，因而適用于與標準譜圖或已知物譜圖的對照，以得出未知物與已知物是否相同的準確結(jié)論，任何兩個化合物的指紋區(qū)特征都是不相同的二、選擇題C、D、B