紅外吸收光譜法試題與問題詳解

1、紅外吸收光譜法一、選擇題1. CH3CH3的哪種振動形式是非紅外活性的（1）（1）C-C （2）C-H （3）asCH （4）sCH2. 化合物中只有一個羰基，卻在1773cm-1和1736 cm-1處出現(xiàn)兩個吸收峰，這是因為（3）（1）誘導效應 （2）共軛效應 （3）費米共振 （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. 預測H2S分子的基頻峰數(shù)為（2）（1）4 （2）3 （3）2 （4）15. 下列官能團在紅外光譜中吸收峰頻率最高的是（4）（1） （2）CC （3） （4）OH二、解答及解析題1. 把質量相同

2、的球相連接到兩個不同的彈簧上。彈簧B的力常數(shù)是彈簧A的力常數(shù)的兩倍，每個球從靜止位置伸長1cm，哪一個體系有較大的勢能。答： ;所以B體系有較大的勢能。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物質分子吸收一定波長的光能，能引起分子振動和轉動的能及躍遷，產生的吸收光譜一般在中紅外區(qū)，稱為紅外光譜當物質分子吸收一定波長的光能，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引起的。電子能

3、級間隔一般約為120eV; 而紅外光譜是分子的振動能級躍遷引起的，同時伴隨轉動能級躍遷，一般振動能級間隔約為0.051eV。3. 紅外吸收光譜圖橫坐標、縱坐標各以什么標度？答：波長和波數(shù)為橫坐標，吸收度或百分透過率為縱坐標4. C-C（1430cm-1），C-N（1330cm-1），C-O（1280cm-1）當勢能V=0和V=1時，比較C-C，C-N，C-O鍵振動能級之間的相差順序為(）C-OC-NC-C； C-CC-NC-O； C-NC-CC-O；C-NC-OC-C； C-OC-CC-N5. 對于CHCl3、C-H伸縮振動發(fā)生在3030cm-1，而C-Cl伸縮振動發(fā)生在758 cm-1（1）

4、計算CDCl3中C-D伸縮振動的位置；（2）計算CHBr3中C-Br伸縮振動的位置。答：（1）， C-H : 5.37 C-D的伸縮振動頻率為=1307*5.37=3028cm-16. C-C、C=C、CC的伸縮和振動吸收波長分別為7.0m，6.0m和4.5m。按照鍵力常數(shù)增加的順序排列三種類型的碳-碳鍵。答：, , C-C、C=C、CC對應的為、，由題知。所以7. 寫出CS2分子的平動、轉動和振動自由度數(shù)目。并畫出CS2不同振動形式的示意圖，指出哪種振動為紅外活性振動？答：分子自由度=3N=3*3=9，轉動自由能=2；振動自由能=3N-5=9-5=4 ，平動自由能=3N-(3N-5)=5。8

5、. 下列各分子的碳-碳對稱伸縮振動在紅外光譜中是活性的還是非活性的。（1）CH3-CH3；活性 （2）CH3-CCl3；活性 （3）CO2；非活性（4）HCCH 非活性（5）活性 （6） 非活性9. Cl2、H2S分子的振動能否引起紅外吸收而產生吸收譜帶？為什么？預測可能有的譜帶數(shù)。答：Cl2不能，振動自由度數(shù)=1，為紅外非活性；H2S能，振動自由度數(shù)=3，可能的譜帶數(shù)3。10. CO2分子應有4種基本振動形式，但實際上只在667cm-1和2349cm-1處出現(xiàn)兩個基頻吸收峰，為什么？答：因為A道對稱伸縮振動無紅外活性面外彎曲、面內彎曲的頻率均在667，兩振動發(fā)生簡并。11. 羰基化合物、中，

6、C=O伸縮振動出現(xiàn)最低者為()、 ； 、 、 12. 化合物中只有一個羰基，卻有兩個C=O的吸收帶，分別在1773cm-1和1736 cm-1，這是因為：（D/E)A. 誘導效應 B.共軛效應 C.空間效應 D.偶合效應 E.費米共振 F.氫鍵效應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）30002700 cm-1 16751500 cm-1 14751300 cm-1；（2）30002700 cm-1 24002100 cm-1 1000650 cm-1；（3）33003010 cm-1 16751500 cm-1 14751300 cm-1；（4）3

7、3003010 cm-1 19001650 cm-1 14751300 cm-1；（5）30002700 cm-1 19001650 cm-1 14751300 cm-1；13.三氟乙烯碳-碳雙鍵伸縮振動峰在1580cm-1，而四氟乙烯碳-碳雙鍵伸縮振動在此處無吸收峰，為什么？答;極性共價鍵隨著取代基電負性的不同，電子密度云發(fā)生變化，引起鍵的振動譜帶位移，即誘導效應，造成振動吸收頻率不同。14. 試用紅外光譜區(qū)別下列異構體：（1） 和 答：在860-800有很強的峰，一般為單峰，（2） 和 CH3CH2CH2CHO答：CH3CH2CH2CHO在1380附近出現(xiàn)單峰。（3） 和 答：存在共軛，C

8、=O雙鍵吸收峰波數(shù)較低15. 某化合物經取代后，生成的取代產物有可能為下列兩種物質：NC-NH2-CH-CH2OH （） HNCH-NH-CO-CH2- （）取代產物在2300 cm-1和3600 cm-1有兩個尖銳的譜峰。但在3330 cm-1和1600 cm-1沒有吸收，=4，其產物為何物？答：NC-NH2-CH-CH2OH16. 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體，并預測它們的紅外光譜。（1）C4H8O2 （2）C5H8O4答：CHCHCHCOOH，CCH(CH)CO

9、OH；HOOC(CH)COOH，HOOCCHCH(CH)COOH。18. 乙醇的紅外光譜中，羥基的吸收峰在3333 cm-1，而乙醇的1l4溶液的紅外光譜中羥基卻在3650 cm-1和3333 cm-1兩處有吸收峰，試解釋之。答：CCl的面外振動，因費米效應的影響，Vc=o產生雙峰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；（2）快速掃描紅外分光光度計；（3）單光束紅外分光光度計；（4）雙光束紅外分光光度計。20. 某一液體化合物，分子量為113，其紅外光譜見下圖。NMR在1.40ppm（3H）有三重峰，3.48ppm（2H）有單峰，4.25ppm（2H）有

10、四重峰，試推斷該化合物的結構。答：C2H5OOC-CH2-CN21. 下圖為分子式C6H5O3N的紅外光譜，寫出預測的結構。答：22. 某化合物A，分子式為C8H16，它的化學性質如下：（1） （2） （3） （4）化合物E的NMR譜中0.9ppm處有9個質子產生的單峰。其紅外光譜見下圖，試確定A、B、C、D、E各化合物結構。答：A: （CH3）3C-C（C2H5）=CH2 ；B:；C：（CH3）3C-CBr（C2H5）CH3；D：（CH3）3C-C（CH3）=CHCH3；E：（CH3）3CCOCH3。23. 分子式為C9H10O的某個化合物，其紅外光譜上顯示有羰基、對位二取代苯環(huán)兩個結構單位

11、。試問分子中所有的不飽和單位是否均由該兩已知結構單位給出？剩余單位的分子式是什么？剩余結構單位可能有什么？答：是；C2H6；兩個甲基24. 請由下列事實，估計A為何物？在化合物C的紅外光譜中2720 cm-1、2820 cm-1、1715 cm-1、1380 cm-1有 特征吸收帶，化合物E紅外光譜中3500 cm-1有一強吸收帶，化合物A不能使溴水褪色。答：A:B:25. 無色液體，分子量89.09，沸點131，含C、H和N。紅外光譜特征吸收為（cm-1）：2950（中）、1550（強）、1460（中）、1438（中）、 1380（強）、1230（中）、1130（弱）、896（弱）、872（

12、強），試推斷未知物為何物？答：CH3CH2CH2NO2 26. 某化合物，沸點為159161，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，可使化合物慢慢溶解，如此所得溶液用硫酸酸化，得到一個中和當量為1571的 沉淀物,其紅外顯示1600、1580、1500、742 cm-1有強峰,試推測其結構。答：27. 有一種液體化合物，其紅外光譜見下圖，已知它的分子式為C4H8O2，沸點77，試推斷其結構。答：CH3COOC2H528. 一個具有中和當量為1361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小時后，然后酸化，即有一個新化合物（B）沉淀而出。此化合物的中和當量為831，其紅外光譜見下圖，紫外吸收峰max甲醇 =256nm，問A為何物？答：A:B:29. 不溶于水的中性化合物A（C11H14O2），A與乙酰氯不反應，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經催化加氫得化合物B（C11H16O2），而B在Al2O3存在下經加熱反應得主要產物C（C11H14O）。小心氧化C得堿溶性化合物D（C9H10O3）。 將上述的任一種化合物經強烈氧化可生成化合物E，中和當量為1521，紅外光譜如下圖所示。試推斷