紅外吸收光譜法試題和答案解析

./紅外吸收光譜法一、選擇題1.CH3—CH3的哪種振動形式是非紅外活性的〔1〔1υC-C〔2υC-H〔3δasCH〔4δsCH2.化合物中只有一個羰基.卻在1773cm-1和1736cm-1處出現(xiàn)兩個吸收峰.這是因為〔3〔1誘導(dǎo)效應(yīng)〔2共軛效應(yīng)〔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(yù)測H2S分子的基頻峰數(shù)為〔2〔14〔23〔32〔415.下列官能團在紅外光譜中吸收峰頻率最高的是〔4〔1〔2—C≡C—〔3〔4—O—H二、解答及解析題把質(zhì)量相同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。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(zhì)分子吸收一定波長的光能.能引起分子振動和轉(zhuǎn)動的能及躍遷.產(chǎn)生的吸收光譜一般在中紅外區(qū).稱為紅外光譜當物質(zhì)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(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。電子能級間隔一般約為1~20eV;而紅外光譜是分子的振動能級躍遷引起的.同時伴隨轉(zhuǎn)動能級躍遷.一般振動能級間隔約為0.05~1eV。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<eq\o\ac<○,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.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758cm-1〔1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:5.37C-D的伸縮振動頻率為=1307*√5.37=3028cm-16.C-C、C=C、C≡C的伸縮和振動吸收波長分別為7.0μm.6.0μm和4.5μm。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、C≡C對應(yīng)的為、、.由題知＞＞。所以＞＞7.寫出CS2分子的平動、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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.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?！?CH3-CH3；活性〔2CH3-CCl3；活性〔3CO2；非活性〔4HC≡CH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(chǎn)生吸收譜帶？為什么？預(yù)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。CO2分子應(yīng)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、面彎曲的頻率均在667.兩振動發(fā)生簡并。羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中.C=O伸縮振動出現(xiàn)最低者為<Ⅳ>Ⅰ、；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、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1736cm-1.這是因為：〔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.費米共振F.氫鍵效應(yīng)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〔13000～2700cm-11675～1500cm-11475～1300cm-1；〔23000～2700cm-12400～2100cm-11000～650cm-1；〔33300～3010cm-11675～1500cm-11475～1300cm-1；〔43300～3010cm-11900～1650cm-11475～1300cm-1；〔53000～2700cm-11900～1650cm-11475～1300cm-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(dǎo)效應(yīng).造成振動吸收頻率不同。14.試用紅外光譜區(qū)別下列異構(gòu)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?！?和答：存在共軛.C=O雙鍵吸收峰波數(shù)較低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)：N≡C-NH2+-CH-CH2OH〔ⅠHN≡CH-NH-CO-CH2-〔Ⅱ取代產(chǎn)物在2300cm-1和3600cm-1有兩個尖銳的譜峰。但在3330cm-1和1600cm-1沒有吸收.=4.其產(chǎn)物為何物？答：N≡C-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(gòu)體.并預(yù)測它們的紅外光譜?！?C4H8O2〔2C5H8O4答：⑴CH?CH?CH?COOH.CＨ?CH<CH?>COOH；⑵HOOC<CH?>?COOH.HOOCCH?CH<CH?>COOH。18.乙醇的紅外光譜中.羥基的吸收峰在3333cm-1.而乙醇的1%CCl4溶液的紅外光譜中羥基卻在3650cm-1和3333cm-1兩處有吸收峰.試解釋之。答：C—Cl的面外振動.因費米效應(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；〔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δ1.40ppm〔3H有三重峰.δ3.48ppm〔2H有單峰.δ4.25ppm〔2H有四重峰.試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。答：C2H5OOC-CH2-CN21.下圖為分子式C6H5O3N的紅外光譜.寫出預(yù)測的結(jié)構(gòu)。答：22.某化合物A.分子式為C8H16.它的化學性質(zhì)如下：〔1〔2〔3〔4化合物E的NMR譜中δ0.9ppm處有9個質(zhì)子產(chǎn)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(jié)構(gòu)。答：A:〔CH33C-C〔C2H5=CH2

；B:；C：〔CH33C-CBr〔C2H5CH3

；

D：〔CH33C-C〔CH3=CHCH3；

E：〔CH33CCOCH3。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(jié)構(gòu)單位。試問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2720cm-1、2820cm-1、1715cm-1、1380cm-1有特征吸收帶.化合物E紅外光譜中3500cm-1有一強吸收帶.化合物A不能使溴水褪色。答：A:B: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〔強.試推斷未知物為何物？答：CH3CH2CH2NO226.某化合物.沸點為159～161℃.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157±1的沉淀物,其紅外顯示1600、1580、1500、742cm-1有強峰,試推測其結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)。答：CH3COOC2H528.一個具有中和當量為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83±1.其紅外光譜見下圖.紫外吸收峰λmax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(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〔C11H16O2.而B在Al2O3存在下經(jīng)加熱反應(yīng)得主要產(chǎn)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(jīng)強烈氧化可生成化合物E.中和當量為152±1.紅外光譜如下圖所