红外吸收光谱法试地的题目与答案详解

1、红外吸收光谱法一、选择题1. CH3CH的哪种振动形式是非红外活性的(1)(1) uC-C(2)uC-H(3)8asCH(4)8sCH0II2. 'I化合物中只有一个谈基，却在1773cm-1和1736cni1处出现两个吸收峰，这是因为(3)(1)诱导效应(2)共轲效应(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)H(1) /、(2)-CC-(3)/(4)-OH二、解答及解析题1

2、.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。hk答：E=hv=;所以B体系有较大的势能。2二'M2 .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

3、：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120eV;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0.051eV。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-0(1280cm-1)当势能V=0和V=1时,比较C-C,C-N,C-0键振动能级之间白相差顺序为()C-0>C-N>C-C;C-C>C-N>C-0;C-N>C-C>C-0;C-N>C-0>C-C;C-0>C-C>

4、C-N5 .对于CHC13C-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CDC13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）v=1307Jk',C-H:k3030”2<13071=5.37C-D的伸缩振动频率为v=1307Jk'=1307*，5.37=3028cm-16 .C-C、C=CCC的伸缩和振动吸收波长分别为7.0m,6.0科m和4.5科nn按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。/.：2v_|r2K-1307_答：v=13071一,K=-士*M,C-C、C=CCmC对应白勺为V1

5、、V2、V3,M2由题知V1>V2>V3。所以K1>K2>K37 .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) CH-CH3；活性(2)CH-CC13；活性(3)C0;非活性(4)HOCH非活性(5) H/'ci活性cr非活性9. C12、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

6、谱带数。答：C12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. CO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VsA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1667cm,两振动发生简并。11. 玻基化合物I、n、出、W中，C=Of申缩振动出现最低者为（W）0I、R】CH?LCHj电；0I出、处一CH-CHCCH-CH-&n、Ri-CH-CH-C-CH3-0w、0-Uh-ch-r0土七由人钻立八口一主12. 化合物中只有一个玻基，却有两个C=O的吸收带，分别在1773

7、cm-1和1736cm-1,这是因为：（D/E）A.诱导效应B.共轲效应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CHlCHC比一C-H的吸收带：（5）14.试用红外光谱区别下列异构体：(1)3000-2700cm-116751500cm-114751300cm-1;(2)3000-2700cm-124002100cm-11000650cm-1;(3)3300-3010cm-116751500cm-114751300cm-1;(4)3300-3010cm-119001650cm-114751300cm-1;(5)3000-2700

8、cm-119001650cm-114751300cm-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尢吸收峰，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。答：0H在860-800有很强的峰，一般为单峰,和CH3CHCHCHO答：CHCHCHCHO1380附近出现单峰。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：*C-NH+-CH-CHOH(I)HN三CH-NH-CO-CH(n)取代产物在2300cm-1和3600cm-1有两个尖锐的谱峰。但在3330cm

9、-1和1600cm-1没有吸收，=4,其产物为何物？答：C-NH>+-CH-CHaOH16 .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竣酸的两种异构体，并预测它们的红外光谱。(1)GHQ(2)C5HsO4答：CH?CH?CH?COOHCH?CH(CH?)COOHHOOC(CH)?COOHHOOCC?HCH(CH?)COOH18 .乙醇的红外光谱中，羟基的吸收峰在3333cm-1,而乙醇的1%CC4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

10、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。NM睢81.40ppm(3H)有三重峰，S3.48ppm(2H)有单山I,84.25ppm(2H)有四重峰，试推断该化合物的结构。21.下图为分子式C6H5O3陋红外光谱，写出预测的结构。22.某化合物A,分子式为C8H16它的化学性质如下:(1)(2)(3)CgHm(&+HB1CeHnBr(C)CsH17Bt主要产物C典f“

11、H】6+化合物A主要产物D2风>CHQ+心祖乂。出3酮类化合物B品:C祖4。+。祖口。(4)I1J试确定A化合物E的NMFW中80.9ppm处有9个质子产生的单峰。其红外光谱见下图,曰C、D>E各化合物结构。答：A:(CH33C-C(C2Hs=CH2B:二一一CH2CH3；C: (CH3)3C-CBr(C2HsCH3;D: (CH33C-C(CH3=CHCH3E: (CH3)3CCOCH3。23 .分子式为C9H10O勺某个化合物，其红外光谱上显示有玻基、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

12、么？答：是；C2H。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不能使滨水褪色。眄曲（A）+强匹LC孙1M曲龄物B+*0©始伽临物D+昵YMAE）25 .无色液体，分子量89.09,沸点131C,含CH和M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：CH3CH2CH2NO22

13、6 .某化合物，沸点为159161C,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。用热的高镒酸钾溶液处理时，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。C127.有一种液体化合物，其红外光谱见下图，已知它的分子式为OH8Q,沸点77C,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、NSoA不能使冷的高镒酸钾溶液褪色，但此化合物的碱性溶液和高镒酸钾试剂加热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，紫外吸收峰入max甲醇=256nm问A为何物?外nE仰M0pCOOHZCOOHBUCOOH29.不溶于水的中性化合物A(C11H4Q),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(GiHwQ),而B在Al2。存在下经加热反应得主要产物C(GiHuO)。小心氧化C得碱溶性化合物D(GHwQ)。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Ech3o-()-ch2ch2-cch.答：A