2025年大学《化学测量学与技术》专业题库- 分析仪器中的红外光谱技术

2025年大学《化学测量学与技术》专业题库——分析仪器中的红外光谱技术考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.下列哪一种跃迁在红外光谱中通常不会被观察到？A.电子跃迁B.原子核自旋跃迁C.分子振动跃迁D.分子转动跃迁2.傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪与色散型红外光谱仪相比，其主要优点之一是？A.光谱分辨率更高B.扫描速度更快C.光谱范围更宽D.制造成本更低3.红外光谱中，官能团的特征吸收峰通常出现在哪个波数范围？A.10-40cm⁻¹B.400-4000cm⁻¹C.4000-40000cm⁻¹D.10000-20000cm⁻¹4.在红外光谱中，O-H伸缩振动吸收峰通常出现在哪个波数范围？A.>3500cm⁻¹B.2500-3500cm⁻¹C.1500-2500cm⁻¹D.<1500cm⁻¹5.下列哪种分子中，C=O伸缩振动吸收峰的波数最高？A.酰胺B.醇C.醚D.酮6.红外光谱中，指纹区的吸收峰主要与什么有关？A.分子的整体骨架振动B.官能团的振动C.分子的转动D.原子的核spin跃迁7.红外光谱法主要用于鉴定什么？A.元素组成B.分子量C.分子结构D.密度8.在红外光谱分析中，KBr是常用的什么？A.光源B.单色器C.探测器D.样品制备载体9.红外光谱法不能用于分析哪种物质？A.有机化合物B.无机化合物C.高分子材料D.金属元素10.下列哪种技术通常与红外光谱联用，以获得更丰富的结构信息？A.质谱法B.核磁共振波谱法C.紫外可见分光光度法D.X射线衍射法二、填空题（每空1分，共20分）1.红外光谱法基于分子振动和______能级的跃迁。2.傅里叶变换红外光谱仪的核心部件是______。3.红外光谱中，C-H伸缩振动吸收峰通常出现在______cm⁻¹范围。4.红外光谱中，羰基（C=O）伸缩振动吸收峰通常出现在______cm⁻¹范围。5.红外光谱的样品通常要求厚度为______。6.红外光谱法中，常用的气体样品池材料是______。7.红外光谱法中，固体样品的制样方法主要有______和______。8.红外光谱法中，液体样品的制样方法主要有______和______。9.红外光谱法中，影响光谱峰强度的主要因素有______和______。10.红外光谱法在有机化学中的主要应用是______和______。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述红外光谱法的基本原理。2.简述傅里叶变换红外光谱仪与色散型红外光谱仪的主要区别。3.简述红外光谱法在环境监测中的应用。四、论述题（10分）论述红外光谱技术在聚合物分析中的应用。五、计算题（15分）某有机化合物在红外光谱中观察到以下吸收峰：3300cm⁻¹（宽峰），1640cm⁻¹，1460cm⁻¹，1375cm⁻¹。请根据这些吸收峰，推断该有机化合物可能属于哪一类化合物，并简述推断依据。试卷答案一、选择题1.A解析思路：红外光谱法主要基于分子振动和转动能级的跃迁，电子跃迁通常发生在紫外可见光区。2.B解析思路：FTIR仪采用干涉仪进行信号采集，速度快，信噪比高，分辨率高。3.B解析思路：红外光谱中，官能团的特征吸收峰通常出现在4000-400cm⁻¹范围，指纹区为400-150cm⁻¹。4.A解析思路：O-H伸缩振动吸收峰由于氢键的存在，通常出现在>3500cm⁻¹范围。5.A解析思路：酰胺中的N-H键比酮和醇中的O-H、C-H键更强，且氢键作用更强，导致其C=O伸缩振动吸收峰波数最高。6.A解析思路：指纹区的吸收峰对应于分子的整体骨架振动，反映了分子的独特结构。7.C解析思路：红外光谱法通过分子振动频率与官能团对应，从而鉴定分子结构。8.D解析思路：KBr是常用的红外光谱法固体样品制备载体，可以将固体样品研磨后与KBr混合压片。9.D解析思路：红外光谱法主要用于分子水平的结构分析，对金属元素的单质分析能力有限。10.A解析思路：质谱法可以提供化合物的分子量和结构碎片信息，与红外光谱联用可以更全面地确定化合物结构。二、填空题1.转动解析思路：红外光谱法基于分子振动和转动能级的跃迁。2.干涉仪解析思路：FTIR仪的核心部件是干涉仪，用于采集干涉图样。3.2800-3000解析思路：C-H伸缩振动吸收峰通常出现在2800-3000cm⁻¹范围。4.1650-1850解析思路：羰基（C=O）伸缩振动吸收峰通常出现在1650-1850cm⁻¹范围。5.0.1-1解析思路：红外光谱的样品通常要求厚度为0.1-1毫米。6.KBr解析思路：KBr是常用的红外光谱法气体样品池材料，对红外光吸收小。7.压片法，膜片法解析思路：固体样品的制样方法主要有压片法和膜片法。8.液膜法，液体石蜡糊法解析思路：液体样品的制样方法主要有液膜法和液体石蜡糊法。9.分子对称性，振动频率解析思路：红外光谱法中，影响光谱峰强度的主要因素有分子对称性和振动频率。10.分子结构鉴定，官能团鉴定解析思路：红外光谱法在有机化学中的主要应用是分子结构鉴定和官能团鉴定。三、简答题1.红外光谱法基于分子振动和转动能级的跃迁。当分子吸收红外光子时，其振动或转动能级发生跃迁。通过测量分子吸收红外光的波长或波数，可以确定分子振动的频率，从而推断分子的结构信息。2.傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）采用干涉仪采集干涉图样，再通过傅里叶变换得到光谱图，而色散型红外光谱仪通过光栅色散后直接检测红外光强度得到光谱图。FTIR速度快，分辨率高，信噪比好，而色散型红外光谱仪结构简单，成本较低。3.红外光谱法可以用于检测环境中的有害气体，如CO、NOx、SO2等。通过建立气体的红外吸收标准谱库，可以对环境样品进行定性和定量分析，监测空气质量。四、论述题红外光谱技术在聚合物分析中有着广泛的应用。首先，红外光谱可以用于鉴定聚合物的官能团，如羟基、羰基、酰胺基等，从而推断聚合物的类型。其次，红外光谱可以用于分析聚合物的分子量分布，通过特征峰的强度变化来估算聚合物的重均分子量。此外，红外光谱还可以用于研究聚合物的结晶度、取向度等结构参数，以及聚合物的热稳定性、抗氧化性等性能。红外光谱技术还可以用于分析聚合物共混物的组成和相容性，以及聚合物与填料、增塑剂等助剂的相互作用。总之，红外光谱技术是聚合物分析中不可或缺的工具，为聚合物的研究和应用提供了重要的信息。五、计算题该有机化合物可能属于醇或酚类化合物。推断依据：在红外光谱中观察到的3300cm⁻¹（宽峰）吸收峰是O-H伸缩振动吸收峰，表明分子中含有羟基。1640cm⁻