儀器分析紅外吸收光譜法習題和答案解析

......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,后者可分為面內剪式振動(δ)、面內搖擺振動(ρ)和面外搖擺振動(ω)、面外扭曲振動(τ)。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3750—3000cm-1,3300—3000cm-1,3000—2700cm-1。7．基團一C≡C、一C≡N；—C==O；一C＝N，一C＝C—的伸縮振動頻率范圍分別出現(xiàn)在2400—2100cm-1-1,1900—1650cm,1650—1500cm-1。8．4000—1300cm-1區(qū)域的峰是由伸縮振動產(chǎn)生的，基團的特征吸收一.專業(yè)專注.......般位于此范圍,它是鑒最有價值的區(qū)域，稱為官能團區(qū)；1300—600cm-1區(qū)域中,當分子結構稍有不同時,該區(qū)的吸收就有細微的不同,猶如人的指紋一樣,故稱為二、選擇題指紋區(qū)。1．二氧化碳分子的平動、轉動和振動自由度的數(shù)目分別（A）A.3，2，4B.2，3，4C.3，4，2D.4，2，32．乙炔分子的平動、轉動和振動自由度的數(shù)目分別為A.2，3，3B.3，2，8C.3，2，7D.2，3，7（C）4．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.3000—2700cm-1，1675—1500cm-1，1475—1300cm一1。B.3300—3010cm-1，1675—1500cm-1,1475—1300cm-1。C.3300—3010cm-1,1900—1650cm-l，1000——650cm-1。D.3000—2700cm-1,1900—1650cm-1,1475——1300cm-1。1900—1650cm-1為C==O伸縮振動，3000—2700cm-1為飽和碳氫C—H伸縮振動（不飽和的其頻率高于3000cm為C—H變-1-1），1475——1300cm形振動（如—CH3約在1380—1460cm）。-15．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.專業(yè)專注.......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）D．（4）B．（2）C．（3）7．在醇類化合物中,O—H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C＝O的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)？為什么？.專業(yè)專注...答：正己烷溶劑中C＝O的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)，在95％乙醇溶液C＝O的吸收峰出現(xiàn)在低頻區(qū)。原因在乙醇溶液中由于C＝O與乙醇中的－OH之間易形成氫鍵，使C＝O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)C＝O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體。CH3CCH2COC2H5OOCH3CCHCOC2H5OOH因此在IR譜圖上，除了出現(xiàn)(C=C)吸收帶外，還應出現(xiàn)(OH)和(C=O)吸收，(C=O)吸收帶出現(xiàn)在1650cm-1，(OH)吸收帶在生成氫鍵時，可移至3000cm-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）.專業(yè)專注.......紅外光譜分析法試題一、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(AKBr晶體在4000～400cm-1范圍內不會散射紅外光BKBr在4000～400cm-1范圍內有良好的紅外光吸收特性CKBr在4000～400cm-1范圍內無紅外光吸收)D在4000～400cm-1范圍內，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.專業(yè)專注...4.下列四種化合物中，羰基化合物頻率出現(xiàn)最低者為(AIBIICIIIDIV5.在下列不同溶劑中，測定羧酸的紅外光譜時，C＝O伸縮振動頻率出現(xiàn)最高者為(A氣體B正構烷烴C乙醚D乙醇6.水分子有幾個紅外譜帶，波數(shù)最高的譜帶對應于何種振動?(....)))A2個，不對稱伸縮C3個，不對稱伸縮B4個，彎曲D2個，對稱伸縮7.苯分子的振動自由度為()A188.在以下三種分子式中C＝C雙鍵的紅外吸收哪一種最強?(1)CH3－CH=CH2(2)CH3－CH=CH－CH3（順式）(3)CH3－CH=CH－CH3（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(B12C30D31))A向高波數(shù)方向移動C不移動B向低波數(shù)方向移動D稍有振動10.以下四種氣體不吸收紅外光的是()AH2OBCO2CHClDN211.某化合物的相對分子質量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()AC4H8OBC3H4O2CC3H6NO)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、轉動能級的躍遷B原子外層電子、振動、轉動能級的躍遷C分子振動-轉動能級的躍遷D分子外層電子的能級躍遷13.Cl2分子在紅外光譜圖上基頻吸收峰的數(shù)目為(A0B1C2D3)14.紅外光譜法試樣可以是(A水溶液B含游離水)C含結晶水D不含水15.能與氣相色譜儀聯(lián)用的紅外光譜儀為(A色散紅型外分光光度計)B雙光束紅外分光光度計.專業(yè)專注.....16.試比較同一周期內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17.已知下列單鍵伸縮振動中C-CC-NC-O鍵力常數(shù)k/(N?cm-1)4.55.85.0吸收峰波長λ/μm66.466.85問C-C,C-N,C-O鍵振動能級之差⊿E順序為()ACH3－CHOBCH3－CO-CH3CCH3－CHOH-CH3DCH3－O-CH2-CH319.用紅外吸收光譜法測定有機物結構時,試樣應該是(A單質B純物質C混合物D任何試樣20.下列關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,必為紅外活性振動,反之則不是三、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:R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為:(1)3500～3100cm-1處,有___________________振動吸收峰專業(yè)專注........(2)3000～2700cm-1處,有___________________振動吸收峰(3)1900～1650cm-1處,有___________________振動吸收峰(4)1475～1300cm-1處,有___________________振動吸收峰4．在苯的紅外吸收光譜圖中(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，化學鍵或基團的不發(fā)生變化，就不吸收紅外光。6．比較C=C和C=O鍵的伸縮振動，譜帶強度更大的是。7．氫鍵效應使OH伸縮振動譜帶向8．一般多原子分子的振動類型分為波數(shù)方向移動。振動和振動。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三個光區(qū)。10．在紅外光譜中，通常把4000一1500cm-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)生分子中、和區(qū)，把1500－400cm-1的區(qū)域稱能級的躍遷；同時必然伴為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13．紅外光譜儀可分為地反映分子中振動能級的變化；而拉曼光譜是型和型兩種類型。14．共扼效應使C=O伸縮振動頻率向波數(shù)位移；誘導效應使其向波數(shù)位移。四、正誤判斷1．紅外光譜不僅包括振動能級的躍遷，也包括轉動能級的躍遷，故又稱為振轉光譜。（）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構的合理方法是紅外光譜分析法。5．對稱結構分子，如H2O分子，沒有紅外活性。6．水分子的H－O－H對稱伸縮振動不產(chǎn)生吸收峰。（）（）（）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c=o伸縮頻率的大小順序為：酰鹵＞酰胺＞酸＞醛＞.專業(yè)專注.......酯。（）9．醛基中C－H伸縮頻率出現(xiàn)在2720cm-1。（）10．紅外光譜儀與紫外光譜儀在構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C＝O伸縮振動頻率c=o一般出現(xiàn)在1760cm-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，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。（）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)面內彎曲振動:(3)外面彎曲振動:3.何謂基團頻率?它有什么重要用途?解:與一定結構單元相聯(lián)系的振動頻率稱為基團頻率,基團頻率大多集中在4000-1350cm-1，稱為基團頻率區(qū)，基團頻率可用于鑒定官能團．4.紅外光