红外吸收光谱法习题(共18页)

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1、红外吸收光谱法习题一、填空题1、一般将多原子分子的振动类型分为 振动和 振动,前者又可分为 振动和 反对称伸缩 振动,后者可分为 和 。2、红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 、 和 ,其中 的应用最广。3、红外光谱法主要研究振动中有 变化的化合物，因此 和 等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。4、在红外光谱中,将基团在振动过程中有 变化的称为 ,相反则称为 。一般来说,前者在红外光谱图上 。5、红外分光光度计的光源主要有 和 。6、基团一OH、一NH；=CH；一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 cm-1, cm-1, cm-1。7、基团一CC、一CN ；C=O；

2、一C=N 一C=C的伸缩振动频率范围分别出现在 cm-1, cm-1, cm-1。8、 区域的峰是由伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域，称为 区； 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的 一样,故称为 。二、选择题1、二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别 （ ）A. 3，2，4 B. 2，3，4 C. 3，4，2 D. 4，2，3 2乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为 （ ）A. 2，3，3 B. 3，2，8 C. 3，2，7 D. 2，3，7 3、二氧化碳的基频振动形式如下 （ ）（1）对称伸缩 O=C=O （2）

3、反对称伸缩 O=C=O （3）x，y平面弯曲 O=C=O （4）x，z平面弯曲 O=C=O 指出哪几个振动形式是非红外活性的？A .（1），（3） B.（2） C.（3） D. (1)4、下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带?（ ）A. 30002700cm-1，16751500cm-1，14751300cm一1。B. 33003010cm-1，16751500cm-1, 14751300cm-1。C. 33003010cm-1, 19001650cm-l，1000650cm-1。D. 30002700cm-1, 19001650cm-1, 1475130

4、0cm-1。5、下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱，根据此图指出该化合物为哪一类？（ ） A酚 B含羰基 C醇 D烷烃6、碳基化合物RCOR（1）， RCOCl（2），RCOCH（3）, RCOF（4）中, C=O伸缩振动频率出现最高者为（ ）A（1） B（2） C（3） D（4）7、在醇类化合物中, OH伸缩振动频率随溶液浓度的增加，向低波数方向位移的原因是（ ）A溶液极性变大 B形成分子间氢键随之加强 C诱导效应随之变大 D易产生振动偶合8、傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式 （ ）A玻璃棱镜 B石英棱镜 C 卤化盐棱镜 D迈克尔逊干涉仪三、计算题1、计算分子式为C7H7NO的

5、不饱和度。2、计算分子式为C6H6NCl的不饱和度。 3、羧基（COOH）中CO、CO、OH等键的力常数分别为12.1N.cm-1、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1，若不考虑相互影响，计算：（1）各基团的伸缩振动频率；（2）基频峰的波长与波数；（3）比较（OH）与（CO），（CO）与（CO），说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。4、已知CHCl3中CH键和CCl的伸缩振动分别发生在3030cm-1与758cm-1。（1）试计算CDCl3中CH键的伸缩振动发生的位置；（2）试计算CHBr3中CBr键的伸缩振动频率。（假设CHCl3与CDCl3的键力常数K相同，CBr键与CC

6、l的键力常数K相同）四、问答题1、分别在95乙醇溶液和正己烷中测定2戌酮的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中CO的吸收峰出现在高频区？为什么？2、不考虑其它因素条件的影响，试指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺类化合物中，出现CO伸缩振动频率的大小顺序。 3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中，除了发现1738，1717有吸收峰外，在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的原因。4、欲测定某一微细粉末的红外光谱，试说明选用什么样的试样制备方法？为什么？习题解答一填空题1一般将多原子分子的振动类型分为 伸缩 振动和 变形 振动,前者又可分为 对称伸缩 振动和 反对称伸缩 振动,后者可分为 面内剪式振

7、动()、面内摇摆振动() 和 面外摇摆振动()、面外扭曲振动() 。2红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区，中红外区 和 近红外区 ,其中 中红外区 的应用最广。3红外光谱法主要研究振动中有 偶极矩 变化的化合物，因此，除了单原子 和同核分子 等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。4在红外光谱中,将基团在振动过程中有 偶极矩 变化的称为 红外活性 ,相反则称为 红外非活性的 。一般来说,前者在红外光谱图上 出现吸收峰 。5红外分光光度计的光源主要有 能斯特灯 和 硅碳棒 。6基团一OH、一NH；=CH；一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 37503000 c

8、m-1, 33003000 cm-1, 30002700 cm-1。7基团一CC、一CN ；C=O；一CN， 一CC的伸缩振动频率范围分别出现在 24002100 cm-1, 190001650 cm-1, 16501500 cm-1。 840001300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域，称为 官能团 区；1300600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的 指纹 一样,故称为 指纹区 。二、选择题1二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别 （A）A. 3，2，4 B. 2，3，4 C. 3，

9、4，2 D. 4，2，3 2乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为 （C）A. 2，3，3 B. 3，2，8 C. 3，2，7 D. 2，3，7 3二氧化碳的基频振动形式如下 （D）（1）对称伸缩 O=C=O （2）反对称伸缩 O=C=O （3）x，y平面弯曲 O=C=O （4）x，z平面弯曲 O=C=O 指出哪几个振动形式是非红外活性的？A .（1），（3） B.（2） C.（3） D. (1)4下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带?（D）A. 30002700cm-1，16751500cm-1，14751300cm一1。B. 33003010cm

10、-1，16751500cm-1, 14751300cm-1。C. 33003010cm-1, 19001650cm-l，1000650cm-1。D. 30002700cm-1, 19001650cm-1, 14751300cm-1。19001650cm-1为 C=O伸缩振动，30002700cm-1为饱和碳氢CH伸缩振动（不饱和的其频率高于3000 cm-1），14751300cm-1为CH变形振动（如CH3约在13801460cm-1）。5下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱，根据此图指出该化合物为哪一类？（B） A酚 B含羰基 C醇 D烷烃6碳基化合物RCOR（1）， RCOCl（2

11、），RCOCH（3）, RCOF（4）中, C=O伸缩振动频率出现最高者为（D）A（1） B（2） C（3） D（4）7在醇类化合物中, OH伸缩振动频率随溶液浓度的增加，向低波数方向位移的原因是（B）A溶液极性变大 B形成分子间氢键随之加强 C诱导效应随之变大 D易产生振动偶合8傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式 （D）A玻璃棱镜 B石英棱镜 C 卤化盐棱镜 D迈克尔逊干涉仪三、计算题1、计算分子式为C7H7NO的不饱和度。2、计算分子式为C6H6NCl的不饱和度。3、羧基（COOH）中CO、CO、OH等键的力常数分别为12.1N.cm-1、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1，若

12、不考虑相互影响，计算：（1）各基团的伸缩振动频率；（2）基频峰的波长与波数；（3）比较（OH）与（CO），（CO）与（CO），说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。解：Ar（H）=1.00794，Ar（O）=15.9994，Ar（C）=12.0107 4、已知CHCl3中CH键和CCl的伸缩振动分别发生在3030cm-1与758cm-1。（1）试计算CDCl3中CH键的伸缩振动发生的位置；（2）试计算CHBr3中CBr键的伸缩振动频率。（假设CHCl3与CDCl3的键力常数K相同，CBr键与CCl的键力常数K相同）解：（1） （2）四、简答题1、分别在95乙醇溶液和正己烷中测定2戌酮

13、的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中CO的吸收峰出现在高频区？为什么？答：正己烷溶剂中CO的吸收峰出现在高频区，在95乙醇溶液CO的吸收峰出现在低频区。原因在乙醇溶液中由于CO与乙醇中的OH之间易形成氢键，使CO的双键特征性降低，键的力常数减小，吸收峰向低波数方向移动。 2、不考虑其它因素条件的影响，试指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺类化合物中，出现CO伸缩振动频率的大小顺序。答：酰氯， 酸，酯，醛，酰胺。 3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中，除了发现1738，1717有吸收峰外，在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的。 答：试样中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式异构体。因此在 IR 谱图上，

14、除了出现 n(C=C)吸收带外，还应出现 n(OH)和n(C=O)吸收，n(C=O)吸收带出现在 1650 cm-1，n(OH)吸收带在生成氢键时，可移至3000 cm-1。4、欲测定某一微细粉末的红外光谱，试说明选用什么样的试样制备方法？为什么？答：固体研磨法（用KBr作稀释剂）红外吸收光谱法习题一、填空题1. 在分子的红外光谱实验中,并非每一种振动都能产生一种红外吸收带,常常是实际吸收带比预期的要少得多。其原因是(1)_; (2)_; (3)_; (4)_。2.乳化剂OP-10的化学名称为:烷基酚聚氧乙烯醚, 化学式: IR谱图中标记峰的归属:a_, b_, c_, d_。3.化合物 的红

15、外光谱图的主要振动吸收带应为: (1)35003100 cm-1处,有 _振动吸收峰 (2)30002700 cm-1处,有 _振动吸收峰 (3)19001650 cm-1处,有 _振动吸收峰(4)14751300 cm-1处,有 _振动吸收峰4.在苯的红外吸收光谱图中 (1) 33003000cm-1处,由_振动引起的吸收峰 (2) 16751400cm-1处,由_振动引起的吸收峰 (3) 1000650cm-1处,由_振动引起的吸收峰二、选择题1. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( ) (1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 32.下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的

16、是 ( ) (1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的,非极性分子的各种振动都不是红外活性的 (2)极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的 (3)分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动 (4)分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化,必为红外活性振动,反之则不是4.用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是 ( ) (1)单质 (2)纯物质 (3)混合物 (4)任何试样5.以下四种气体不吸收红外光的是 ( ) (1)H2O (2)CO2 (3)HCl (4)N26.红外光谱法,试样状态可以是 ( ) (1)气体状态 (2)固体状态 (3)固体,液体状态 (4)气体,液体,固体状态都可以在含

17、羰基的7.分子中增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带 ( ) (1)向高波数方向移动 (2)向低波数方向移动 (3)不移动 (4)稍有振动8.红外吸收光谱的产生是由于 ( ) (1)分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (2)原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (3)分子振动-转动能级的跃迁 (4)分子外层电子的能级跃迁9.色散型红外分光光度计检测器多用 ( ) (1)电子倍增器 (2)光电倍增管 (3)高真空热电偶 (4)无线电线圈10.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1)玻璃 (2)石英 (3)卤化物晶体 (4)有机玻璃11.一个含氧化合物的红外光谱图在360032

18、00cm-1有吸收峰,下列化合物最可能的是（ ) (1) CH3CHO (2) CH3CO-CH3 (3) CH3CHOH-CH3 (4) CH3O-CH2-CH312.若C=C键的力常数是1.010N/cm,则该键的振动频率是(mC=C=1.010-23g) ( ) (1)10.21013HZ (2) 7.71013HZ (3) 5.11013HZ (4) 2.61013HZ三、问答题1.邻硝基苯酚 在1.0mol/L溶液与0.5mol/L溶液中OH伸缩振动频率发生什么变化?为什么?2.简单说明下列化合物的红外吸收光谱有何不同? A. CH3-COO-CO-CH3 B. CH3-COO-CH

19、3 C. CH3-CO-N(CH3)23.某化合物的红外谱图如下。试推测该化合物是否含有羰基 (CO)，苯环及双键(CC)？为什么？红外吸收光谱法习题参考答案一、填空题1.某些振动方式不产生偶极矩的变化，是非红外活性的； 由于分子的对称性，某些振动方式是简并的； 某些振动频率十分接近，不能被仪器分辨；某些振动吸收能量太小，信号很弱，不能被仪器检出。2. a峰为nOH，b峰为nCH，c峰为nCC，d峰为nCOC。3. N-H伸缩 C-H伸缩 C=O伸缩 C-H弯曲4. Ar-H伸缩 C=C伸缩(苯的骨架) Ar-H弯曲二、选择题1. (1) 2.(3) 3.(2) 4.(2) 5 (4) 6.4

20、) 7.(2) 8. (3) 9.(3) 10.(3) 11 (3) 12. (3)三、问答题1. 不变化，邻硝基苯酚在上述两个浓度溶液中都生成了分子内氢键,分子内氢键不受溶液浓度的影响.2.答(1) A在19001650cm-1有两个C=O伸缩振动吸收峰(振动的偶合) B, C在19001650cm-1只有一个C=O伸缩振动吸收峰 (2) B的C=O吸收峰在波数高的位置 C则在波数相对较低的位置3.答1745 cm-1有强吸收峰，说明有羰基 ( C = O ) 3000 3100 cm-1，1600 cm-1，1500 cm-1 无吸收，说明不含苯环 3000 3100 cm-1无吸收，说明

21、不含双键 ( = C = C = )。四、计算题1.答 1 k =()1/2 2pc m波数之比为 (k)1/2之比(单) :(双) :(三) = (k1)1/2 : (k2)1/2 : (k3)1/21200 : 1667 : 2260 = (k1)1/2 : (k2)1/2 : (k3)1/2k1 : k2 : k3 = 1.0 : 1.91 : 3.62.答=1/(2pc)(k/m)1/2, =1307(k/m)1/2 m (C=O) =6.86 m (C=Cl)=8.97 =1307(12.1/6.86)1/2= 13071.33 =1738cm-1 =1307(3.4/8.97)1/2 = 13070.616 =805cm-13.答(cm-1) = 1307(k/m)1/2而(cm-1) = 104/l， O-H的折合质量m = 16/(1+16) = 0.9412104/l = 1307(k/m)1/2k = (104/13072.77)20.9412 = 7.18 N/cm