1、红外吸收光谱法一、选择题1. CH3CH3 的哪种振动形式是非红外活性的（1） （1）C-C （2）C-H （3）asCH （4）sCH2. 化合物中只有一个羰基，却在 1773cm-1 和 1736 cm-1 处出现两个吸收峰，这是因为（3）（1）诱导效应 （2）共轭效应 （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）（1） （2）CC （3） （4）O H二、解答及解析
2、题1. 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。答： ;所以 B 体系有较大的势能。MhvEk22. 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
3、收光谱。不同：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-O （1280cm-1）当势能 V=0 和 V=1 时，比较C-C，C-N，C-O 键振动能级之间的相差顺序为( ） 2C-OC-NC-C； C-CC-NC-O ； C-N C-CC-O ；C-NC-OC-C； C-O C-CC-N 5. 对于 CHCl3
4、、C-H 伸缩振动发生在 3030cm-1，而 C-Cl 伸缩振动发生在 758 cm-1（1）计算 CDCl3 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） ， C-H : 5.37 C-D 的伸缩振动频率为1307vk 21307k=1307*5.37=3028cm-1k6. C-C、C=C、CC 的伸缩和振动吸收波长分别为 7.0m，6.0m 和 4.5m。按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。答： , , C-C、C=C、CC 对应的为 、 、MKv21307 Mv*213072 1v2，3由题知 。所以 1v23123K7.
5、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 3-CH3；活性 （2）CH 3-CCl3；活性 （3）CO 2；非活性（4）HCCH 非活性（5） 活性 （6） 非活性9. Cl2、 H2S 分子的振动能否引起红外吸收而产生吸收谱带？为什么？预测可能有的谱带数。答：Cl2 不能，振动自由度数=1，为红外非活性；H2S 能，振
6、动自由度数=3，可能的谱带数 3。10. CO2 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 A 道对称伸缩振动无红外活性SV面外弯曲、面内弯曲的频率均在 667 ，两振动发生简并。1cm11. 羰基化合物、中，C=O 伸缩振动出现最低者为()、 ； 、 、 、 12. 化合物中只有一个羰基，却有两个 C=O 的吸收带，分别在 1773cm-1 和1736 cm-1，这是因为：（D/E)A. 诱导效应 B.共轭效应 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
7、外光谱区域能包括 的吸收带：（5） （1）30002700 cm-1 16751500 cm-1 14751300 cm-1 ； （2）30002700 cm-1 24002100 cm-1 1000650 cm-1 ； （3）33003010 cm-1 16751500 cm-1 14751300 cm-1 ； （4）33003010 cm-1 19001650 cm-1 14751300 cm-1 ； （5）30002700 cm-1 19001650 cm-1 14751300 cm-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无吸
8、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。14. 试用红外光谱区别下列异构体：（1） 和 答： 在 860-800 有很强的峰，一般为单峰，（2） 和 CH3CH2CH2CHO答：CH 3CH2CH2CHO 在 1380 附近出现单峰。（3） 和 答： 存在共轭，C=O 双键吸收峰波数较低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：NC-NH 2+-CH-CH2OH （） HNCH-NH-CO-CH 2- （）取代产物在 2300 cm-1 和 3600 cm-1 有两个尖锐的谱峰。但在 3
9、330 cm-1 和 1600 cm-1 没有吸收，=4，其产物为何物？答：NC-NH 2+-CH-CH2OH16. 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羧酸的两种异构体，并预测它们的红外光谱。（1）C 4H8O2 （2）C 5H8O4答：CHCHCHCOOH，C CH(CH)COOH；HOOC(CH)COOH，HOOCCHCH(CH )COOH。18. 乙醇的红外光谱中，羟基的吸收峰在 3333 cm-1，而乙醇的 1%CCl4 溶液的红外光谱中羟基却在 3650 cm-1 和 3333
10、cm-1 两处有吸收峰，试解释之。答：CCl 的面外振动，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。NMR 在 1.40ppm （3H ）有三重峰，3.48ppm（2H）有单峰，4.25ppm （2H）有四重峰，试推断该化合物的结构。答：C2H5OOC-CH2-CN21. 下图为分子式 C6H5O3N 的红外光谱，写出预测的结构。答： 22. 某化合物 A，分子式为 C8H
11、16，它的化学性质如下：（1） （2） （3） （4） 化合物 E 的 NMR 谱中 0.9ppm 处有 9 个质子产生的单峰。其红外光谱见下图，试确定 A、B、C 、 D、E 各化合物结构。答：A: （CH3 ）3C-C （C2H5）=CH2 ；B: ；C：（CH3）3C-CBr（C2H5）CH3 ；D：（CH3）3C-C（CH3）=CHCH3；E：（CH3）3CCOCH3 。23. 分子式为 C9H10O 的某个化合物，其红外光谱上显示有羰基、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么？答：是；C2H6
12、；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 2720 cm-1、2820 cm-1、1715 cm-1、 1380 cm-1 有 特征吸收带，化合物 E 红外光谱中 3500 cm-1 有一强吸收带，化合物 A 不能使溴水褪色。答：A: B:25. 无色液体，分子量 89.09，沸点 131，含 C、H 和 N。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：CH3CH2CH2NO2 26. 某化合物，沸点为 1
13、59161，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。用热的高锰酸钾溶液处理时，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1571 的 沉淀物,其红外显示 1600、1580、1500、742 cm-1 有强峰,试推测其结构。 答： 27. 有一种液体化合物，其红外光谱见下图，已知它的分子式为 C4H8O2，沸点 77，试推断其结构。答：CH3COOC2H528. 一个具有中和当量为 1361 的酸 A，不含 X、N、S。A 不能使冷的高锰酸钾溶液褪色，但此化合物的碱性溶液和高锰酸钾试剂加热 1 小时后，然后酸
14、化，即有一个新化合物（B）沉淀而出。此化合物的中和当量为 831，其红外光谱见下图，紫外吸收峰max 甲醇 =256nm，问 A 为何物？答：A: B:29. 不溶于水的中性化合物 A（C 11H14O2），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（C 11H16O2），而 B 在Al2O3 存在下经加热反应得主要产物 C（C 11H14O）。小心氧化 C 得碱溶性化合物D（C 9H10O3）。 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1521，红外光谱如下图所示。试推断 A 的结构。答：A: B:C： D: E:30. 一个化合物分子式为 C4H6O2，已知含一个酯羰基和一个乙烯基。用溶液法制作该化合物的红外光谱有如下特征谱带：3090cm-1(强),1765cm-1（强），1649cm-1（强），1225cm-1（强）。请指出这些吸收带的归属，并写出可能的结构式。答：=23090 不饱和 CH1765 脂羰基1649 碳碳双键1225 乙烯醚其可能结构式为 CH3COOCH=CH2
