红外吸收光谱法试题与附标准答案

红外吸收光谱法

一、选择题

1. CH 3—CH 3的哪种振动形式是非红外活性的（1）

（1）υC-C （2）υC-H （3）δasCH （4）δsCH

2.

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H 2S 分子的基频峰数为（2） （1）4 （2）3 （3）2 （4）1

5. 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是（4） （1）

（2）—C ≡C — （3）

（4）—O —H

二、解答及解析题

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：M

h hv E k

2π=

= ;所以B 体系有较大的势能。 2. 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：

相同：红外光谱和紫外光谱都是分子吸收光谱。

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1~20eV;

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0.05~1eV 。

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(○

2）①C-O ＞C-N ＞C-C ； ②C-C ＞C-N ＞C-O ； ③C-N ＞C-C ＞C-O ； ④C-N ＞C-O ＞C-C ； ⑤C-O ＞C-C ＞C-N

5. 对于CHCl3、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）'

1307v k =-

， C-H :=??

? ??=2

13073030k 5.37 C-D 的伸缩振动频率为

'1307v k =-

=1307*√5.37=3028cm-1

6. C-C 、C=C 、C ≡C 的伸缩和振动吸收波长分别为

7.0μm ，6.0μm 和4.5μm 。按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。答：

v 1307=- M v K *2

13072

?????

??=

-

, C-C 、

C=C 、C ≡C 对应的为1v -、2v -、3v -，

由题知1v -

＞2v -

＞3v -

。所以1K ＞2K ＞3K

7. 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-CH 3；活性（2）CH 3-CCl 3；活性 （3）CO 2；非活性（4）HC ≡CH 非活性

（5）活性 （6） 非活性

9. Cl 2、H 2S 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，振动自由度数=3，可能的谱

带数3。

CO 2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S V A 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6671

c m ，两振动发生简并。 11. 羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，C=O 伸缩振动出现最低者为(Ⅳ)

Ⅰ、 ； Ⅱ、

Ⅲ、Ⅳ、

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外光谱区域能包括

的

吸收带：（5）

（1）3000～2700 cm-1 1675～1500 cm-1 1475～1300 cm-1； （2）3000～2700 cm-1 2400～2100 cm-1 1000～650 cm-1； （3）3300～3010 cm-1 1675～1500 cm-1 1475～1300 cm-1； （4）3300～3010 cm-1 1900～1650 cm-1 1475～1300 cm-1； （5）3000～2700 cm-1 1900～1650 cm-1 1475～1300 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：CH3CH2CH2CHO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：

N≡C-NH2+-CH-CH2OH （Ⅰ）HN≡CH-NH-CO-CH2-（Ⅱ）取代产物在2300 cm-1和3600 cm-1有两个尖锐的谱峰。但在3330 cm-1和1600 cm-1没有吸收，=4，其产物为何物？

答：N≡C-NH2+-CH-CH2OH

16. 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）C4H8O2

（2）C5H8O4

答：⑴CH?CH?CH?COOH，CＨ?CH(CH?)COOH；

⑵HOOC(CH?)?COOH，HOOCCH?CH(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 cm-1两处有吸收峰，试解释之。

答：C—Cl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δ1.40ppm（3H）有三重

峰，δ3.48ppm（2H）有单峰，δ4.25ppm（2H）有四重峰，试推断该化合物的结构。

答：C2H5OOC-CH2-CN

21. 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C8H16，它的化学性质如下：

（1）

（2）

（3）

（4）

化合物E的NMR谱中δ0.9ppm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；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:

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159～161℃，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157±1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：CH3COOC2H5

28. 一个具有中和当量为136±1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λmax甲醇=256nm，问A为何物？

答：A:B:

29. 不溶于水的中性化合物A（C11H14O2），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（C11H16O2），而B在Al2O3存在下经加热反应得主要产物C（C11H14O）。小心氧化C得碱溶性化合物D （C9H10O3）。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，红外光谱如下图所示。试推断A的结构。

答：A:B:

C：

D:E:

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：Ω=2

3090 不饱和CH—

1765 脂羰基

1649 碳碳双键

1225 乙烯醚

其可能结构式为 CH3COOCH=CH2