红外吸收光谱法试题和答案解析

一、选择题

1. CH3—CH3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.

为（3）

化合物中只有一个羰基.却在1773cm和1736 cm处出现两个吸收峰.这是因

-1-1

（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）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

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：Ehvh2k ;所以B体系有较大的势能。 M2. 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： 基本原理 红外 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 紫外 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~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.比较键振动能级之间的相差顺序为(○）

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。

3030'答：（1）v1307k. C-H :k C-D的伸缩振动频率为

13072v1307k'=1307*√=3028cm-1

6. C-C、C=C、C≡C的伸缩和振动吸收波长分别为μ和μm。按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。

v13072K答：v1307, KM2*M, C-C、C=C、C≡C对应的为v1、v2、v3.

2由题知v1＞v2＞v3。所以K1＞K2＞K3

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）CH3-CH3；活性 （2）CH3-CCl3；活性 （3）CO2；非活性（4）HC≡CH 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VSA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667cm.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)

1 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

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；

的

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）答：

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：⑴CH₃CH₂CH₂Ｈ₃CH(CH₃)COOH； ⑵HOOC(CH₂)₃₂CH(CH₃)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δ（3H）有三重峰.δ（2H）

有单峰.δ（2H）有四重峰.试推断该化合物的结构。

+

+

-

和

存在共轭.C=O双键吸收峰波数较低

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δ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:

25. 无色液体.分子量.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）、6

（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: C：

D:

B: 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）.19cm-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 19 碳碳双键 1225 乙烯醚

其可能结构式为 CH3COOCH=CH2