红外光谱分析习题解答

红外分光光光度法1．CO 的红外光谱在2 170cm -1处有一振动吸收峰．问（1）CO 键的力常数是多少？（2）14CO 的对应峰应在多少波数处发生吸收？ 解：碳原子的质量2323100.210022.612--⨯=⨯=C m g 氧原子的质量2323106.210022.616--⨯=⨯=O m g (1) σ =2071cm -1O C O C m m m m k c ⋅+=)(21πσ 2346210210)6.22(106.22)217010314.32()2(--⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=O C O C m m m m c k σπ=18.6×105 dyn·cm -1=18.6N·cm -1(厘米克秒制)(2)14CO 2323103.210022.614-⨯=⨯=C m g2071106.23.210)6.23.2(106.1810314.3214623510≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--σcm -1或O C O C O C O C m m m m m m m m +⋅⨯⋅+=1212141412σσ σ =2080cm -12．已知C―H 键的力常数为5N/cm ，试计算C―H 键伸展振动的吸收峰在何波数？若将氘（D ）置换H ，C―D 键的振动吸收峰为多少波数．解：C-H 键：k =5N·cm -1=5.0×105dyn·cm -1碳原子的质量：m C =2.0×10-23g, 氢原子的质量：23231017.010022.61--⨯=⨯=H m g氘原子的质量： 23231034.010022.62--⨯=⨯=D m g 依2121)(21m m m m k c ⋅+=πσ得29961017.00.210)17.00.2(10510314.3214623510≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--σcm -121991034.00.210)34.00.2(10510314.3214623510≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--σcm -13．指出以下振动在红外光谱中是活性的还是非活性的分 子 振 动（1）CH 3一CH 3 C―C 伸缩振动（2）CH 3一CC13 C―C 伸缩振动（3）SO 2 对称伸缩振动（4）CH 2=CH 2 C―H 伸缩振动C CH H（5）CH 2=CH 2 C―H 伸缩振动C CH H（6）CH 2=CH 2 CH 2摆动 C C HHH H （7）CH 2=CH 2 CH 2扭曲振动 C CH H H H解：非红外活性：(1), (5), (7)红外活性：(2), (4), (6), (8)4．下面三个图形（图4-20）分别为二甲苯的三种异构体的红外光谱图。

第十二章 红外吸收光谱法思考题和习题8.如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃？烷烃主要特征峰为233,,,CH s CH as CH H C δδδν-，其中νC-H 峰位一般接近3000cm -1又低于3000cm -1。

烯烃主要特征峰为H C C C H C -==-=γνν,,，其中ν=C-H 峰位一般接近3000cm -1又高于3000cm -1。

νC=C 峰位约在1650 cm -1。

H C -=γ是烯烃最具特征的峰，其位置约为1000-650 cm -1。

炔烃主要特征峰为H C C C H C -≡≡-≡γνν,,，其中H C -≡ν峰位在3333-3267cm -1。

C C ≡ν峰位在2260-2100cm -1，是炔烃的高度特征峰。

9.如何在谱图上区别异丙基及叔丁基？当两个或三个甲基连接在同一个C 上时，则吸收峰s CH 3δ分裂为双峰。

如果是异丙基，双峰分别位于1385 cm -1和1375 cm -1左右，其峰强基本相等。

如果是叔丁基，双峰分别位于1365 cm -1和1395cm -1左右，且1365 cm -1峰的强度约为1395 cm -1的两倍。

10.如何利用红外吸收光谱确定芳香烃类化合物？ 利用芳香烃类化合物的主要特征峰来确定：芳氢伸缩振动（ν=C-H ），3100~3000cm -1 (通常有几个峰) 泛频峰2000~1667cm -1苯环骨架振动（νc=c ），1650-1430 cm -1，~1600cm -1及~1500cm -1 芳氢面内弯曲振动（β=C-H ），1250~1000 cm -1 芳氢面外弯曲振动（γ =C-H ），910~665cm -114．试用红外吸收光谱区别羧酸、酯、酸酐。

羧酸的特征吸收峰为v OH 、v C=O 及γOH 峰。

v OH （单体）~3550 cm -1(尖锐)，v OH (二聚体)3400~2500(宽而散)，v C=O (单体)1760 cm -1 (S)，v as C=O (二聚体)1710~1700 cm -1 (S)。

红外吸收光谱法(总共193题)一、选择题( 共61题)1. 2 分(1009)在红外光谱分析中，用KBr制作为试样池，这是因为：( )(1) KBr 晶体在4000～400cm-1围不会散射红外光(2) KBr 在4000～400 cm-1围有良好的红外光吸收特性(3) KBr 在4000～400 cm-1围无红外光吸收(4) 在4000～400 cm-1围，KBr 对红外无反射2. 2 分(1022)下面给出的是某物质的红外光谱（如图），已知可能为结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ，试问哪一结构与光谱是一致的？为什么？( )3. 2 分(1023)下面给出某物质的部分红外光谱（如图），已知结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ，试问哪一结构与光谱是一致的，为什么？4. 2 分(1068)一化合物出现下面的红外吸收谱图，可能具有结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ，哪一结构与光谱最近于一致？5. 2 分(1072)1072羰基化合物R C O O R ( I ) ,R COR Ç ( ¢ò) ,RC O N HR ( I I I ) , A rS C OS R ( I V )中，C = O 伸缩振动频率出现最低者为 ( )(1) I (2) II (3) III (4) IV 6. 2 分 (1075)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 7. 2 分 (1088)并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为 ( ) (1) 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的(3) 因为分子中有 C 、H 、O 以外的原子存在 (4) 分子某些振动能量相互抵消了 8. 2 分 (1097)下列四组数据中，哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括 CH 3- CH 2-CH = O 的吸收带 ( )9. 2 分 (1104)请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高？ ( )(1) R C O R (2)C OR(3)C O(4) F COR10. 2 分 (1114)在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C ＝O 伸缩振动频率出现最高者为( ) (1) 气体 (2) 正构烷烃 (3) 乙醚 (4) 乙醇 11. 2 分 (1179)水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( ) (1) 2 个，不对称伸缩 (2) 4 个，弯曲 (3) 3 个，不对称伸缩 (4) 2 个，对称伸缩 12. 2 分 (1180)CO 2的如下振动中，何种属于非红外活性振动 ? ( ) (1) ← → (2) →← → (3)↑ ↑ (4 ) O ＝C ＝O O ＝ C ＝O O ＝ C ＝O O ＝ C ＝ O ↓ 13. 2 分 (1181)苯分子的振动自由度为 ( ) (1) 18 (2) 12 (3) 30 (4) 31 14. 2 分 (1182)双原子分子在如下转动情况下(如图)，转动不形成转动自由度的是( )15. 2 分(1183)任何两个振动能级间的能量差为( )(1) 1/2 hν(2) 3/2 hν(3) hν(4) 2/3 hν16. 2 分(1184)在以下三种分子式中C＝C 双键的红外吸收哪一种最强? ( )(a) CH3- CH = CH2(b) CH3- CH = CH - CH3（顺式）(c) CH3- CH = CH - CH3（反式）(1) a 最强(2) b 最强(3) c 最强(4) 强度相同17. 2 分(1206)在含羰基的分子中，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18. 2 分(1234)以下四种气体不吸收红外光的是( )(1)H2O (2)CO2(3)HCl (4)N219. 2 分(1678)某化合物的相对分子质量M r=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为( )(1) C4H8O (2) C3H4O2(3) C3H6NO (4) (1)或(2)20. 2 分(1679)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21. 1 分(1680)乙炔分子振动自由度是( )(1) 5 (2) 6 (3) 7 (4) 822. 1 分(1681)甲烷分子振动自由度是( )(1) 5 (2) 6 (3) 9 (4) 1023. 1 分(1682)Cl2分子基本振动数目为( )(1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 324. 2 分(1683)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) 325. 2 分(1684)红外光谱法试样可以是( )(1) 水溶液(2) 含游离水(3) 含结晶水(4) 不含水能与气相色谱仪联用的红外光谱仪为 ( ) (1) 色散型红外分光光度计 (2) 双光束红外分光光度计 (3) 傅里叶变换红外分光光度计 (4) 快扫描红外分光光度计 27. 2 分 (1686)下列化合物在红外光谱图上1675～1500cm -1处有吸收峰的是 ( )(1)HOCH 3(2)CH 3CH 2CN (3) CH 3COOCCCH 3(4)OH28. 2 分 (1687)某化合物的红外光谱在3500～3100cm -1处有吸收谱带, 该化合物可能是 ( ) (1) CH 3CH 2CN(4) CH 3CO-N(CH 3)2 29. 2 分 (1688)试比较同一周期下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红 外吸收峰, 频率最小的是 ( ) (1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H 30. 2 分 (1689)已知下列单键伸缩振动中C-C C-N C-O 键力常数k /(N·cm -1) 4.5 5.8 5.0 吸收峰波长λ/μm 6 6.46 6.85问C-C, C-N, C-O 键振动能级之差⊿E 顺序为 ( ) (1) C-C > C-N > C-O (2) C-N > C-O > C-C (3) C-C > C-O > C-N (4) C-O > C-N > C-C31. 2 分 (1690)下列化合物中, C=O 伸缩振动频率最高者为 ( )COCH 3(1)(2)COCH 3CH 3CH 3CH 3(3)COCH 3CH 3(4)COCH 3CH 3下列化合物中, 在稀溶液里, C=O 伸缩振动频率最低者为 ( )(1)OOH(2)OOHOHOOH(3)OHOHOOH (4)33. 2 分 (1692)羰基化合物中, C=O 伸缩振动频率最高者为 ( )(1) RORC O(2) R FC O(3) R C lO (4) R B r34. 2 分 (1693)1693下列的几种醛中, C=O 伸缩振动频率哪一个最低? ( ) (1) RCHO(2) R-CH=CH-CHO(3) R-CH=CH-CH=CH-CHO35. 2 分 (1694)丁二烯分子中C=C 键伸缩振动如下: A. ← → ← → CH 2=CH-CH=CH 2 B. ← → → ← CH 2=CH-CH=CH 2有红外活性的振动为 ( ) (1) A (2) B (3) A, B 都有 (4) A, B 都没有 36. 2 分 (1695)下列有环外双键的烯烃中, C=C 伸缩振动频率最高的是哪个? ( )(1)(3)(2)(4)CH 2CH 2CH 2CH 237. 2 分 (1696)一个含氧化合物的红外光谱图在3600～3200cm -1有吸收峰, 下列化合物最可能 的是 ( ) (1) CH 3－CHO (2) CH 3－CO-CH 3 (3) CH 3－CHOH-CH 3 (4) CH 3－O-CH 2-CH 3 38. 2 分 (1697)某化合物的红外光谱在3040－3010cm -1和1670－1620cm -1处有吸收带, 该化合物 可能是 ( )(1)(2)(3)(4)CH 3CH 2OOH39. 2 分 (1698)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 40. 2 分 (1699)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 41. 2 分 (1700)试比较同一周期下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收 峰强度最大的是 ( ) (1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H 42. 2 分 (1701)一个有机化合物的红外光谱图上在3000cm -1附近只有2930cm -1和2702cm -1处 各有一个吸收峰, 可能的有机化合物是 ( )(2) CH 3─CHO(4) CH 2= CH-CHO 43. 2 分 (1702)羰基化合物中, C=O 伸缩振动频率最低者是 ( ) (1) CH 3COCH 3COCH 3COCO (2)CH CHR(3)(4)44. 2 分 (1703)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 45. 2 分 (1704)红外光谱仪光源使用 ( ) (1) 空心阴级灯 (2) 能斯特灯 (3) 氘灯 (4) 碘钨灯 46. 2 分 (1705)某物质能吸收红外光波, 产生红外吸收谱图, 其分子结构必然是 ( ) (1) 具有不饱和键 (2) 具有共轭体系 (3) 发生偶极矩的净变化 (4) 具有对称性 47. 3 分 (1714)下列化合物的红外谱中σ(C=O)从低波数到高波数的顺序应为 ( )C H 3 C H C H 3 C C l C H 2 C l C C l C H 3 CN H 2 (a ) (b) (c ) (d) O OOO(1) a b c d (2) d a b c (3) a d b c (4) c b a d48. 1 分 (1715)对于含n 个原子的非线性分子, 其红外谱 ( ) (1) 有3n -6个基频峰 (2) 有3n -6个吸收峰(3) 有少于或等于3n -6个基频峰 (4) 有少于或等于3n -6个吸收峰 49. 2 分 (1725)下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( )(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 50. 2 分 (1790)某一化合物以水或乙醇作溶剂, 在UV 光区204nm 处有一弱吸收带, 在红外光谱的官能 团区有如下吸收峰: 3300~2500cm -1(宽而强); 1710cm -1, 则该化合物可能是 ( ) (1) 醛 (2) 酮 (3) 羧酸 (4) 酯 51. 3 分 (1791)某一化合物以水作溶剂, 在UV 光区214nm 处有一弱吸收带, 在红外光谱的官能团区有如下 吸收峰:3540~3480cm -1和3420~3380cm -1双峰;1690cm -1强吸收。

红外光谱分析习题解答解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。

从基态向第一激跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。

另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。

因此，如果化学键两接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是C=O的强度大=C的原因。

一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。

解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式表示：μπkc 21 （1） AN M M M M )(2121+ （2）） 式中：σ为波数（cm -1），c 为光在真空中的速度（310-10cm S -1），k 为化学键力常数（N cm -1）） 式中：M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数（6.021023mol -1） （2）式代入（1）得21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ教材P 153公式（10-6）系数为1370有误】Cl 键的键力常数12212121.0079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅+⨯⨯⎪⎭⎫+⎪⎭⎫ ⎝⎛cm N M M M M σ解：依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+=πμπ＝9 N cm -1，M H =1.0079，M F =18.998代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1。

解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（C=O），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己位于较高处。

原因是乙醇中的醇羟基可以与戊酮的羰基形成分子间氢键，导致羰基的伸缩振动频率向低波数方向移动。

红外光谱分析法试题一、简答题1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?2．以亚甲基为例说明分子的基本振动模式.3.何谓基团频率?它有什么重要用途?4．红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程．5．影响基团频率的因素有哪些?6．何谓指纹区？它有什么特点和用途？二、选择题1.在红外光谱分析中，用 KBr制作为试样池，这是因为 ( )A KBr晶体在 4000～ 400cm -1 范围内不会散射红外光B KBr在 4000～ 400 cm -1 范围内有良好的红外光吸收特性C KBr在 4000～ 400 cm -1 范围内无红外光吸收D 在 4000～ 400 cm -1 范围内，KBr 对红外无反射2.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( )A 玻璃B 石英C 卤化物晶体D 有机玻璃3.并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为 ( )A 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂B 分子中有些振动能量是简并的C 因为分子中有 C、H、O以外的原子存在D 分子某些振动能量相互抵消了4.下列四种化合物中，羰基化合物频率出现最低者为 ( )A IB IIC IIID IV5.在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C＝O伸缩振动频率出现最高者为( )A 气体B 正构烷烃C 乙醚D 乙醇6.水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( )A 2个，不对称伸缩B 4个，弯曲C 3个，不对称伸缩D 2个，对称伸缩7.苯分子的振动自由度为 ( )A 18B 12C 30D 318.在以下三种分子式中 C＝C双键的红外吸收哪一种最强?(1) CH3－CH = CH2 (2) CH3－ CH = CH－CH3（顺式） (3) CH3－CH = CH－CH3（反式） ( )A（1）最强 B (2)最强 C (3)最强 D 强度相同9.在含羰基的分子中，增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带 ( )A 向高波数方向移动B 向低波数方向移动C 不移动D 稍有振动10.以下四种气体不吸收红外光的是 ( )A H2OB CO 2C HClD N211.某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为 ( )A C4H8OB C3H4O 2C C3H6NOD (1) 或(2)12.红外吸收光谱的产生是由于 ( )A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁C 分子振动-转动能级的跃迁D 分子外层电子的能级跃迁13. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( )A 0B 1C 2D 314.红外光谱法试样可以是 ( )A 水溶液B 含游离水C 含结晶水D 不含水15.能与气相色谱仪联用的红外光谱仪为 ( )A 色散型红外分光光度计B 双光束红外分光光度计C 傅里叶变换红外分光光度计D 快扫描红外分光光度计16.试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰,频率最小的是( )A C-HB N-HC O-HD F-H17.已知下列单键伸缩振动中 C-C C-N C-O键力常数k/(N•cm-1) 4.5 5.8 5.0吸收峰波长λ/μm 6 6.46 6.85问C-C, C-N, C-O键振动能级之差⊿E顺序为 ( )A C-C > C-N > C-OB C-N > C-O > C-CC C-C > C-O > C-ND C-O > C-N > C-C18.一个含氧化合物的红外光谱图在3600～ 3200cm -1有吸收峰,下列化合物最可能的是 ( )A CH3－CHOB CH3－CO-CH3C CH3－CHOH-CH3D CH3－O-CH2-CH319.用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是 ( )A 单质B 纯物质C 混合物D 任何试样20.下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( )A 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B 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的C 分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动D 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,反之则不是三、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。

红外吸收光谱法一．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动(δ）、面内摇摆振动(ρ) 和面外摇摆振动(ω）、面外扭曲振动(τ） . 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的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 3750—3000 cm—1, 3300—3000 cm-1， 3000—2700 cm-1.7．基团一C≡C、一C≡N ；-C==O；一C＝N，一C＝C-的伸缩振动频率范围分别出现在 2400-2100 cm-1， 1900—1650 cm—1， 1650—1500 cm-1。

8．4000—1300 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；1300—600 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。

3，4,2 D。

4，2，32．乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为（C）A. 2，3，3B. 3，2,8 C。

3，2，7 D. 2，3，74．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. 3000-2700cm-1，1675—1500cm—1，1475—1300cm一1。

红外光谱分析习题解答1、解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。

从基态向第一激发态跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。

另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。

因此，如果化学键两端连接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是C=O的强度大于C=C的原因。

一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。

2、解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式表示：μπσkc 21=（1） AN M M M M )(2121+=μ （2）（1）式中：σ为波数（cm -1），c 为光在真空中的速度（310-10cm S -1），k 为化学键力常数（N cm -1）（2）式中： ^M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数（1023mol -1） 将（2）式代入（1）得21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN kc A +=+==πμπσ【教材P 153公式（10-6）系数为1370有误】 H －Cl 键的键力常数12212121.50079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅=+⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=cm N M M M M k σ&3、解：依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN k c A +=+==πμπσ将k ＝9 N cm -1，M H =，M F =代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1。

4、解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（C=O ），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己烷中位于较高处。

红外光谱习题答案红外光谱习题答案红外光谱是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。

通过测量样品在红外光波段的吸收特性，可以得到样品的结构信息、化学键的类型和存在形式等。

在学习和应用红外光谱时，我们常常会遇到一些习题，下面将就一些常见的红外光谱习题给出详细的答案。

1. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。

答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；1700 cm-1处有一个强烈的峰，这是酮羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动；1450 cm-1处有一个峰，这是烷基的弯曲振动。

综合考虑，该化合物可能是一个含有羟基和酮羰基的酮类化合物。

2. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。

答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；1750 cm-1处有一个强烈的峰，这是酯羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动。

综合考虑，该化合物可能是一个含有羟基和酯羰基的酯类化合物。

3. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。

答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；1700 cm-1处有一个强烈的峰，这是醛羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动。

综合考虑，该化合物可能是一个含有羟基和醛羰基的醛类化合物。

4. 以下是一张红外光谱图，请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。

答案：根据红外光谱图，我们可以观察到以下吸收峰：3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰，这是羟基（-OH）的伸缩振动；3400 cm-1处有一个峰，这是胺基（-NH）的伸缩振动；1700 cm-1处有一个强烈的峰，这是酰胺羰基（C=O）的伸缩振动；2900-3000 cm-1处有一系列峰，这是烷基的伸缩振动。

红外光谱（一）习题一． 选择题1．红外光谱是（ACE ）A ：分子光谱B ：原子光谱C ：吸光光谱D ：电子光谱E ：振动光谱2．当用红外光激发分子振动能级跃迁时，化学键越强，则（ACE ） A ：吸收光子的能量越大B ：吸收光子的波长越长C ：吸收光子的频率越大D ：吸收光子的数目越多E ：吸收光子的波数越大3．在下面各种振动模式中，不产生红外吸收的是（AC ）A ：乙炔分子中对称伸缩振动B ：乙醚分子中不对称伸缩振动C ：CO 2分子中对称伸缩振动D ：H 2O 分子中对称伸缩振动E ：HCl 分子中H －Cl 键伸缩振动4．下面五种气体，不吸收红外光的是（D ）Ａ：O H 2Ｂ：2CO Ｃ：HCl Ｄ：2N5 分子不具有红外活性的,必须是（D ）Ａ：分子的偶极矩为零Ｂ：分子没有振动Ｃ：非极性分子Ｄ：分子振动时没有偶极矩变化Ｅ：双原子分子6．预测以下各个键的振动频率所落的区域，正确的是（AD ）Ａ：Ｏ－Ｈ伸缩振动数在4000～25001-cmB:C-O 伸缩振动波数在2500～15001-cmC:N-H 弯曲振动波数在4000～25001-cmD:C-N 伸缩振动波数在1500～10001-cmE:C ≡N 伸缩振动在1500～10001-cm7.下面给出五个化学键的力常数,如按简单双原子分子计算,则在红外光谱中波数最大者是（B ）A:乙烷中C-H 键,=k 5.1510⨯达因1-⋅cmB: 乙炔中C-H 键, =k 5.9510⨯达因1-⋅cmC: 乙烷中C-C 键, =k 4.5510⨯达因1-⋅cmD: CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 17.5510⨯达因1-⋅cmE:蚁醛中C=O 键, =k 12.3510⨯达因1-⋅cm8．基化合物中,当C=O 的一端接上电负性大的基团则（ACE ） A:羰基的双键性增强B:羰基的双键性减小C:羰基的共价键成分增加D:羰基的极性键成分减小E:使羰基的振动频率增大9．以下五个化合物,羰基伸缩振动的红外吸收波数最大者是（E ） A: B: C: D: E:10．共轭效应使双键性质按下面哪一种形式改变（ABCD ）Ａ：使双键电子密度下降Ｂ：双键略有伸长Ｃ：使双键的力常数变小Ｄ．使振动频率减小Ｅ：使吸收光电子的波数增加11．下五个化合物羰基伸缩振动的红外吸收波数最小的是（E ） A: B: C: D: E:12．下面四个化合物中的C=C 伸缩振动频率最小的是（D ） A: B: C: D:13．两个化合物(1) ,(2) 如用红外光谱鉴别,主要依据的谱带是（C ）A(1)式在～33001-cm 有吸收而(2)式没有B:(1)式和(2)式在～33001-cm 都有吸收,后者为双峰C:(1)式在～22001-cm 有吸收D:(1)式和(2)式在～22001-cm 都有吸收E: (2)式在～16801-cm 有吸收14．合物在红外光谱的3040～30101-cm 及1680～16201-cm 区域有吸收,则下面五个化合物最可能的是（A ）A：B：C：D：E：15. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为（C）A 玻璃B 石英C 卤化物晶体D 有机玻璃16.预测H2S分子的基频峰数为（B）（A）4 （B）3 （C）2 （D）117.CH3—CH3的哪种振动形式是非红外活性的（A）（A）υC-C （B）υC-H （C）δasCH（D）δsCH18.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（C）（A）诱导效应（B）共轭效应（C）费米共振（D）空间位阻19.Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目（A）A 0B 1C 2D 320. 红外光谱法, 试样状态可以（D）A 气体状态B固体, 液体状态C 固体状态D 气体, 液体, 固体状态都可以21. 红外吸收光谱的产生是由（C）A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁C 分子振动-转动能级的跃迁D 分子外层电子的能级跃迁22.色散型红外分光光度计检测器多（C）A 电子倍增器B 光电倍增管C 高真空热电偶D 无线电线圈23.一个含氧化合物的红外光谱图在3600～3200cm-1有吸收峰, 下列化合物最可能的 （C ）A CH3－CHOB CH3－CO-CH3C CH3－CHOH-CH3D CH3－O-CH2-CH324.某化合物在紫外光区204nm 处有一弱吸收，在红外光谱中有如下吸收峰：3300-2500 cm-1（宽峰），1710 cm-1，则该化合物可能是 （C ）A 、醛B 、酮C 、羧酸D 、烯烃二．填空1 对于同一个化学键而言,C-H 键,弯曲振动比伸缩振动的力常数__小__,所以前者的振动频率比后者__小___.2 C-H,C-C,C-O,C-Cl,C-Br 键的振动频率,最小的是C-Br_.3 C-H,和C-D 键的伸缩振动谱带,波数最小的是C-D_键.4在振动过程中,键或基团的_偶极矩_不发生变化,就不吸收红外光. 5以下三个化合物的不饱和度各为多少?(1)188H C ,U =_0__.(2)N H C 74, U = 2 .(3) ，U ＝_5_.6 C=O 和C=C 键的伸缩振动谱带,强度大的是_C=O_.7在中红外区(4000～6501-cm )中,人们经常把4000～13501-cm 区域称为_官能团区_,而把1350～6501-cm 区域称为_指纹区.8 氢键效应使OH 伸缩振动频率向_长_波方向移动.9 羧酸在稀溶液中C=O 吸收在～17601-cm ,在浓溶液，纯溶液或固体时，健的力常数会变小,使C=O 伸缩振动移向_长波_方向.10 试比较与,在红外光谱中羰基伸缩振动的波数大的是__后者__,原因是_R ’与羰基的超共轭__.11 试比较与,在红外光谱中羰基伸缩振动的波数大的是_后者__,原因是__电负性大的原子使羰基的力常数增加_.12 随着环张力增大,使环外双键的伸缩振动频率_增加__,而使环内双键的伸缩振动频率__减少_.三．问答题1. 分子的每一个振动自由度是否都能产生一个红外吸收？为什么？2. 如何用红外光谱区别下列各对化合物？a P-CH3-Ph-COOH 和Ph-COOCH3b 苯酚和环己醇3.一个化合物的结构不是A就是B,其部分光谱图如下，试确定其结构。

红外光谱习题参考答案1、解：依题假设改变同位素对共价键的力常数K值不变（P38），根据胡克定律公式运算整理后有：νC-H /νC-D ≈ 21/2νC-D =νC-H/ 21/2 = 3350cm-1/21/2 =2368 cm-1同理：νC-H /ν13C-H =13×(1/12×14)1/2ν13C-H = 3350 cm-1/13×(1/12×14)1/2 =3340 cm-12、答：（1）、（3）、（5）分子的碳-碳对称伸缩振动在IR中是非活性的，因为其分子结构对称，伸缩振动时偶极矩没有变化；（2）、（4）的是活性的。

3、答：（1）前者醇O-H在3400~3200cm-1处有宽而强的吸收峰，后者醚没有；（2）前者羧酸O-H在3200~2500cm-1区有宽而散的吸收峰，后者酯没有；（3）后者羰基C=O与C=C存在π-π共轭，K值↘，吸收峰在较低波数处；（4）后者醛基C-H在2820和2720 cm-1有双峰；（5）后者在895~885 cm-1有明显的端烯=C-H吸收峰。

4、OOA~1770cm-1B~1750cm-1C~1800cm-1(1)答：B相对于A存在π-π共轭，K值↘，νC=O↘；C相对于A存在供电子的P-π共轭（即中介效应M），但-I > M，同时与C=C存在中介效应，更有利于C=O K值↗，∴νC=O↗。

（2）答：酯相对于丙酮，由于-I > M，有利于C=O K值↗，∴νC=O↗；酰胺相对与丙酮，由于M > - I，使C=O K值↘，∴νC=O↘。

5、解：依题IR图，①3362、3179 cm-1是伯酰胺NH2的反对称和对称伸缩振动峰；②1675 cm-1，C=O伸缩振动吸收峰（酰胺Ⅰ峰）；③1613 cm-1，NH2的剪式振动吸收峰（酰胺Ⅱ峰）；④1261、1136 cm-1，C-N伸缩振动吸收峰（酰胺Ⅲ峰）；⑤1430、1363 cm-1，=C-H面内变形振动吸收峰；⑥990、962 cm-1，单取代端烯=CH2面外变形振动吸收峰；6、答：依题IR图，①3200~2500 cm-1，没有羧基O-H宽吸收峰，可排除苯乙酸；②酯C=O伸缩振动吸收峰在1745~1720cm-1，C=O与苯环共轭时νC=O↘，从IR图中1724cm-1吸收峰可说明目标分子是苯甲酸甲酯；③从甲基的1380 cm-1→甲氧基的1436 cm-1可进一步证实是苯甲酸甲酯，而不是乙酸苯酯。

红外光谱分析法试题一、简答题1.产生红外吸收的条件是什么是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱为什么2．以亚甲基为例说明分子的基本振动模式.3.何谓基团频率它有什么重要用途4．红外光谱定性分析的基本依据是什么简要叙述红外定性分析的过程．5．影响基团频率的因素有哪些6．何谓指纹区它有什么特点和用途二、选择题1.在红外光谱分析中，用KBr制作为试样池，这是因为( )A KBr晶体在4000～400cm -1 范围内不会散射红外光B KBr在4000～400 cm -1 范围内有良好的红外光吸收特性C KBr在4000～400 cm -1 范围内无红外光吸收D 在4000～400 cm -1 范围内，KBr 对红外无反射2.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为( )A 玻璃B 石英C 卤化物晶体D 有机玻璃3.并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为( )A 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂B 分子中有些振动能量是简并的C 因为分子中有C、H、O以外的原子存在D 分子某些振动能量相互抵消了4.下列四种化合物中，羰基化合物频率出现最低者为( )A IB IIC IIID IV5.在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C＝O伸缩振动频率出现最高者为( )A 气体B 正构烷烃C 乙醚D 乙醇6.水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动( )A 2个，不对称伸缩B 4个，弯曲C 3个，不对称伸缩D 2个，对称伸缩7.苯分子的振动自由度为( )A 18B 12C 30D 318.在以下三种分子式中C＝C双键的红外吸收哪一种最强(1) CH3－CH = CH2(2) CH3－CH = CH－CH3（顺式）(3) CH3－CH = CH－CH3（反式）( )A（1）最强 B (2)最强 C (3)最强 D 强度相同9.在含羰基的分子中，增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带( )A 向高波数方向移动B 向低波数方向移动C 不移动D 稍有振动10.以下四种气体不吸收红外光的是( )A H2OB CO 2C HClD N211.某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为( )A C4H8OB C3H4O 2C C3H6NOD (1) 或(2)12.红外吸收光谱的产生是由于( )A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁C 分子振动-转动能级的跃迁D 分子外层电子的能级跃迁13. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为( )A 0B 1C 2D 314.红外光谱法试样可以是( )A 水溶液B 含游离水C 含结晶水D 不含水15.能与气相色谱仪联用的红外光谱仪为( )A 色散型红外分光光度计B 双光束红外分光光度计C 傅里叶变换红外分光光度计D 快扫描红外分光光度计16.试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰,频率最小的是( )A C-HB N-HC O-HD F-H17.已知下列单键伸缩振动中C-C C-N C-O键力常数k/(Ncm-1) 吸收峰波长λ/μm 6 问C-C, C-N, C-O键振动能级之差⊿E顺序为( )A C-C > C-N > C-OB C-N > C-O > C-CC C-C > C-O > C-ND C-O > C-N > C-C18.一个含氧化合物的红外光谱图在3600～3200cm -1有吸收峰,下列化合物最可能的是( )A CH3－CHOB CH3－CO-CH3C CH3－CHOH-CH3D CH3－O-CH2-CH319.用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是( )A 单质B 纯物质C 混合物D 任何试样20.下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是( )A 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B 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的C 分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动D 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,反之则不是三、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。

红外吸收光谱法一．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动(δ)、面内摇摆振动(ρ) 和面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ) 。

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的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在3750—3000 cm-1, 3300—3000 cm-1, 3000—2700 cm-1。

7．基团一C≡C、一C≡N ；—C==O；一C＝N，一C＝C—的伸缩振动频率范围分别出现在2400—2100 cm-1, 1900—1650 cm-1, 1650—1500 cm-1。

8．4000—1300 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；1300—600 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. 3，2，4B. 2，3，4C. 3，4，2D. 4，2，32．乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为（C）A. 2，3，3B. 3，2，8C. 3，2，7D. 2，3，74．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. 3000—2700cm-1，1675—1500cm-1，1475—1300cm一1。