仪器分析-红外
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红外光谱习题一、选择题1、红外光谱是 ACEA 、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:ACEA 、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:DA 、O H 2B 、2COC 、HClD 、2NE 、4CH 5、分子不具有红外活性的,必须是:DA 、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 二、问答题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?答:条件:激发能与分子的振动能级差相匹配同时有偶极矩的变化。
并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱。
2、何谓基团频率? 它有什么重要用途?答:与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率基团频率大多集中在4000-1350 cm -1,称为基团频率区,基团频率可用于鉴定官能团。
3、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。
答:基本依据:红外对有机化合物的定性具有鲜明的特征性,因为每一化合物都有特征的红外光谱,光谱带的数目、位置、形状、强度均随化合物及其聚集态的不同而不同。
定性分析的过程如下:(1)试样的分离和精制;(2)了解试样有关的资料;(3)谱图解析;(4)与标准谱图对照;(5)联机检索。
4、和是同分异构体,如何应用红外光谱检测它们?答:后者分子中存在-C=O ,在1600cm-1会有一强吸收带,而前者则无此特征峰。
第 6 章红外吸收光谱法6.1 内容提要6.1.1 基本概念红外吸收光谱——当用红外光照射物质时,物质分子的偶极矩发生变化而吸收红外光光能,有振动能级基态跃迁到激发态(同时伴随着转动能级跃迁),产生的透射率随着波长而变化的曲线。
红外吸收光谱法——利用红外分光光度计测量物质对红外光的吸收及所产生的红外光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法,称为红外吸收光谱法。
振动跃迁——分子中原子的位置发生相对运动的现象叫做分子振动。
不对称分子振动会引起分子偶极矩的变化,形成量子化的振动能级。
分子吸收红外光从振动能级基态到激发态的变化叫做振动跃迁。
转动跃迁——不对称的极性分子围绕其质量中心转动时,引起周期性的偶极矩变化,形成量子化的转动能级。
分子吸收辐射能(远红外光)从转动能级基态到激发态的变化叫做转动跃迁。
伸缩振动——原子沿化学键的轴线方向的伸展和收缩的振动。
弯曲振动——原子沿化学键轴线的垂直方向的振动,又称变形振动,这是键长不变,键角发生变化的振动。
红外活性振动——凡能产生红外吸收的振动,称为红外活性振动,不能产生红外吸收的振动则称为红外非活性振动。
诱导效应——当基团旁边连有电负性不同的原子或基团时,通过静电诱导作用会引起分子中电子云密度变化,从而引起键的力常熟的变化,使基团频率产生位移的现象。
共轭效应——分子中形成大键使共轭体系中的电子云密度平均化,双键力常数减小,使基团的吸收频率向低波数方向移动的现象。
氢键效应——氢键使参与形成氢键的原化学键力常数降低,吸收频率将向低波数方向移动的现象。
溶剂效应——由于溶剂(极性)影响,使得吸收频率产生位移现象。
基团频率——通常将基团由振动基态跃迁到第一振动激发态所产生的红外吸收频率称为基团频率,光谱上出现的相应的吸收峰称为基频吸收峰,简称基频峰。
振动偶合一一两个相邻基团的振动之间的相互作用称为振动偶合。
基团频率区一一红外吸收光谱中能反映和表征官能团(基团)存在的区域。
六、红外吸收光谱法(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范围内不会散射红外光(2) KBr 在 4000~400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性(3) KBr 在 4000~400 cm-1范围内无红外光吸收(4) 在 4000~400 cm-1范围内,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羰基化合物中,C = O 伸缩振动频率出现最低者为 ( )(1) I (2) II (3) III (4) IV6. 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CH3- CH2-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? ( )10. 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)CO2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) 3114. 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 h (2) 3/2 h (3) h (4) 2/3 h16. 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26. 2 分(1685)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 ( )28. 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) CH3CH2CN(4) CH3CO-N(CH3)229. 2 分(1688)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 ( )(1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H30. 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 ( )32. 2 分(1691)下列化合物中, 在稀溶液里, C=O伸缩振动频率最低者为 ( )33. 2 分(1692)羰基化合物中, C=O伸缩振动频率最高者为 ( )34. 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. ←→←→CH2=CH-CH=CH2B. ←→→←CH2=CH-CH=CH2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? ( )37. 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) CH3-CHO (2) CH3-CO-CH3(3) CH3-CHOH-CH3 (4) CH3-O-CH2-CH338. 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 ( )39. 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)产生的红外吸收峰强度最大的是 ( )(1) C-H (2) N-H (3) O-H (4) F-H42. 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) CH3─CHO(4) CH2= CH-CHO43. 2 分(1702)羰基化合物中, C=O伸缩振动频率最低者是 ( )(1) CH3COCH344. 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 ( )(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。
作业5一、 判断题( F )1、红外吸收光谱就是物质分子被红外光所激发,由振动激发态跃迁到振动基态所产生的光谱 ( T )2、H 2O 是不对称结构分子,所有是红外活性分子( F )3、分子吸收红外光发生振动能级跃迁时,化学键越强的吸收光子的数目越少。
( T )4、醛、酮、羧酸、酯等的羰基的伸缩振动在红外光谱中所产生的吸收峰频率是不同的。
( T )5、分子中必须具有红外活性振动是分子产生红外吸收的必备条件之一。
( F )6、红外吸收光谱中1380cm -1附近有没有吸收峰是判断有没有亚甲基的重要依据。
( T )7、红外吸收光谱中,2720cm -1是醛类化合物的唯一特征峰,它是区别醛酮的唯一依据( T )8、红外吸收光谱的吸收池是金属卤化物的晶体压成薄片制成,这种薄片可透过,红外光而不产生吸收,但易吸水受潮,因此放置红外光谱仪的仪器室应控制一定的湿度。
( T )9、分子式为C 7H 9NO 的不饱和度Ω=1+7+1/2(1-9)=4.( T )10、红外光谱法测定的物质必须纯度高,不含游离水。
( F )11、采用压片法制样时,样品量越多越好。
( T )12、一张比较理想的红外光谱图,其透光率应处于15%-70%范围内为宜。
( T )13、红外吸收光谱法的峰特征性很强,最适合对纯物质进行定性鉴定。
( F )14、通过基频振动峰公式计算所得的基频峰均应该在红外光谱图中都能找到对应的位置。
( T )15、利用红外光谱图对化合物进行定性分析时既要管能团区在找出官能团的位置,还应该在指纹区找到对应的峰进行佐证。
二、 选择题1、HCl 在红外光谱中出现吸收峰的数目是( )。
A .1 B.2 C.3 D.42、红外吸收光谱中,芳烃的C=C 骨架振动吸收峰出现在( )cm -1。
A.2400~200B.1900~1650 C .1600~1400 D.1000~6503、以下分子中不产生红外吸收的是( )。