红外吸收光谱法试题与答案

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

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：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： 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：M K v 21307=-, 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。

10. 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