紅外光譜分析法試題及答案.ppt

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紅外光譜分析法試題及答案 一 簡答題 1 產生紅外吸收的條件是什么 是否所有的分子振動都會產生紅外吸收光譜 為什么 2 以亞甲基為例說明分子的基本振動模式 3 何謂基團頻率 它有什么重要用途 4 紅外光譜定性分析的基本依據是什么 簡要敘述紅外定性分析的過程 5 影響基團頻率的因素有哪些 6 何謂指紋區(qū) 它有什么特點和用途 二 選擇題 1 在紅外光譜分析中 用KBr制作為試樣池 這是因為 AKBr晶體在4000 400cm 1范圍內不會散射紅外光BKBr在4000 400cm 1范圍內有良好的紅外光吸收特性CKBr在4000 400cm 1范圍內無紅外光吸收D在4000 400cm 1范圍內 KBr對紅外無反射 2 一種能作為色散型紅外光譜儀色散元件的材料為 A玻璃B石英C鹵化物晶體D有機玻璃 3 并不是所有的分子振動形式其相應的紅外譜帶都能被觀察到 這是因為 A分子既有振動運動 又有轉動運動 太復雜B分子中有些振動能量是簡并的C因為分子中有C H O以外的原子存在 D分子某些振動能量相互抵消了 4 下列四種化合物中 羰基化合物頻率出現(xiàn)最低者為 AIBIICIIIDIV 5 在下列不同溶劑中 測定羧酸的紅外光譜時 C O伸縮振動頻率出現(xiàn)最高者為 A氣體B正構烷烴C乙醚D乙醇 6 水分子有幾個紅外譜帶 波數(shù)最高的譜帶對應于何種振動 A2個 不對稱伸縮B4個 彎曲C3個 不對稱伸縮D2個 對稱伸縮 7 苯分子的振動自由度為 A18B12C30D31 8 在以下三種分子式中C C雙鍵的紅外吸收哪一種最強 1 CH3 CH CH2 2 CH3 CH CH CH3 順式 3 CH3 CH CH CH3 反式 A 1 最強B 2 最強C 3 最強D強度相同 9 在含羰基的分子中 增加羰基的極性會使分子中該鍵的紅外吸收帶 A向高波數(shù)方向移動B向低波數(shù)方向移動C不移動D稍有振動 10 以下四種氣體不吸收紅外光的是 AH2OBCO2CHClDN2 11 某化合物的相對分子質量Mr 72 紅外光譜指出 該化合物含羰基 則該化合物可能的分子式為 AC4H8OBC3H4O2CC3H6NOD 1 或 2 12 紅外吸收光譜的產生是由于 A分子外層電子 振動 轉動能級的躍遷B原子外層電子 振動 轉動能級的躍遷C分子振動 轉動能級的躍遷D分子外層電子的能級躍遷 13 Cl2分子在紅外光譜圖上基頻吸收峰的數(shù)目為 A0B1C2D3 14 紅外光譜法試樣可以是 A水溶液B含游離水C含結晶水D不含水 15 能與氣相色譜儀聯(lián)用的紅外光譜儀為 A色散型紅外分光光度計B雙光束紅外分光光度計C傅里葉變換紅外分光光度計D快掃描紅外分光光度計 16 試比較同一周期內下列情況的伸縮振動 不考慮費米共振與生成氫鍵 產生的紅外吸收峰 頻率最小的是 AC HBN HCO HDF H 17 已知下列單鍵伸縮振動中C CC NC O鍵力常數(shù)k N cm 1 4 55 85 0吸收峰波長 m66 466 85問C C C N C O鍵振動能級之差 E順序為 AC C C N C OBC N C O C CCC C C O C NDC O C N C C 18 一個含氧化合物的紅外光譜圖在3600 3200cm 1有吸收峰 下列化合物最可能的是 ACH3 CHOBCH3 CO CH3CCH3 CHOH CH3DCH3 O CH2 CH3 19 用紅外吸收光譜法測定有機物結構時 試樣應該是 A單質B純物質C混合物D任何試樣 20 下列關于分子振動的紅外活性的敘述中正確的是 A凡極性分子的各種振動都是紅外活性的 非極性分子的各種振動都不是紅外活性的B極性鍵的伸縮和變形振動都是紅外活性的C分子的偶極矩在振動時周期地變化 即為紅外活性振動D分子的偶極矩的大小在振動時周期地變化 必為紅外活性振動 反之則不是 三 填空題 1 在分子的紅外光譜實驗中 并非每一種振動都能產生一種紅外吸收帶 常常是實際吸收帶比預期的要少得多 其原因是 1 2 3 4 2 乳化劑OP 10的化學名稱為 烷基酚聚氧乙烯醚 化學式 R 譜圖中標記峰的歸屬 a b c d 3 化合物的紅外光譜圖的主要振動吸收帶應為 1 3500 3100cm 1處 有 振動吸收峰 2 3000 2700cm 1處 有 振動吸收峰 3 1900 1650cm 1處 有 振動吸收峰 4 1475 1300cm 1處 有 振動吸收峰 4 在苯的紅外吸收光譜圖中 1 3300 3000cm 1處 由 振動引起的吸收峰 2 1675 1400cm 1處 由 振動引起的吸收峰 3 1000 650cm 1處 由 振動引起的吸收峰 5 在分子振動過程中 化學鍵或基團的不發(fā)生變化 就不吸收紅外光 6 比較C C和C O鍵的伸縮振動 譜帶強度更大的是 7 氫鍵效應使OH伸縮振動譜帶向波數(shù)方向移動 8 一般多原子分子的振動類型分為振動和振動 9 紅外光區(qū)位于可見光區(qū)和微波光區(qū)之間 習慣上又可將其細分為 和三個光區(qū) 10 在紅外光譜中 通常把4000一1500cm 1的區(qū)域稱為區(qū) 把1500 400cm 1的區(qū)域稱為區(qū) 11 根據Frank一Condon原理 分子受到紅外光激發(fā)時發(fā)生分子中能級的躍遷 同時必然伴隨分子中能級的變化 12 紅外吸收光譜是地反映分子中振動能級的變化 而拉曼光譜是地反映分子中振動能級的變化 13 紅外光譜儀可分為型和型兩種類型 14 共扼效應使C O伸縮振動頻率向波數(shù)位移 誘導效應使其向波數(shù)位移 四 正誤判斷 1 紅外光譜不僅包括振動能級的躍遷 也包括轉動能級的躍遷 故又稱為振轉光譜 2 傅里變換葉紅外光譜儀與色散型儀器不同 采用單光束分光元件 3 由于振動能級受分子中其他振動的影響 因此紅外光譜中出現(xiàn)振動偶合譜帶 4 確定某一化合物骨架結構的合理方法是紅外光譜分析法 5 對稱結構分子 如H2O分子 沒有紅外活性 6 水分子的H O H對稱伸縮振動不產生吸收峰 7 紅外光譜圖中 不同化合物中相同基團的特征頻率峰總是在特定波長范圍內出現(xiàn) 故可以根據紅外光譜圖中的特征頻率峰來確定化合物中該基團的存在 8 不考慮其他因素的影響 下列碳基化合物c o伸縮頻率的大小順序為 酰鹵 酰胺 酸 醛 酯 9 醛基中C H伸縮頻率出現(xiàn)在2720cm 1 10 紅外光譜儀與紫外光譜儀在構造上的差別是檢測器不同 11 當分子受到紅外光激發(fā) 其振動能級發(fā)生躍遷時 化學鍵越強吸收的光子數(shù)目越多 12 游離有機酸C O伸縮振動頻率c o一般出現(xiàn)在1760cm 1 但形成多聚體時 吸收頻率向高波數(shù)移動 13 酮 羧酸等的羰基 C O 的伸縮振動在紅外光譜中的吸收峰頻率相同 14 拉曼光譜與紅外光譜一樣都是反映分子中振動能級的變化 15 對同一物質 隨人射光頻率的改變 拉曼線頻率改變 但拉曼位 紅外光譜分析法試題解答 一 簡答題 1 產生紅外吸收的條件是什么 是否所有的分子振動都會產生紅外吸收光譜 為什么 解 條件 激發(fā)能與分子的振動能級差相匹配 同時有偶極矩的變化 并非所有的分子振動都會產生紅外吸收光譜 具有紅外吸收活性 只有發(fā)生偶極矩的變化時才會產生紅外光譜 2 以亞甲基為例說明分子的基本振動模式 解 1 對稱與反對稱伸縮振動 2 面內彎曲振動 3 面外彎曲振動 3 何謂基團頻率 它有什么重要用途 解 與一定結構單元相聯(lián)系的振動頻率稱為基團頻率 基團頻率大多集中在4000 1350cm 1 稱為基團頻率區(qū) 基團頻率可用于鑒定官能團 4 紅外光譜定性分析的基本依據是什么 簡要敘述紅外定性分析的過程 解 基本依據 紅外對有機化合物的定性具有鮮明的特征性 因為每一化合物都有特征的紅外光譜 光譜帶的數(shù)目 位置 形狀 強度均隨化合物及其聚集態(tài)的不同而不同 定性分析的過程如下 1 試樣的分離和精制 2 了解試樣有關的資料 3 譜圖解析 4 與標準譜圖對照 5 聯(lián)機檢索 5 影響基團頻率的因素有哪些 解 有內因和外因兩個方面 內因 1 電效應 包括誘導 共扼 偶極場效應 2 氫鍵 3 振動耦合 4 費米共振 5 立體障礙 6 環(huán)張力 外因 試樣狀態(tài) 測試條件 溶劑效應 制樣方法等 6 何謂指紋區(qū) 它有什么特點和用途 解 在IR光譜中 頻率位于1350 650cm 1的低頻區(qū)稱為指紋區(qū) 指紋區(qū)的主要價值在于表示整個分子的特征 因而適用于與標準譜圖或已知物譜圖的對照 以得出未知物與已知物是否相同的準確結論 任何兩個化合物的指紋區(qū)特征都是不相同的 二 選擇題 C D B D A C C A B D D B A A C A A C B C 三 填空題 1 某些振動方式不產生偶極矩的變化 是非紅外活性的 由于分子的對稱性 某些振動方式是簡并的 某些振動頻率十分接近 不能被儀器分辨 某些振動吸收能量太小 信號很弱 不能被儀器檢出 2 a峰為nOH b峰為nCH c峰為nC C d峰為nC O C 3 N H伸縮C H伸縮C O伸縮C H伸縮4 Ar H伸縮C C伸縮 苯的骨架 Ar H彎曲5 偶極矩6 C C鍵7 低 8 伸縮 變形9 近紅外 中紅外 遠紅外10 特征 指紋11 振動 轉動12 直接 間接13 色散 傅立葉變換14 低 高 四 正誤判斷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15