红外试题及答案.doc

红外试题及答案

一、 选择题
1. 在红外光谱分析中，用KBr作为样品池，这是因为：（ 3 ）
（1）KBr晶体在4000-400cm-1范围内不会散射红外光
（2）KBr在4000-400cm-1范围内有良好的红外光吸收特性
（3）KBr在4000-400cm-1范围内无红外光吸收
（4）在4000-400cm-1范围内，KBr对红外光无反射
2. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为：（ 3 ）
（1）玻璃（2）石英（3）卤化物（4）有机玻璃
3.
二、填空题
1. 一般分析上所说的红外光谱区域是指（中红外区）。
2. 在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同材料的容器，现有下面三种材料的容器，各适用的光区为：
（1）石英比色皿用于（可见、紫外光区） （2）玻璃比色皿用于（可见光区） （3）氯化钠窗片吸收池用于（红外光区）

三、问答题：
1. 指出指纹区的波长范围、特点及用途。
答：范围：400～1500cm-1
特点：峰密集，峰形对分子结构变化十分敏感，是整个分子的特征。
用途：特征基团的进一步确证，整体结构确定，确定苯环上取代基的数目、位置及碳链长短等。
2. 红外吸收光谱法定性、定量分析的依据是什么？
答：定性依据是峰的位置和数目，定量依据是峰的高度。
3. 如何利用红外吸收光谱来区分伯、仲、叔醇？
答：利用C—O基团特征峰，伯醇：～1050cm-1；仲醇：～1100cm-1；叔醇：～1150 cm-1。
4. 一含氮化合物，分子量为53，红外吸收光谱图如下，推断化合物的结构。

1610

3067

1412

2222

980

答：①3300～3500无峰，无N-H峰。②2222峰，有CºN或CºC基团。③小于3000处无峰，无饱和C-H键，即无-CH3和-CH2-。④根据分子量，除N外只能含3个C，
H

H

|

|

C
=
C

|

|

H

C
º
N
5. 某化合物其红外光谱图如下, 试推测该化合物是: HO-C6H4-Cl还是ClCH2CH2-CO-CH2CH3? 为什么?

1250

3255

1595
1500

1000

答：因为3255cm-1有强吸收说明有OH。1595,1500cm-1有吸收说明有苯环。1700cm-1无强吸收，说明不含羰基，所以该化合物是前者而不是后者。
6. 乙烯分子中的C=C对称伸缩振动在红外光区有无吸收？为什么？
答：乙烯分子中的C═C对称伸缩振动在红外光区没有吸收，因为乙烯的对称伸缩振动没有偶极矩的变化，是红外非活性的。
7. 某化合物的分子式为C5H8O，其红外光谱有如下主要吸收带；3020，2900，1690和1620cm-1；其紫外吸收光谱在λmax=227nm,εmax=104。已知该化合物不是醛，试指出它可能结构。
答：解：根据分子式计算该化合物的不饱和度：

其红外吸收峰分别说明
3020cm-1 υ=C-H 不饱和化合物，含有双键
2900cm-1 υC-H 饱和
1690cm-1 υC=O 共轭的羰基，占有一个不饱和度
1620cm-1 υC=C 共轭双键，占有一个不饱和度
从紫外吸收εmax=104说明，此跃迁是由π→π*产生的，因此可能有如下结构：
CH2═CH—CO—CH2—CH3或者CH3—CH═CH—CO—CH3
用Woodward规则计算：
前者：母体基数 215nm 后者：母体基数 215nm

因此该化合物为
CH3—CH═CH—CO—CH3
8. 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?
解: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.
9. 何谓基团频率? 它有什么重要用途?
解: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
10. 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．
解：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
11. 影响基团频率的因素有哪些?
解:有内因和外因两个方面.
内因: (1)电效应,包括诱导、共扼、偶极场效应；（2）氢键；（3）振动耦合；（4）费米共振；（5）立体障碍；（6）环张力。
外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。
12. 何谓指纹区？它有什么特点和用途？
解：在IR光谱中，频率位于1350-650cm-1的低频区称为指纹区．指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照，以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的．
13.
和 是同分异构体，如何应用红外光谱检测它们？
解：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．
14. 某化合物在3640-1740cm-1区间，IR光谱如下图所示．该化合物应是氯苯(I),苯(II), 或4－叔丁基甲苯中的哪一个？说明理由．

解：应为III, 因为IR中在1740-2000cm-1之间存在一个双峰，强度较弱，为对位双取代苯的特征谱带，而在2500-3640cm-1之间的两个中强峰，则为CH3-对称与不对称伸缩振动的特征谱带．

四、计算题：
1. 计算50mm红外光所对应的波数，725cm-1所对应的波长。
答：n~= 1/l = 1/50×10-4 = 200cm-1
l = 1/n~＝1/725 = 1.38×10-3
2. 计算苯及乙炔的基本振动数目。
答：n苯 ＝ 3N－6 ＝ 30
n乙炔＝ 3N－5 ＝ 7
3. 计算下列化合物的不饱和度。(1) C5H12O4 (2) C6H5-O- C6H5。
答：(1) U＝1＋n4＋2-1(n3－n1)＝1＋5＋2-1(0－12)＝0
(2) U＝1＋12＋2-1(0－10)＝8
4. 将800nm换算为（１）波数；（２）mm单位
答：

5. 氯仿（CHCl3)的红外光谱说明C-H伸缩振动频率为3100cm-1,对于氘代氯仿（C2HCl3)，其C-2H振动频率是否会改变？如果变化的话，是向高波数还是低波数位移？为什么？
解：由于1H,2H的相对原子质量不同，所以其伸缩振动频率会发生变化．
CHCl3中，M=12x1/(12+1)=0.9237
C2HCl3中.M=12x2/(12+2)=1.714,
由于σ与M平方根成反比，故氘代氯仿中，C-2H键振动频率会向低波数位移
4