红外吸收光谱法习题与答案解析 下载本文

四、问答题 ( 共 58题 ) 1. 5 分 (2474)

[答](1) C-C > C-N > C-O (2) 因为E=h, E=hc, h、c为常数 所以E与呈正比, =104/ E与成反比 2. 5 分 (2476) [答](1)

对称伸缩振动不对称伸缩振动

剪式(弯曲振动) 面内摇摆

面外摇摆扭曲

注: 不写名称只画出即可, 写出更好 3. 10 分 (4005)

[答] 既然 N2O 分子具有线性结构,它只可能是 N = O = N 或 N ≡ N = O 。若具有前一种结构,则只能具有反对称伸缩振动和弯曲振动引起的两个强吸收峰,与题意不符,故 N2O 分子具有 N ≡ N = O 结构。

-1

其中 2224 cm ( m ) 由 N ≡ N 伸缩振动引起;

-1

1285 cm ( m ) 由 N = 0 伸缩振动引起;

-1

579 cm ( m ) 由弯曲振动引起弱吸收峰

-1-1

2563 cm ( m ) 为 1285 cm峰的倍频峰

-1-1-1

2798 cm ( m ) 为 2224 cm峰与 579 cm峰的和频峰。 4. 5 分 (4013)

[答] 实际吸收峰数目比正常振动模式的数目少的原因主要有以下几种: (1) 某些振动并不引起偶极矩变化,它们是非红外活性的;

(2) 由于对称的缘故,某几种振动模式的频率相同,我们称这些振动是简并的,

只能观察到一个吸收峰;

(3) 某些振动的频率十分接近,不能被仪器分辨;

(4) 某些振动引起的红外吸收很弱,当仪器灵敏度不够时不被检出;

(5) 某些振动引起的红外吸收超出中红外光谱仪的测量波长范围,不被检出。

由于可能存在倍频、合和频和差频吸收峰,所以可能出现某些附加的弱峰,使实际吸收峰数目增多。 5. 5 分 (4014)

-1

[答] 由于 N2无红外吸收,这两个吸收峰一定是 C=O 的振动引起的。其中强吸收峰2143 cm ( m )

-1

为基频;弱吸收峰 4260 cm ( m ) 为倍频。 6. 5 分 (4020)

-1-1

[答] 在 3500~3300 cm范围内有一弱而尖锐的 N-H 吸收,在 3000~2700 cm范围内由 CH3和 CH2引

-1

起的C-H伸缩吸收,在羰基范围(1900~1650 cm)

有吸收。

7. 5 分 (4027)

[答] 鉴别羰基化合物,快而有效的方法是用 IR 光谱法。测定该未知试样的 IR 光谱图,然后观察特征吸收。

-1

若 3300 ~ 2500 cm有一宽吸收带为酸

-1

若 3500 cm左右有中强峰(或等强度双峰),为酰胺

-1

若 1300 ~ 1000 cm有中等强度吸收,为酯

-1

若 2850 ~ 2750 cm有弱吸收带,为醛

-1

若 1810 和 1760 cm有两个吸收峰,为酸酐 若以上五种情况均无,为酮。 8. 10 分 (4041)

-1-1

[答] 不饱和度为 5, 3500 ~ 3000 cm缺少任何特征峰,分子中无 -OH 基。约在 1690 cm有(C=O)吸收

-1

带,可能为醛、酮或酰胺,分子式中无氮,不可能为酰胺,又因 2700 cm无醛基的(C=H)峰,故该化合物

为酮类。 3000 cm以上及 1600,1580 cm表示分子中有苯环,而 700 及 750 cm两峰说明该化合物为单

-1-1

取代苯,在 2900 cm左右及 1360 cm处的吸收表示含有 -CH3基。 综上所述,该化合物应为

9. 5 分 (4049)

-1

[答]1745 cm有强吸收峰,说明有羰基 ( C = O )

-1-1-1

3000 ~ 3100 cm,1600 cm,1500 cm无吸收,说明不含苯环

-1

3000 ~ 3100 cm无吸收,说明不含双键 ( = C = C = )。 10. 5 分 (4051)

[答] 以下事实可以证明存在芳香环:

-1

1. (C-H)吸收均在 3000 cm以上

-1-1

2. 在 1620 cm,1500 cm有芳香化合物的骨架振动 以上相关峰说明是芳香化合物

-1-1

3. 在 700 cm附近有 C-H 弯曲(面外)强吸收峰,并且在 2000~1660cm 之间存在有 C-H 弯曲泛频弱峰。 11. 5 分 (4052)

[答]环酮类化合物,随着环张力的增加,(C=O)吸收带向高频移动。化合物(a)上的 C=O 位于两个六元环之外,环张力小于 (b),因此(a)化合物的(C=O)小于(b)化合物。 12. 5 分 (4053)

[答] = 1/2 [ 6(4-2) + 10(1-2) + 2 ] = 2

-1

3300 cm附近为 ≡CH 伸缩振动吸收峰

-1

2900 cm附近为 CH3- CH2—伸缩振动吸收峰

-1

2100 cm附近为 C≡C 伸缩振动吸收峰

-1

1460 cm附近为 —CH2—弯曲振动吸收峰

-1

1380 cm附近为 —CH3弯曲振动吸收峰

据此可推断该化合物结构为 CH3- (CH2)2CH2- C≡CH (1 - 己炔) 13. 5 分 (4055)

[答] = 1/2 [ 7(4-2) + 6(1-2) + 1(2-2) + 2 ] = 5

-1

> 3000 cm的吸收峰为 = CH 的伸缩振动吸收峰

-1

2700 cm附近为典型的 C—H 吸收峰

-1

1700 cm附近为C = O 的伸缩振动吸收峰

-1

1600~1450 cm有几个峰为苯环骨架振动吸收峰

-1

690~750 cm有二个吸收峰为一取代苯特征峰 据此可以推断该化合物为 ( 苯甲醛 )

14. 5 分 (4056) [答] 是

-1-1

因为 3255 cm有强吸收说明有 OH。 1595, 1500 cm有吸收说明有苯环。

-1

1700 cm无强吸收,说明不含羰基 ( C = O ) 所以不可能是 15. 5 分 (4057)

[答] 因为该化合物存在如下互变异构:

因此在 IR 谱图上,除了出现(C=C)吸收带外,还应出现(OH)和(C=O)吸收,(C=O)吸收带出现在 1650 -1-1

cm,(OH)吸收带在生成氢键时,可移至3000 cm。 16. 5 分 (4076)

-1-1

[答] 在键合 OH 伸缩范围 ( 3450 ~ 3200 cm ) 有一强吸收,在 C - H 伸缩范围 (3000~2700 cm) 有 CH3和 CH2特征谱带。 17. 5 分 (4124) [答] 1为 HCl 的2为 DCl 的

= (M1M2)/(M1+ M2) 1/2= [/(71/] =

1/2

σ2/σ1= (1/2)σ2=σ1×(1/2)1/2

σDCl = 2886×1/2 = 2072 cm-1

-1-1-1

18. 5 分 (4125)

-1

[答] 1. 3700 ~ 3000 cm(OH)

-1

2. 3300 ~ 3000 cm(OH)(Ar-H)

-1

3. 3000 ~ 2700 cm(OH)( H - C = O )

-1

4. 1900 ~ 1650 cm(C=O)

-1

5. 1600 ~ 1450 cm( = C = C = ) (Ar) 19. 5 分 (4143)

[答] (1) 先分析不饱和度, 说明有双键存在 Ω = 1/2 [ 3(4-2) + 6(1-2) + 1(2-2) + 2 ] = 1 (2) 分析特征吸收峰

-1

A. 3650~3100 cm有一宽峰,说明有 O - H 伸缩振动

-1

B. 2900 cm有一强吸收峰说明有饱和 C - H 伸缩振动

-1

C. 1680 cm有一中强峰说明有 C = C 伸缩振动

-1

D. 1450 cm有一大且强吸收峰说明 CH3或 CH2存在

-1

E. 1300~1000 cm有三个峰说明有 C - O 伸缩振动

-1

F. 900 cm左右有峰为 = CH2面外摇摆吸收峰 (3) 据上面分析得出这是 CH2= CH - CH2OH (烯丙醇) (不会是丙烯醇,因为乙烯式醇均不稳定) 20. 5 分 (4149)

[答](1) 有, (2) 无, (3) 有, (4) 无 21. 5 分 (4153)

[答] (1) 计算不饱和度

= [ 12(4-2) + 11(1-2) + 1(3-2) + 2 ] = 8 (2) 分析特征峰

-1-1

A. 3400 cm附近有游离的 -NH 吸收峰(如为 -NH2在 1650 - 1560 cm 应有峰而谱图上没有这个峰,故否定)

-1

B. 3030 cm附近有芳环不饱和 C - H 伸缩振动

-1

C. 1600 ~ 1450 cm有苯环的特征吸收峰( C = C 骨架振动之吸收峰)

-1

D. 690,740 cm有较强峰说明为苯环之一取代峰 (3) 据上面分析可初步断定为(二苯胺) 22. 5 分 (4384)

[答]分子振动能级的跃迁的能量与幅射能E=h相当, 且分子中该振动方式必须具有红外活性; 即瞬时偶极矩发生变化 23. 5 分 (4387)

[答]傅里叶变换红外光谱仪由以下几部分组成:

红外光源, 干涉计, 试样室, 检测器, 电子计算机(傅里叶变换), 记录仪等. 24. 5 分 (4388)

-1

[答]3000~2500cm宽峰为羧酸中的OH

-1

2960~2850cm吸收峰有C-H(-CH3, )

-1

1740~1700cm羧酸中的C=O

-1

1475~1300cm有C-H(-CH3, ) 所以是 CH3CH2COOH 丙酸 25. 5 分 (4389) [答]3-甲基戊烷,

-1

775cm乙基的弯曲振动要注意 26. 5 分 (4390)

[答]B比A谱图简单

-1

(1) A在3300~3000cm有C-H(C=C-H)伸缩振动吸收峰 B没有

-1

(2) A在1675~1500cm处有C=C伸缩振动吸收峰 B没有 27. 5 分 (4391)

-1

[答] (1)A在3300~3000cm有C-H (Ar-H) 伸缩振动吸收峰

-1

B在3000~2700cm有C-H()伸缩振动吸收峰

-1

(2) A在1675~1500cm有苯环的骨架振动 (C=C) B没有

-1

(3) A在1000~650cm有苯C-H的变形振动吸收峰

B在1475~1000cm有C-H变形振动吸收峰 28. 5 分 (4392)

[答]CH3-CH2-CH2-CH2-CH=CH2

-1

吸收峰波数范围(/cm) 引起吸收的峰

(1) 3300~3000 (C-H) (C=C-H) (2) 3000~2700 (C-H )(-CH3, ) (3) 1675~1500 (C=C) (4) 1475~1300 (C-H) (5) 1000~650 (C-H) () 29. 5 分 (4393)

-1-1

[答](1) A在1900~1650cm有两个C=O伸缩振动吸收峰(振动的偶合), B, C在1900~1650cm只有一个C=O伸缩振动吸收峰

(2) B的C=O吸收峰在波数高的位置, C则在波数相对较低的位置 30. 5 分 (4394)

[答] A谱图比B谱图简单

(1) A不出现的伸缩振动吸收峰, 因为偶极矩没有变化

-1

B在2400~2100cm处有伸缩振动的吸收峰

-1

(2) B在1900~1650cm有C=O伸缩振动吸收峰

-1

A在1900~1650cm没有C=O吸收峰

-1

(3) B在3000~2700cm有C-H伸缩振动吸收峰由CHO引起 A没有 31. 5 分 (4395)

[答] 吸收峰向低波数移动, 吸收强度增大, 谱带变宽。

由于乙醇形成了分子间氢键, 当乙醇浓度很小时, 分子间不形成氢键, 显示了游离OH的吸收在高波数, 随着乙醇浓度的增加, 游离羟基吸收减弱, 而多聚体的吸收相继出现. (原因部分只回答形成了分子间氢键也是正确的).

32. 5 分 (4396)

[答]不变化。

邻硝基苯酚在上述两个浓度溶液中都生成了分子内氢键, 分子内氢键不受溶液浓度 的影响.

33. 5 分 (4397)

-1

[答](2) 有羰基C=O, 1600cm吸收带

-1

甲基CH3 ,2960cm吸收带 34. 5 分 (4398)

[答](1) C=O

35. 5 分 (4399)

[答](1) 伸缩振动 (2) 反对称伸缩振动 (3) 基频峰 36. 10 分 (4469)

[答]

-1

从IR看有: ≡C-H, C=C的伸缩振动; 在895cm有非平面摇摆振动,

-1

以及在1790cm处有它的倍频, 因此为

从NMR谱看出连接在双键上两个质子在环境上是不等同的, 因此是两个单峰(=,,而在=处有9个质子, 这是叔丁基,另外五个质子是两个质子的单峰, 因此可能结构:

37. 10 分 (4470)

[答]

(a)1H 三重峰= (b) 2H 四重峰= (c) 3H 三重峰= (d) 5H 单峰= (e) 1H 宽峰= 38. 5 分 (4471)

[答]

39. 5 分 (4472)

-1

[答]

40. 5 分 (4473)

[答]

: 41. 5 分 (4474) [答]

: 42. 5 分 (4477)

[答] (a) (b)

(c) (d)

43. 4 分 (4478)

-1

[答] (1) 前者(C=C)较后者稍低(1620cm), 但强度比后者大. (2分)

-1-1

(2) 后者(在2800~3000cm)有甲基和亚甲基的伸缩峰s和as,以及在1450cm 附近的变形峰, 前者没有. (2分) 44. 4 分 (4479)

-1-1

[答] 在1600~1650cm没有(C=C)的是反-2-丁烯, 它的(C=C)是红外非活性的; 在1600~1650cm范围(C=C)的波数较高而强度较大者为(3), 这是由于Cl的亲电诱导.[另一个波数较低, 强度较弱的(C=C)是结构(1)的]].

45. 5 分 (4614)

四甲基是一个具有对称中心的烯烃, 因此,C=C吸收在红外光谱中观察不到, 仅能与甲基有关的吸收峰, 即:

-1-1-1

小于3000cm处的吸收带, 及1460cm, 1380cm。 46. 5 分 (4615)

选用研糊法或溴化钾压片法。

用细粉末测得的红外光谱, 大部分辐射将由于散射而损失. 如果把试样分散在具有与试样相同折射率的介质(液体或固体)中, 光损失将大大下降, 从而可获得令人满意的光谱。 47. 5 分 (4616)

由于丙二酸HOOCCH2COOH的两个-COOH同时与一个-CH2-相连,两个-C=O会产生振动耦合,故C=O将分

-1-1

裂成两个峰,即C=O1740cm和1710cm。然而戊二酸不具备产生振动耦合的条件,故C=O只出现一个峰。

48. 5 分 (4617) 有如下特征吸收:

-1

(1) -CHO中的C-H:2900~2700cm, 弱,双峰;

-1

(2) 烷基中的C-H: <3000cm;

-1

(3) C=O , 1720~1730cm, 强;

-1 -1

(4) C-H, 1380cm, 1460cm。 49. 2 分 (4618)

红外光谱不能区别(1)物质对,因为它们是手性异构;可以区别(2)物质对,因为它们是顺反异构。(2)物质似不存在顺反异构 50. 5 分 (4619) 有如下特征吸收:

-1

(1) C≡C-H: ~3300cm;

-1

(2) C-H : <3000cm;

-1

(3) C≡C: 2140~2100cm;

-1

(4) C-H :1380~1475cm。 51. 5 分 (4620) 有如下特征吸收:

-1

(1) O-H(缔合): 3000 ~2500cm;

-1

(2) C-H : <3000cm;

-1

(3) C=O(缔合): 1740~1700cm;

-1

(4) C-H : 1475~1300cm。 52. 5 分 (4621)