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振动光谱和能谱仪习题 完整含答案版(2016)

振动光谱和能谱仪习题(2016)

一. 选择题

1.红外光谱是( )

A :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( ) A :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( ) A :乙炔分子中对称伸缩振动

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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( ) A:O H 2 B:2CO C:HCl D:2N

5 分子不具有红外活性的,必须是( ) A: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

6.预测以下各个键的振动频率所落的区域,正确的是( ) A:O-H伸缩振动数在4000~25001

-cm B:C-O 伸缩振动波数在2500~15001

-cm

C :N-H 弯曲振动波数在4000~25001

-cm D:C -N 伸缩振动波数在1500~10001

-cm E:C ≡N 伸缩振动在1500~10001

-cm

7.下面给出五个化学键的力常数,如按简单双原子分子计算,则在红外光谱中波数最大者是( )

A:乙烷中C-H 键,=k 5.1510?达因1

-?cm B : 乙炔中C-H 键, =k 5.9510?达因1

-?cm

C : 乙烷中C-C 键, =k 4.5510?达因1

-?cm D : CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 17.5510?达因1

-?cm E:蚁醛中C=O 键, =k 12.3510?达因1

-?cm

8.基化合物中,当C=O 的一端接上电负性基团则( ) A :羰基的双键性增强 B:羰基的双键性减小 C:羰基的共价键成分增加 D:羰基的极性键成分减小 E:使羰基的振动频率增大

9.以下五个化合物,羰基伸缩振动的红外吸收波数最大者是( )

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A: B:

C:

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D: E :

10.共轭效应使双键性质按下面哪一种形式改变( ) A:使双键电子密度下降 B:双键略有伸长

C:使双键的力常数变小 D.使振动频率减小 E:使吸收光电子的波数增加

11.下五个化合物羰基伸缩振动的红外吸收波数最小的是( )

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A: B: C:

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D: E :

12.下面四个化合物中的C=C 伸缩振动频率最小的是( )

A: B:

C:

D :

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13.两 个化合物(1) ,(2) 如用红外光谱鉴别,主要依据

的谱带是( )

A(1)式在~33001

-cm 有吸收而(2)式没有

B:(1)式和(2)式在~33001

-cm 都有吸收,后者为双峰 C :(1)式在~22001

-cm 有吸收

D:(1)式和(2)式在~22001

-cm 都有吸收 E: (2)式在~16801

-cm 有吸收

14.合物在红外光谱的3040~30101-cm 及1680~16201

-cm 区域有吸收,则下面五个化合物最可能的是( )

A :

B :

C :

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D :

E :

15. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为( ) A 玻璃 B 石英 C 卤化物晶体 D 有机玻璃

16. 预测H2S 分子的基频峰数为( ) (A )4 (B )3 (C )2 (D )1

17. CH3—CH3的哪种振动形式是非红外活性的( ) (A )υC -C (B )υC -H (C )δasCH (D )δsCH

18.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()

(A)诱导效应(B)共轭效应(C)费米共振(D)空间位阻

19.Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目()

A 0

B 1

C 2

D 3

20. 红外光谱法, 试样状态可以()

A 气体状态 B固体, 液体状态

C 固体状态D气体, 液体, 固体状态都可以

21. 红外吸收光谱的产生是由()

A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁

B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁

C分子振动-转动能级的跃迁

D 分子外层电子的能级跃迁

22.色散型红外分光光度计检测器多()

A 电子倍增器

B 光电倍增管

C高真空热电偶 D 无线电线圈

23.一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()

A CH3-CHO

B CH3-CO-CH3

C CH3-CHOH-CH3

D CH3-O-CH2-CH3

24.某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收,在红外光谱中有如下吸收峰:3300-2500 cm-1(宽峰),1710 cm-1,则该化合物可能是()

A、醛

B、酮

C、羧酸

D、烯烃

25.在红外光谱分析中,用KBr制作为试样池,这是因为:( )

A KBr 晶体在4000~400cm-1范围内不会散射红外光

B KBr 在4000~400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性

C KBr 在4000~400 cm-1范围内无红外光吸收

D 在4000~400 cm-1范围内,KBr 对红外无反射

26.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?

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结构Ⅱ。3300cm-1谱带(-C≡C-H)的存在排除了Ⅲ,在1900~1650cm-1缺少

C=O 伸缩可排除Ⅰ和Ⅲ。注意光谱中-C≡C- 伸缩是很弱的带

27.一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?

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结构Ⅲ。因为存在芳香C-H 伸缩(大于3000cm-1)和脂肪C-H 伸缩

(3000~2700cm-1),仅有结构Ⅲ与其一致。

28.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( )

A 分子既有振动运动,又有转动运动,太复杂

B分子中有些振动能量是简并的

C 因为分子中有C、H、O 以外的原子存在

D 分子某些振动能量相互抵消了

29.羰基化合物中, C=O 伸缩振动频率最高者为

( 2 )

(1) R C

O

R

C O

(2) R F

O

(3) R C l

C O (4) R B

r

二.填空

1 对于同一个化学键而言,台C-H 键,弯曲振动比伸缩振动的力常数__小 __,所以前者的振动频率比后者__小 ___.

2 C-H,C-C,C-O,C-Cl,C-Br 键的振动频率,最小的是 _ C-Br .

3 C-H,和C-O 键的伸缩振动谱带,波数最小的是 C-D _键.

4 在振动过程中,键或基团的 偶极矩 _不发生变化,就不吸收红外光.

5 以下三个化合物的不饱和度各为多少?

(1)188H C ,U =_ 0 __ . (2)N H C 74, U = 2

. (3) ,U =_ 5 _.

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6 C=O 和C=C 键的伸缩振动谱带,强度大的是_ C=O _.

7 在中红外区(4000~6501-cm )中,人们经常把4000~13501

-cm 区域称为_官能团区 _,而把1350~6501

-cm 区域称为_ 指纹区 .

8 氢键效应使OH 伸缩振动频率向__低波数_波方向移动.

9 羧酸在稀溶液中C=O 吸收在~17601

-cm ,在浓溶液,纯溶液或固体时,健的力

常数会变小,使C=O伸缩振动移向_ 长波_方向.

10

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试比较与,在红外光谱中羰基伸缩振动的波数大的是__后

者__,原因是_ 超共轭效应__.

11 试比较与,在红外光谱中羰基伸缩振动的波数大的是_ 后者__,原因是__ 电负性大的原子使羰基的力常数增加_.

12 随着环张力增大,使环外双键的伸缩振动频率_增加__,而使环内双键的伸缩振动频率__减少_.

13根据互相排斥规则,凡具有对称中心的分子,它们的红外吸收光谱与拉曼散射光谱没有频率相同的谱带。

14、同种分子的非极性键S-S,C=C,N=N,C≡C产生强拉曼谱带,随单键→双键→三键谱带强度增加。

15、红外光谱中,由C ≡N,C=S,S-H伸缩振动产生的谱带一般较弱或强度可变,而在拉曼光谱中则是强谱带。

16、醇和烷烃的拉曼光谱是相似的。

17、一般红外及拉曼光谱,可用以下几个规则判断(1)互相排斥规则(2)互相允许规则(3)互相禁止规则

18.化合物CH3COOCH2C≡CH

在3300~3250cm-1的吸收对应_________C H

C

伸缩振动_______;

在3000~2700cm-1的吸收对应________ CH3-和-CH2-伸缩振动___;

在2400~2100cm-1的吸收对应______C C伸缩振动;______;

在1900~1650cm-1的吸收对应______ C=O伸缩振动__________。19.化合物HO C

O

H

在3750~3000cm-1的吸收对应___________O-H____________

在3000~2700cm-1的吸收对应___________C-H 醛基______________;

在1900~1650cm-1的吸收对应______________C=O___________;

在1600~1450cm-1的吸收对应_______C=C________。

三.问答题

1. 分子的每一个振动自由度是否都能产生一个红外吸收?为什么?

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2. 如何用红外光谱区别下列各对化合物?

a P-CH3-Ph-COOH 和Ph-COOCH3

b 苯酚和环己醇

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3.下列振动中哪些不会产生红外吸收峰?

(1)CO的对称伸缩

(2)CH3CN中C—C键的对称伸缩

(3)乙烯中的下列四种振动

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(A)

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(C)(

4、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收?各由什么类型振动引起?

HO—CH = O CH3—CO2CH2C≡CH

(B)

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5、红外光谱(图10-28)表示分子式为C8H9O2N的一种化合物,其结构与下列结构式哪一个符合?

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(A)

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(B)

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(C)

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6、芳香化合物C 7H 8O ,红外吸收峰为3380、3040、2940、1460、1010、690和740cm -1,试推导结构并确定各峰归属。

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7.一个化合物的结构不是A就是B,其部分光谱图如下,试确定其结构。

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(A) (B)

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8.下图是分子式为C8H8O化合物的红外光谱图,bp=202℃,试推测其结构。

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9.请根据下面的红外光谱图试推测化合物C7H5NO3(mp106℃)的结构式。

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10.分子式为C8H16的未知物,其红外光谱如图,试推测结构。

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11.现有一未知化合物,可能是酮、醛、酸、酯、酸酐、酰胺。试设计一简单方法鉴别之。

[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。

若3300 ~2500 cm-1有一宽吸收带为酸

若3500 cm-1左右有中强峰(或等强度双峰),为酰胺

若1300 ~1000 cm-1有中等强度吸收,为酯

若2850 ~2750 cm-1有弱吸收带,为醛

若1810 和1760 cm-1有两个吸收峰,为酸酐

若以上五种情况均无,为酮。

12.下图是某化合物的IR 光谱图,试问该化合物是芳香族还是脂肪族?(如图)

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[答] 以下事实可以证明存在芳香环:

1. (C-H)吸收均在3000 cm-1以上

2. 在1620 cm-1,1500 cm-1有芳香化合物的骨架振动

以上相关峰说明是芳香化合物

3. 在700 cm-1附近有C-H 弯曲(面外)强吸收峰,并且在2000~1660cm-1

之间存在有C-H 弯曲泛频弱峰。

13. 有一从杏仁中离析出的化合物,测得它的化学式为C7H6O,其红外光谱图

如下,试推测它的结构并简要说明之。

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

>3000 cm-1的吸收峰为= CH 的伸缩振动吸收峰2700 cm-1附近为典型的C—H 吸收峰

1700 cm-1 附近为C = O 的伸缩振动吸收峰

1600~1450 cm-1有几个峰为苯环骨架振动吸收峰

690~750 cm-1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

,CHO

( 苯甲醛)

14.已知一化合物的分子式为C10H10O2, 其IR谱在1685cm-1和3360cm-1等处有吸收, 可能有如下三种结构:

OH OH OH

O

O

O

A B C

(B)不符合I R光谱。

因为(A)与(C)结构中羰基与芳环共轭使νC=O吸收能量降低,使νC=O <1700cm-1;

(A)结构中OH与C=O形成分子内氢键,使νO-H吸收能量也降低,νO-H < 3500cm-1。而(C)结构形成分子间氢键,其它两种结构没有这种性质,它们的νC=O 和νOH应> 1700cm-1和在3500cm-1附近。

(写对答案得2 分;写对答案,又分析正确得5分)

15.某化合物其红外光谱图如下,试推测该化合物是:HO Cl还是

ClCH 2CCH 2CH 3

?为什么

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[答] 是

HO

Cl

因为 3255 cm -1有强吸收说明有 OH 。 1595, 1500 cm -1 有吸收说明有苯环。 1700 cm -1 无强吸收,说明不含羰基 ( C = O ) 所以不可能是

ClCH 2CH 2CCH

2CH 3

16分别指出谱图中标记的各吸收峰所对应的基团及振动?

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17.红外光区的划分?

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18.振动光谱有哪两种类型?多原子分子的价键或基团的振动有哪些类型?同一种基团哪种振动的频率较高?哪种振动的频率较低?

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19. 说明红外光谱产生的机理与条件?

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20.红外光谱图的表示法?

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21. 红外光谱图的四大特征(定性参数)是什么?如何进行基团的定性分析?

如何进行物相的定性分析?

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22. 何谓拉曼效应?说明拉曼光谱产生的机理与条件?

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24.比较拉曼光谱与红外光谱。

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25.红外与拉曼活性判断规律?指出下列分子的振动方式哪些具有红外活性、哪些具有拉曼活性。为什么?

(1)O2、H2

(2)H2O的对称伸缩振动、反对称伸缩振动和弯曲振动。

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26、比较红外与拉曼光谱分析的特点。什么样的分子的振动具有红外或拉曼活性?

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何为有机集团的IR特征吸收峰?影响红外吸收峰发生移动的因素有哪些?

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27、请叙述碳纳米管拉曼光谱中三个不同拉曼位移的物理意义。