06红外吸收光谱法答案.docx
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06红外吸收光谱法答案
六、红外吸收光谱法答案
一、选择题(共61题)
1.2分(1009)(3)
2.2分(1022)
[答]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(2200cm-1)。
3.2分(1023)
[答]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。
4.2分(1068)[答]结构Ⅱ。
5.2分(1072)(4)6.2分(1075)(3)7.2分(1088)
(2)
8.2分(1097)(4)9.2分(1104)(4)10.2分(1114)
(1)
11.2分(1179)(3)12.2分(1180)
(1)13.2分(1181)(3)
14.2分(1182)(3)15.2分(1183)(3)16.2分(1184)
(1)
17.2分(1206)
(2)18.2分(1234)(4)19.2分(1678)(4)
20.2分(1679)(3)21.1分(1680)(3)22.1分(1681)(3)
23.1分(1682)
(2)24.2分(1683)
(1)25.2分(1684)(4)
26.2分(1685)(3)27.2分(1686)
(1)28.2分(1687)(3)
29.2分(1688)
(1)30.2分(1689)
(1)31.2分(1690)
(2)
32.2分(1691)
(1)33.2分(1692)
(2)34.2分(1693)(3)
35.2分(1694)
(2)36.2分(1695)(4)37.2分(1696)(3)
38.2分(1697)
(2)39.2分(1698)(4)40.2分(1699)
(2)
41.2分(1700)(4)42.2分(1701)
(2)43.2分(1702)(4)共轭效应
44.2分(1703)(3)45.2分(1704)
(2)46.2分(1705)(3)
47.3分(1714)
(2)48.1分(1715)(3)49.2分(1725)(3)
50.2分(1790)(3)51.3分(1791)
(2)52.2分(1792)
(1)
53.2分(1793)(4)54.2分(1794)
(2)55.2分(1795)(3)
56.1分(1796)
(1)57.1分(1797)
(2)58.1分(1798)(3)
59.1分(1799)(3)60.1分(1800)
(1)61.1分(1801)(3)
二、填空题(共59题)
1.2分(2004)
[答]更高
2.2分(2011)
[答]红外辐射应具有刚好满足分子跃迁时所需的能量;
分子的振动方式能产生偶极矩的变化。
3.2分(2051)
[答]
(1)分子的振动方式必须是红外或心活性的;
(2)某一振动方式频率与红外线对的某一频率相同(即能产生瞬时偶极矩变化)。
4.2分(2055)
[答]N1/2
=───×[k(m1+m2)/(m2×m2)]1/2
2c
5.2分(2083)
[答]弯曲振动.
6.2分(2091)
[答]低波数
7.2分(2093)
[答]a高
8.2分(2105)
[答]3×3-6=3.
9.5分(2473)
[答]N-H伸缩
C-H伸缩
C=O伸缩
C-H伸缩
10.2分(2475)
[答]可能存在倍频,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
11.2分(2477)
[答]
(1)4(3N-5=4)
(2)2(3)不对称伸缩
12.5分(2478)
[答]
(1)红外光源
(2)干涉仪(3)试样室(4)检测器
(5)电子计算机(傅里叶变换)(6)记录仪
13.5分(2479)
[答]Ar-H伸缩
C=C伸缩(苯的骨架)
Ar-H弯曲
14.5分(2480)
[答]
(1)不饱和度为2,(有一个叁键)
(2)
-H的CH伸缩
(3)-CH3,
的CH伸缩
(4)
伸缩
(5)-CH3,
的CH弯曲
(6)CH3CH2CH2
H
1-戊炔
15.2分(2481)
[答]
(1)有两个伸缩吸收峰(振动的偶合)
(2)有1个吸收峰
16.5分(2482)
[答]
(1)光源
(2)单色器(3)吸收池(4)检测器(5)记录仪
17.5分(2483)
[答]
(1)Nernst(能斯特)灯或硅碳棒(惰性固体也可以)
(2)光栅
(3)NaCl或KBr等晶体
(4)真空热电偶或热检测器
18.2分(2484)
[答]
(1)双
(2)消除多级次光谱重叠
19.2分(2485)
[答]
(1)糊状法
(2)压片法(3)薄膜法
20.2分(2486)
[答]
(1)液膜法
(2)溶液池(或液体池)法
21.2分(2487)
[答]
(1)波长:
0.77~1000m或波数12987~10cm-1
(2)波长:
2.5~25m或波数4000~400cm-1
22.5分(2529)
[答]Stokes线高(1分)
反Stokes线低(1分)
1600(2分)
23.4分(2532)
[答](具有对称中心的反式结构的)(C=C)是红外非活性的(1分)
两个双键伸缩振动的偶合(1分)
同相偶合(1分)
高(或大)高(或大)(1分)
F的(亲电)诱导效应(使C=C的力常数增大)(1分)
24.4分(2533)
[答]
(2)、(3)、(4)
(1)、
(2)
每一正确判断1分,多或少一错判均扣1分.
25.4分(2534)
[答](3)、(4)是红外活性的,
(1)、
(2)是拉曼活性的.
(这种完全对称的分子,红外和拉曼活性是互补的,(3)、(4)是拉曼非活性的)
26.2分(2535)
[答]4;3个.
27.2分(2536)
[答](4)
(1)(3)
(2)
28.2分(2673)
(3)>
(2)>
(1)。
29.2分(2674)
(1)>(3)>
(2)。
30.5分(2675)
a峰为OH,b峰为CH,c峰为C=C,d峰为C-O-C。
31.2分(2676)
AgCl;CaF2;AgCl。
32.2分(2677)
(1-
)倍;减少(1-
)倍。
33.2分(2678)
保持不变;增加。
34.2分(2679)
保持不变;弹簧的频率取决于其力常数和体系里球的质量。
35.5分(2680)
伸缩振动;
CH3-和-CH2-伸缩振动;
伸缩振动;
C=O伸缩振动。
36.2分(2681)
37.2分(2682)
高频;低频;低频;高频移动。
38.2分(2683)
三个;三个;不对称伸缩振动、对称伸缩振动和弯曲振动。
39.2分(2684)
伸缩;低频;弯曲;高频。
40.2分(2685)
基团特征振动频率;官能团的依据;4000~1500
41.2分(2686)
1500、700;特定分子。
42.2分(2687)
9.3×1013;3.2;3100。
43.2分(2688)
44.5分(2689)
O-H伸缩振动;C-H伸缩振动(醛基);
C=O伸缩振动;C=C伸缩振动。
45.2分(2690)
伸缩振动;弯曲振动(或变形振动)。
46.2分(2691)
化学键两端的原子沿键轴方向伸缩,键长发生变化而键角不变的振动;
对称伸缩振动;不对称伸缩振动。
47.2分(2692)
使化学键的键角发生周期性变化而键长不变的振动;
剪式振动、平面摇摆振动、非平面摇摆振动、扭曲振动。
48.5分(2693)
某些振动方式不产生偶极矩的变化,是非红外活性的;
由于分子的对称性,某些振动方式是简并的;
某些振动频率十分接近,不能被仪器分辨;
某些振动吸收能量太小,信号很弱,不能被仪器检出。
49.2分(2694)
分子的振动引起分子的偶极矩变化;
分子的振动引起分子的极化率改变。
50.2分(2695)
频率强度谱(频率域光谱);频率;时间强度谱(时间域光谱);时间。
51.2分(2696)
h;增加;加大。
52.2分(2697)
CH3、CH2及醛基中的C-H伸缩振动引起;
C=O伸缩振动引起;
CH3-、-CH2-的C-H弯曲振动引起。
53.2分(2698)
偶极矩;单原子、同核分子。
54.2分(2699)
近红外光区、中红外光区、远红外光区;
中红外光区。
55.4分(2700)
伸缩;变形;对称伸缩;不对称伸缩;
剪式振动、非平面摇摆、扭曲振动、平面摇摆。
56.2分(2701)
3750~3000;3300~3000;2400~2100。
57.2分(2702)
相等相近公共原子;公共原子。
58.2分(2703)
增加;分裂;振动耦合。
59.2分(2704)
庚烷;乙腈毒性较强。
二、计算题(共15题)
1.5分(3084)
[答]∵σ(cm-1)=1307(k/)1/2
而σ(cm-1)=104/,O-H的折合质量=16/(1+16)=0.9412
104/=1307(k/)1/2
k=(104/1307×2.77)2×0.9412=7.18N/cm
2.5分(3094)
[答]
N1/2km1·m2
据σ=───×(──)1/2μ=──────
2cμm1+m2
N=6.022×1023M1=12,M2=14
(6.022×1023)1/212.0+14.0
∴σ=────────────×(17.5×105×──────)1/2=2144cm-1
2×3.1416×2.998×101012.0×14.0
3.5分(3120)
[答]
1k
σ=───(────)1/2
2c
波数之比为(k)1/2之比
σ(单):
σ(双):
σ(三)=(k1)1/2:
(k2)1/2:
(k3)1/2
1200:
1667:
2260=(k1)1/2:
(k2)1/2:
(k3)1/2
k1:
k2:
k3=1.0:
1.91:
3.6
4.5分(3136)
[答]=1+n4-(n1-n3)/2
(n1,n3和n4分别为分子中氢,氮和碳的原子数)
=1+8-(10/2)=4
5.5分(3137)
[答]
1)σ=1302×(K/)1/2
今σ=4000=(1×19)/(1+19)=19/20
k1/2=4000÷1302×(19/20)1/2=2.99
k=8.97≈9.0N/cm
[答]HF键的力常数为9.0N/cm
2)3HF键和HF键的力常数相同
∴σ3×19/22
──=(───)1/2=(─────)1/2=(60/22)1/2=1.65
σ19/20
σ=4000/1.65=2424cm-1=4.13m
答:
吸收峰的波长为4.13m
6.10分(3138)
[答]由于吸收带频率取决于原子质量和化学键的强度
所以1k
σ=───(──)1/2
2c
(1)对C=O
112.3×105×(12+16)×6.02×1023
σ=────────(─────────────────)1/2=1758cm-1
2×3.14×3×101012×16
=104/1758=5.7m
(2)对C-C
17.6×105×(12+12)×6.02×1023
σ=────────(────────────────)1/2=1464cm-1
2×3.14×3×1012×12
=104/1464=6.8m
7.5分(3145)
[答]
(1)12×16192
σ=2170cm-1=──────=───
12+1628
k1/2=2170÷1302×(192/28)1/2=4.365
k=19.0519N/cm
(2)N1/2k(m1+m2)(6.022×1023)1/21.91×106(14+16)
(a)σ=───(───────)1/2=────────(─────────)1/2
2cm1m22×3.14×3×101014×16
=2.08×103cm-1
8.5分(3368)
[答]σ=1/(2c)(k/)1/2,σ=1307(k/)1/2
(C=O)=6.86(C=Cl)=8.97
σ=1307×(12.1/6.86)1/2=1307×1.33=1738cm-1
σ=1307×(3.4/8.97)1/2=1307×0.616=805cm-1
9.5分(3369)
[答]σ=
σ=
=0.923[=12×1/(12+1)=12/13=0.923]
烷烃
σ1=1307×(4.7/0.923)1/2=1307×(5.09)1/2=2953cm-1
烯烃=C-H,
σ2=1307×(5.1/0.923)1/2=1307×(5.52)1/2=3072cm-1
炔烃
σ3=1307×(5.9/0.923)1/2=1307×(6.39)1/2=3304cm-1
10.2分(3370)
(缺)
11.5分(3371)
[答]σ(C=C)=104/6.00=1667cm-1
σ(C-C)k1
────=───,σ(C-C)=σ(C=C)(k1/k2)1/2
σ(C=C)k2
σ(C-C)=1667×(1.0/1.91)1/2=1667×(0.524)1/2=1206cm-1
σ(
)=σ(C=C)(k3/k2)1/2=1667×(3.6/1.91)1/2=1667×(1.885)1/2
=2288cm-1
12.5分(3372)
[答]σ=1/,σ(C-O)=104/8.96=1116cm-1
σ(C=O)[k(C=O)]1/2
───=─────,σ(C=O)=σ(C-O)[k(C=O)/k(C-O)]1/2
σ(C-O)[k(C-O)]1/2=1116×(2.42)1/2
=1116×1.56=1714cm-1
13.10分(3405)
[答]
(1)σ=(435.8×10-7)-1-(444.7×10-7)-1
=22946-22487
=459(cm-1)(2分)
(2)反Stokes线的波数为
22946+459=23405(cm-1)
波长为
(As)=1/23405=4.273×10-5(cm)
=427.3(nm)(2分)
14.2分(3536)
K=1.0×10N/cm
15.5分(3537)
根据
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。
其中2224cm-1(4.50m)由N≡N伸缩振动引起;
1285cm-1(7.78m)由N=0伸缩振动引起;
579cm-1(17.27m)由弯曲振动引起弱吸收峰
2563cm-1(3.90m)为1285cm-1峰的倍频峰
2798cm-1(3.57m)为2224cm-1峰与579cm-1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)
[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2143cm-1(4.67m)为基频;弱吸收峰4260cm-1(2.35m)为倍频。
6.5分(4020)
[答]在3500~3300cm-1范围内有一弱而尖锐的N-H吸收,在3000~2700cm-1范围内由CH3和CH2引起的C-H伸缩吸收,在羰基范围(1900~1650cm-1)
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。
若3300~2500cm-1有一宽吸收带为酸
若3500cm-1左右有中强峰(或等强度双峰),为酰胺
若1300~1000cm-1有中等强度吸收,为酯
若2850~2750cm-1有弱吸收带,为醛
若1810和1760cm-1有两个吸收峰,为酸酐
若以上五种情况均无,为酮。
8.10分(4041)
[答]不饱和度为5,3500~3000cm-1缺少任何特征峰,分子中无-OH基。
约在1690cm-1有(C=O)吸收带,可能为醛、酮或酰胺,分子式中无氮,不可能为酰胺,又因2700cm-1无醛基的(C=H)峰,故该化合物为酮类。
3000cm-1以上及1600,1580cm-1表示分子中有苯环,而700及750cm-1两峰说明该化合物为单取代苯,在2900cm-1左右及1360cm-1处的吸收表示含有-CH3基。
综上所述,该化合物应为
9.5分(4049)
[答]1745cm-1有强吸收峰,说明有羰基(C=O)
3000~3100cm-1,1600cm-1,1500cm-1无吸收,说明不含苯环
3000~3100cm-1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.(C-H)吸收均在3000cm-1以上
2.在1620cm-1,1500cm-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700cm-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。
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
3300cm-1附近为≡CH伸缩振动吸收峰
2900cm-1附近为CH3-CH2—伸缩振动吸收峰
2100cm-1附近为C≡C伸缩振动吸收峰
1460cm-1附近为—CH2—弯曲振动吸收峰
1380cm-1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
>3000cm-1的吸收峰为=CH的伸缩振动吸收峰
2700cm-1附近为典型的C—H吸收峰
1700cm-1附近为C=O的伸缩振动吸收峰
1600~1450cm-1有几个峰为苯环骨架振动吸收峰
690~750cm-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
(苯甲醛)
14.5分(4056)
[答]是
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
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