201X923第三章红外答案.docx
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201X923第三章红外答案
第三章红外光谱
一、名词解释
基频峰、倍频峰、费米共振、特征频率区、指纹区
基频峰：
当分子吸收一定频率的红外线后，振动能级从基态（V0）跃迁到第一激发态（Vi）时所产生的吸收峰，称为基频峰。
倍频峰：
如果振动能级从从基态（V0）跃迁到第二激发态（V2）、第三激发态（V3）……所产生的吸收峰称为倍频峰。
费米共振：
当一振动的倍频（或组频）与另一振动的基频吸收峰接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，这种倍频（或组频）与基频峰之间的振动偶合称费米共振。
特征频率区：
特征谱带区有机化合物的分子中一些主要官能团的特征吸收多发
生在红外区域的4000〜1500cm-2。
该区域吸收峰比较稀疏,容易辨认,故通常把该区域叫特征谱带区。
红外光谱指纹区：
红外吸收光谱上1500〜40Ocm-1的低频区,通常称为，在核指纹区。
该区域中出现的谱带主要是C-X（X=C,NsO）单键的伸缩振动以及各种弯曲振动对和确认有机化合物时用处很大。
二、填空
1.红外光谱的产生是由于。
化学键的振动与转动跃迁。
2.红外光谱产生的条件是、
红外光谱产生的条件是辐射的能量满足跃迁所需能量，辐射引起偶极矩的变化。
3.红外光谱中影响基团频率位移的因素有外部因素和内部因素，内部因素主要
有、、等。
此外，振动耦合、费米共振
等也会使振动频率位移。
外部因素（样品的状态等）、电子效应（诱导效应、共轭效应和偶极场效应）、空间效应、氢键
4.在红外光谱中，将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为，相反则
称为。
红外活性，非红外活性。
5.基团-OH和-NH,-C三N和-C三CH-C=C-和-C=N-的伸缩振动频率范围分别是_
-1-1-1
cm，cm，cm。
4000—2500（3000）、2500—2000、
2000—1500
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（4000〜400cm）中,人们经常把4000〜1500cm区域称为
而把1500〜400cm1区域称为。
官能团区（或特征谱带区）、指纹区
8.氢键效应使OH伸缩振动频率向数方向移动（低或高或不移动）。
低
9.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—减小。
10.红外光谱以波长或波数为横坐标,以表示吸收峰的位置。
以透射率为
纵坐标，表示吸收强度，吸收带为吸收峰在光谱上的波带位置
11.
仅考虑C=O所受到的电子效应，请按高低排出下列物质中吒之（伸缩振动）
12.仅考虑C=O受到的电子效应，在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中，出现
C=O伸缩振动频率的大小顺序应是怎样？
答案：
酰卤＞酸＞醛＞酯＞酰胺。
13.分别在95%乙醇和正已烷中测定2—戊酮的红外光谱，试预测C=O的伸缩振动吸收峰在哪种溶剂中出现的区较高？
为什么？
答案：
在正已烷，较高（极性溶剂的效应）
14.
从以下红外特征数据鉴别特定的苯取代衍生物C8Hiq：
2
化合物B:
吸收带在约795cm1处
④化合物D:
吸收带在约750cm1处
3.
下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是
4.下面四种气体，不吸收红外光的是：
A.H2OB.CO2C.HClD.N2
5.某种化合物，其红外光谱上3000-2800CR11,1460cm-1,1375cm-1和720cm-1等
处有主要吸收带，该化合物可能是O
A烷烃；B.烯烃；C.炔烃；D.芳烃；E.羟基化合物。
6.分子不具有红外活性的者，必须是：
（）
A:
分子的偶极矩为零E:
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
7.有一含氧化合物，如用红外光谱判断是否为羰基化合物，重要依据的谱带范围
为o
A.3500-3200cmi1;B.1500-1300cm1;C.1000-650cm1;D.1950-1650cm1.
8.下列化合物在IR谱的1720cm1左右有强吸收峰的是（）
A.丙烷B.丙烯C.丙炔D.丙酮
9.线性分子的自由度为：
A:
3N-5B:
3N-6C:
3N+5D:
3N+6
1
10.某化合物在3000-2500cm有散而宽的峰，其可能为：
A有机酸B.醛C.醇D.醚
13.
偕三甲基（特丁基）
A10~20cm-1
14.
在红外吸收光谱图中，2000-1650cm1和900-650cm-1两谱带是什么化合物的特征谱带：
15.下列化学键的伸缩振动所产生的吸收峰波数最大的是：
A.C=OB.C-HC.C=CD.O-H
16.在醇类化合物中，O-H伸缩振动频率随溶液浓度增加而向低波数移动，原因是
A.溶液极性变大；B.分子间氢键增强；
C.诱导效应变大；D.易产生振动耦合。
17.某化合物在紫外光区未见吸收，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰：
3000cm1左右，1650cm。
该化合物可能是：
A.芳香族化合物B.烯烃C.醇D.酮
18.乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式两种互变异构体，与烯醇式结构相对应的一组
特征红外吸收峰是
C.3000cm-1，1738cm1D.1717cm-1，1650cm1
19.某化合物在1500~2800cm无吸收，该化合物可能是：
A.烷烃B.烯烃C.芳烃D.炔烃
20.芳香酮类化合物C=O伸缩振动频率向低波数位移的原因为：
A共轭效应；B.氢键效应；C.诱导效应；D.空间效应。
21.
下列化合物uC=O频率最大的是（D）
振动频率低的原因为;
A.共轭效应和形成分子间氢键；B.中介效应和形成分子间氢键；
C.诱导效应和形成分子内氢键；D.中介效应和形成分子内氢键。
23.酯类化合物的两个特征谱带是（A）。
A.1760~1700cm-1和1300~1000c吊B.1760~1700cm-1和900~650cnri
C.3300~2500cm-1和1760~1700c吊D.3000~2700cm-1和1760~1700cnri
24.确定烯烃类型的两个特征谱带是（B）。
A.1680~1630cm和1300~1000cmB.1680~1630cm和1000~700cm
C.2300~2100cm-1和1000~700c吊D.3000~2700cm-1和1680~1630cn-i
25.在CO的四种振动自由度中，属于红外非活性振动而非拉曼活性振动的是：
A.不对称伸缩振动B.对称伸缩振动C.面内变形振动D.面外变形振动
F列四种羰基化合物，C=O伸缩振动频率最低的是哪一种？
-S-RR^C-NHRII
一「；D.0
27.下列两种化学键的伸缩振动，所产生的红外吸收峰，吸收频率较大的是哪一种？
吸收强度较大的是哪一种？
（1）F-H键；
（2）C-H键。
A.两者都是
（1）;B.两者都是⑵;C.
（1）的吸收频率大，
（2）的吸收强度大；
D.
（1）的吸收强度大，
（2）的吸收频率大；
1
28.某一含氧化合物的红外吸收光谱中，在3300〜2500cm处有一个宽、强的吸收峰，下列
物质中最可能的是哪一种？
ch3ch2cooh.CCH5CH3CHO.
；C.；
29.下列四种红外光谱数据（单位cm1），哪一组数据与CH3CH2CHO相符合？
A.3000-2700,2400-2100,1000-650；B.3300-3010,1675-1500,1475-1300；
C.3300-3010,1900-1650,1000-650；D.3000-2700,1900-1650,1475-1300。
30.某有机化合物的化学式为-一」」，其IR谱有如下特征吸收峰:
1
（1）在3000cm上下有一大组中等强度吸收峰；
⑵〜2820及2720cm1有两个中等强度峰；
1
⑶〜1450及1370cm有两个弱强度峰；
⑷〜1720cm1有一个很强峰；
⑸〜1600及1500cm1有两组中弱强度峰；
（6）〜850cm1有一个中强峰。
从以上光谱数据，判断该化合物最可能是以下的哪一种?
31.
c.
某化合物的化学式为C8HoO,它的IR谱如下图所示。
该化合物最可能是下列的哪一种?
广沁厂CH2CH2OH
ch3
C.
O
:
—"化合物中只有一个羰基，却在1773cm1和1736cm1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
四、是非判断（对者打V,错者打X）
1.在IR光谱法中，CDC3（氘代氯仿）中C-D的伸缩振动频率比CHC3（氯仿）中
C-H的伸缩振动频率高。
（X）
2.当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要释放能
量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。
（X）
3.红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。
（T）
4.同核双原子分子N^NCl-Cl、H-H等无红外活性。
（T）
5.由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动耦合谱带。
（
T）
6.对称结构分子，如H20分子，没有红外活性，水分子的H-O-H对称伸缩振动不产生吸收峰。
（F）
7.不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物uc=o伸缩频率的大小顺序为：
酰卤＞
酰胺＞酸＞醛＞酯。
（F）
8.红外吸收峰的数目一般比理论振动数目少，原因之一是有些振动是非红外活性的。
（T）
9.Fermi共振是一个基频振动与倍频（泛频）或组频之间产生耦合作用。
（T）
五、回答问题
1.解释实际上红外吸收谱带（吸收峰）数目与理论计算的振动数目少的原因。
1、实际上红外吸收谱带（吸收峰）数目与理论计算的振动数目少的原因：
（1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收；
（2）相同频率的振动吸收重叠，即简并；
（3）仪器不能区别那些频率十分接近的振动，或吸收带很弱，仪器检测不出；
2.影响红外光谱吸收强度的因素有哪些？
2、答振动中偶极矩的变化幅度越大，吸收强度越大；
极性大的基团，吸收强度大
使基团极性降低的诱导效应使吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应使吸收强度增加。
共轭效应使n电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加。
振动耦合使吸收增大，费米振动使倍频或组频的吸收强度显著增加。
氢键使参与形成氢键的化学键伸缩振动吸收显著增加。
4、影响红外光谱中基团频率的主要因素有哪些？
举例说明。
（5分）
（1）外部因素：
样品状态、制样方法；（1分）
（2）内部因素：
诱导效应（1分）、共轭效应（1分）、氢键（1分）、共振效应（1分）
2.如何用红外光谱区别下列各对化合物?
aP-CH-Ph-COOH和Ph-COOCH
b苯酚和环己醇
2、答案：
a、在红外谱图中P-CHs-Ph-COOH有如下特征峰：
voh以3000cm1为中心有
一宽而散的峰。
而Ph-COOG没有。
b、苯酚有苯环的特征峰：
即苯环的骨架振动在1625~1450cm-1之间，有几
个吸收峰，而环己醇没有。
3.一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
（A）
3、答案：
化合物的结构为：
（A）
HO
由图可得，在2300cm1左右的峰为AN产生的。
而图在1700cm-1
左右也没有羰基的振动峰。
故可排除（B）而为（A）。
4.下图是分子式为GI40化合物的红外光谱图，bp=202C,试推测其结构
4、答案:
5•请根据下面的红外光谱图试推测化合物C7HNO（mp106C）的结构式
5、答案:
6.分子式为C8H6的未知物，其红外光谱如图，试推测结构
6、答案:
25.下列两个化合物，C=0的伸缩振动吸收带出现在较高的波数区的是哪个？
为什么?
26.下图为不同条件下，丁二烯（1,3）均聚物的红外光谱图，试指出它们的键结构。
试用红外光谱区别下列异构体:
11
某化合物IR谱中，1700cm有一强吸收，3020cm处有一中强吸收峰，由此可推断该化合物是下列化合物中的哪一种？
如何通过红外来鉴别下面两个化合物:
2.某化合物在4000〜1300cm-1区间的红外吸收光谱如下图所示，问此化合物的结构是（A）
还是（B）?
答：
以下是A的谱图
IF,F（
17110ni）o
★已知某化合物，分子式C3H6Q其IR谱中有下列吸收峰，试推测其结构。
IRn（cm-1）:
2960,2840,2760,1720,1380。
答案：
W=3+1-6/2=1,1720cm1——nc=o,含羰基。
相关峰：
2840,2760cm1——no=c-h，为醛。
1380cm1d-cH3，含-CH结构。
-1
2960cm———n饱和c-h。
结构为：
CHCHCHO丙醛
★分子式为GHioO
IR:
2950cm-1（2000cm-1以上仅此吸收带）
1H-NMF为：
3H1.55（d,6H）3.1（s,3H）4.1（h,1H）ppm推测化合物的结构。
答案.
（CH3）2CH—OCH3
解析:
，4000
3500
3000
2500
20001800J600140012001000
SU0迦
1
波!
答案：
W=9+1-12/2=4
”CH3
结构为：
凶、CH3异丙苯
9
★推测其结构。
★无色液体，分子量89.09，沸点131C,含CH和N。
红外光谱特征吸收为（cm-1）:
2950
（中八1550（强八1460（中八1438（中）、1380（强八1230（中）、1130（弱八896（弱八
872（强），
（纯液体涂层），试推断未知物为何物?
答案：
CHCHCHNQ
★一个化合物分子式为GHO，已知含一个酯羰基和一个乙烯基。
用溶液法制作该化合物的
红外光谱有如下特征谱带：
3090cm-1（强）,1765cm-1（强），1649cm-1（强），1225cm-1（强）。
请指出这些吸收带的归属，并写出可能的结构式。
答案：
CHCOOCH=CH
1、某一化合物分子式为GI40,其红外光谱图如下，沸点202C,试通过解
析光谱，判断其结构。
1、解：
①U=（2+2*8-8）/2=5（可能含有苯环）
在3500cm-1〜3300cm-1区间内无任何吸收（3400cm-1附近吸收为水干扰峰），证明分子中无一OH在2830cm-1与2730cm-1没有明显的吸收峰，可否认醛的存在。
CO1680cm1
说明是酮，且发生共轭。
2特征区第一强峰为1685cm1，为羰基峰，需仔细研究是何种羰基化合物。
先否定，在3000cm以上无宽峰可否定羧酸；分子式中不含氮、氯可否定酰胺、酰氯；在〜2800cm1处无醛氢峰，可否定醛。
否定后，肯定该化合物为酮根据不饱和度大于4,可能为芳酮。
3苯环的特征吸收有：
芳氢伸缩振动3000cm1左右有吸收峰；苯环骨架振动1600cni1、1580cm-1及1450cm-1有吸收峰，加上不饱和度大于4，可以确定有苯环存在。
根据760cm-1、690cm1两强峰，结合分子式可确定苯为单取代。
4在1430cm1、1360cm1有甲基的峰。
综上所述，化合物结构是苯乙酮，结构式为:
2、某未知物的分子式为G2H4,测得其红外光谱图如图，试推测其结构式
2、解
（1）计算不饱和度
W=1+12+（0-24）/2=1
说明该化合物分子具有一个双键或一个环。
（2）图谱解析3075cm-1处有吸收峰,说明存在与不饱和碳相连的氢,因此，该化合物肯定为烯。
在1640cm-1还有C=C伸缩振动吸收,更进一步证实了烯基的存在。
3000〜2800cm-1的吸收峰组说明有大量饱和碳的存在。
在2920、2850cm-1的强吸收说明CH2的数目远大于CH3的数目,由此可推测该化合物为一长链烃。
715cm-1处C-H变形振动吸收也进一步说明长碳链的存在。
980、915cm-1的C—H变形振动吸收,说明该化合物有端乙烯基。
综上所述，该未知物结构可能为
其余的峰可指认为：
1460cm-1处的吸收峰归属于CH2（其中也有CH3的贡献），2960、2870、1375等属于CH3。
例1由C、H组成的液体化合物，相对分子量为84.2，沸点为63.4C。
其红外吸收
光谱见图2-10，试通过红外光谱解析，判断该化合物的结构。
图2-10C、H化合物的红外吸收光谱
解：
1.由化合物的分子量84.2、又只有C、H组成，可推断分子式为CHi2,不饱和度为:
（26212）.21。
2.特征区的第一强峰1642cm-1，经粗查（表2-2红外吸收光谱的九个重要区段）为烯烃的cc特征吸收，可确定是烯烃类化合物。
用于鉴定烯烃类化合物的吸收峰有ch
CC和CH。
细找（附录八主要基团的红外特征吸收峰）：
（1）CH3080cm1强度较弱。
11]-,
（2）Cc非共轭发生在1642cm，强度中等。
（3）CH出现在910cm范围内，强度较强，为同碳双取代结构，该化合物为端基烯。
特征区的第二强峰1459cm-1，粗查为饱和烃
的CH，用于鉴定烷烃类化合物的吸收峰有ch、CH。
细找：
（1）ch2967cm1、2933
cm1、2878cm-1、2865cm-1强度较强，
（2）CH1459cm-1,CH1379cm-1，有端甲基，
此峰未发生分裂，证明端基只有一个甲基。
cH2740cm1，该化合物中有直链一（CH2）n—结
构。
所以化合物结构为：
CH=CH（CH）3CH
峰归属：
CH3080cm1,CH2967cm1、2933cm1、2878cm-1、2865cm1,CC1642
-1as-1s-1-1c,c-1-1
cm,CH1459cm,CH1379cm,CH993cm、910cm,CH2740cm。
经标准图谱核对，并对照沸点等数据，证明结论正确。
四、结构确定
1.下面为化合物AB的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A、B中分别存
在哪些官能团？
A:
B:
1600,1575,1500,1450cm-1为苯环的骨架振动，表明有苯环。
B:
约1650cm1为双键的振动吸收峰，表明有双键。
3.下面为化合物AB的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A、B中分别存
在哪些官能团？
解：
A:
约1750cm1为酯羰基（或羰基）的伸缩振动，表明有酯羰基（或羰基）；
约1600,1500，1450cm-1为苯环的骨架振动，表明有苯环。
B:
约1700cm1为醛羰基（或羰基）的振动吸收峰，表明有醛羰基（或羰基）约1640cm1为双键的振动吸收峰，表明有双键。
4.下面为化合物AB的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A、B中分别存在哪些官能团？
40003S0032Q02800£40d3000\1SDQ1&DQ140012001QQDBOO
解：
A:
约1600,1450cm-为苯环的骨架振动，表明有苯环B:
约3400cm-1为羟基的振动吸收峰，表明有羟基。
1.已知某化合物分子式为GHO,而却结构中含有一个酯羰基（1760cm1）和一个端乙烯基（一CH=CH
（1649cm-1），试推断其结构。
解：
、首先计算其饱和度：
f=1+4+1/2（0-6）=2,说明分子中除了酯羰基和乙烯基没有其他不饱和基团对于分子式GHsQ的化合物，且符合不饱和度，又符合含有一个酯羰基和一个端乙烯基只能写出两种结构：
（a）丙烯酸甲酯和（b）醋酸乙烯酯。
在（a）结构中酯羰基伸缩振动出现在1710cm-1（羰基和乙
烯共轭）附近;（b）结构中酯羰基伸缩振动出现在176cm-1（烯酯和芳酯）附近.所以该化合物的结构应
2.试推断化合物C7H9N勺结构
是醋酸乙烯酯。
解：
不饱和度的计算：
U=（7X2+2-9+1）/2=4
不饱和度为4,可能分子中有多个双键，或者含有一个苯环。
3520和3430cm-1:
两个中等强度的吸收峰表明为-NH2的反对称和对称伸缩振动吸收（3500和3400cm-1）。
1622，1588，1494，1471cm-1:
苯环的骨架振动（1600、1585、1500及1450cm-1）。
证明苯环的存在。
748cm1:
苯环取代为邻位（770-735cm-1）。
1442和1380cm1:
甲基的弯曲振动（1460和1380cm-1）。
1268cm1:
伯芳胺的C-N伸缩振动（1340-1250cm-1）。
由以上信息可知该化合物为邻-甲苯胺。
2、某化合物分子式为C2HNQ红外光谱如下图所示，试推测其结构。
1.答：
Q=1
1681cm-1|气vC=O且发生共轭有羰基存在
3348、3173cm-1,vNHNH2存在
2819cm-11——vCH
1398、1460cm-1=SCH（PH3存在
故化合物结构为:
3064、3030cm-1':
：
v①-H
1602、1585、1498、1454cm-1一:
■-vC=C
751、701cm-1—>丫①-H
苯环存在且为单取代
1724cm-1——
2826、2728cm-1
vC=O
2950、2900cm-1'__:
1388cm-1i—:
-CH
2-存在
醛基存在
13
41
32
14
11S1
0
Dj
ZQLS
兀
Cl
IQOSi
€1
-sai
4
374
ED
44
tlLtl
U
13V8
21
5试说明苯酚和环己醇的红外光谱有何不同？
苯酚在1600-1400cm-1有苯环的骨架伸缩振动，770-730,715-685cm-1
有苯环单取代C-H面外弯曲振动
环己醇在2800-3000有
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