题目
【单选题】下面四种物质的气体中吸收红外光的有()。A. H2OB. CO2C. CH4D. N2
【单选题】下面四种物质的气体中吸收红外光的有()。
A. H2O
B. CO2
C. CH4
D. N2
题目解答
答案
A. H2O
解析
步骤 1:理解红外光吸收原理
红外光谱是基于分子振动和转动的能级跃迁,当分子吸收特定频率的红外光时,其振动或转动状态会发生改变。只有那些具有偶极矩变化的分子才能吸收红外光,从而在红外光谱中产生吸收峰。
步骤 2:分析各选项分子的偶极矩变化
A. H2O:水分子具有极性,其分子内部的氧原子和氢原子之间存在偶极矩,因此可以吸收红外光。
B. CO2:二氧化碳分子在静止状态下是线性的,且分子内部的电荷分布是对称的,没有净偶极矩。但是,当分子振动时,其对称性被打破,产生偶极矩变化,因此可以吸收红外光。
C. CH4:甲烷分子是四面体结构,分子内部的电荷分布是对称的,没有净偶极矩。因此,甲烷分子不能吸收红外光。
D. N2:氮气分子是双原子分子,分子内部的电荷分布是对称的,没有净偶极矩。因此,氮气分子不能吸收红外光。
步骤 3:确定吸收红外光的分子
根据上述分析,H2O和CO2分子可以吸收红外光,而CH4和N2分子不能吸收红外光。
红外光谱是基于分子振动和转动的能级跃迁,当分子吸收特定频率的红外光时,其振动或转动状态会发生改变。只有那些具有偶极矩变化的分子才能吸收红外光,从而在红外光谱中产生吸收峰。
步骤 2:分析各选项分子的偶极矩变化
A. H2O:水分子具有极性,其分子内部的氧原子和氢原子之间存在偶极矩,因此可以吸收红外光。
B. CO2:二氧化碳分子在静止状态下是线性的,且分子内部的电荷分布是对称的,没有净偶极矩。但是,当分子振动时,其对称性被打破,产生偶极矩变化,因此可以吸收红外光。
C. CH4:甲烷分子是四面体结构,分子内部的电荷分布是对称的,没有净偶极矩。因此,甲烷分子不能吸收红外光。
D. N2:氮气分子是双原子分子,分子内部的电荷分布是对称的,没有净偶极矩。因此,氮气分子不能吸收红外光。
步骤 3:确定吸收红外光的分子
根据上述分析,H2O和CO2分子可以吸收红外光,而CH4和N2分子不能吸收红外光。