波谱分析教程考试题库及答案.docx

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波谱分析教程考试题库及答案

8

*

第二章：

紫外吸收光谱法

一、选择

1.频率（MHz）为4.47×10的辐射，其波长数值为

（1）670.7nm

（2）670.7μ（3）670.7cm（4）670.7m

2.紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了

（1）吸收峰的强度

（2）吸收峰的数目（3）吸收峰的位置（4）吸收峰的形状3.紫外光谱是带状光谱的原因是由于

（1）紫外光能量大

（2）波长短（3）电子能级差大

（4）电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因

4.化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高

（1）σ→σ

*

（2）π→π

*

（3）n→σ

*

（4）n→π

*

5.π→π跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大

（1）水

（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷

6.下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是

（1）

（2）（3）（4）

7.下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是

（1）

（2）（3）（4）

二、解答及解析题

1.

吸收光谱是怎样产生的？

吸收带波长与吸收强度主要由什么因素决定？

2.紫外吸收光谱有哪些基本特征？

3.为什么紫外吸收光谱是带状光谱？

4.紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息？

紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性？

5.

分子的价电子跃迁有哪些类型？

哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来?

１

**

*

-1

**

*

6.影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些？

6.有机化合物的紫外吸收带有几种类型？

它们与分子结构有什么关系？

6.溶剂对紫外吸收光谱有什么影响？

选择溶剂时应考虑哪些因素？

7.什么是发色基团？

什么是助色基团？

它们具有什么样结构或特征？

6.为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π跃迁波长红移？

而使羰基n→π跃迁波长蓝移？

6.为什么共轭双键分子中双键数目愈多其π→π跃迁吸收带波长愈长？

请解释其因。

7.芳环化合物都有B吸收带，但当化合物处于气态或在极性溶剂、非极性溶剂中时，B吸收带的形状有明显的差别，解释其原因。

8.pH对某些化合物的吸收带有一定的影响，例如苯胺在酸性介质中它的K吸收带和B吸收带发生蓝移，而苯酚在碱性介质中其K吸收带和B吸收带发生红移,为什么？

羟酸在碱性介质中它的吸收带和形状会发生什么变化？

14.

15.

16.

某些有机化合物，如稠环化合物大多数都呈棕色或棕黄色，许多天然有机化合物也具有颜色，为什么？

六元杂环化合物与芳环化合物具有相似的紫外吸收光谱,请举几个例子比较之，并解释其原因。

紫外光谱定量分析方法主要有哪几种？

各有什么特点？

17.摩尔吸光系数有什么物理意义？

其值的大小与哪些因素有关？

试举出有机化合物各种吸收带的摩尔吸光系数的数值范围。

18.

19.

20.

21.

如果化合物在紫外光区有K吸收带、B吸收带和R吸收带，能否用同一浓度的溶液测量此三种吸收带？

紫外分光光度计主要由哪几部分所组成？

它是怎样工作的？

计算波长为250nm、400nm的紫外光频率、波数及其所具有的能量（以eV和kJ·mol为单位表示）。

计算具有1.50eV和6.23eV能量光束的波长及波数。

22.已知丙酮的正己烷溶液有两吸收带，其波长分别为189nm和280nm，分别属π→π跃迁和n→π跃迁，

计算π，n，π

*

轨道之间的能量差。

23.画出酮羰基的电子轨道（π，n，π）能级图，如将酮溶于乙醇中，其能级和跃迁波长将发生什么变化？

请在图上画出变化情况。

24.化合物A在紫外区有两个吸收带，用A的乙醇溶液测得吸收带波长λ1=256nm，λ2=305nm，而用A的己

烷溶液测得吸收带波长为λ

1

=248nm、λ

2

=323nm，这两吸收带分别是何种电子跃迁所产生？

A属哪一类化合物？

２

4

4

4

*

25.异丙叉丙酮可能存在两种异构体，它的紫外吸收光谱显示（a）在λ=235nm有强吸收,ε=1.20×10,（b）在λ＞220nm区域无强吸收，请根据两吸收带数据写出异丙丙酮两种异构体的结构式。

26.某化合物的紫外光谱有B吸收带,还有λ=240nm,ε=13×10及λ=319nm，ε=50两个吸收带，此化合物中含有什么基团？

有何电子跃迁？

27.1，2-二苯乙烯（）和肉桂酸（）这一类化合物，在一定条件下可能出现不同的K吸收带，试证明其原因。

28.

乙酰丙酮

在极性溶剂中的吸收带λ=277nm,ε=1.9×10

3

而在非极性溶剂中的

吸收带λ=269nm,ε=1.21×10，请解释两吸收带的归属及变化的原因。

29.

下列化合物的紫外吸收光谱可能出现什么吸收带？

并请估计其吸收波长及摩尔吸光系数的范围。

（1）

（2）

（3）（4）

30.化合物A和B在环己烷中各有两个吸收带，

A：

λ1=210nm，ε1=1.6×10

4

，λ2=330nm，ε2=37。

B：

λ1=190nm，ε=1.0×10

3

，λ2=280nm，ε=25，判断化

合物A和B各具有什么样结构？

它们的吸收带是由何种跃迁所产生？

31.下列4种不饱和酮，已知它们的n→π跃迁的K吸收带波长分别为225nm，237nm，349nm和267nm，请找出它们对应的化合物。

（1）

（2）

32.

（3）（4）

计算下列化合物在乙醇溶液中的K吸收带波长。

３

4

4

5-6-1

4

-1-1

-1

-1-1

（1）

（2）

33.

（3）

推测下列二取代苯的K吸收带波长。

（1）

（2）（3）（4）

34.已知化合物的分子式为C7H10O，可能具有α，β不饱和羰基结构,其K吸收带波长λ=257nm（乙醇中）,请确定其结构。

35.对甲胺基苯甲酸在不同溶剂中吸收带变化如下，请解释其原因。

在乙醇中λ=288nm,ε=1.9×10在乙

醚中λ=277nm，ε=2.06×10在稀HCl中λ=230nm，ε=1.06×10

4

36.某化合物的ε=2.45×10,计算浓度为2.50×10mol·L的乙醇溶液的透过率和吸光度（吸收池厚度1cm）。

37.已知氯苯在λ=265nm处的ε=1.22×10，现用2cm吸收池测得氯苯在己烷中的吸光度A=0.448，求氯苯的浓度。

38.

将下列化合物按K吸收带波长大小次序排列起来，并证明排列的理由。

39.已知浓度为0.010g·L的咖啡碱（摩尔质量为212g·mol）在λ=272nm处测得吸光度A=0.510。

为了测定咖啡中咖啡碱的含量，称取0.1250g咖啡，于500ml容量瓶中配成酸性溶液,测得该溶液的吸光度A=0.415，求咖啡碱的摩尔吸光系数和咖啡中咖啡碱的含量。

39.用分光光度法测定含乙酰水杨酸和咖啡因两组份的止痛片,为此称取0.2396g止痛片溶解于乙醇中，准确稀

释至浓度为19.16mg·L,分别测量λ

1

=225nm和λ

2

=270nm处的吸光度,得A

1

=0.766，A

2

=0.155,计算止痛片中

乙酰水杨酸和咖啡因的含量.（乙酰水杨酸ε

225

=8210,ε

270

=1090,咖啡因ε

225

=5510,ε

270

=8790。

摩尔质量：

乙

酰水杨酸为180g·mol，咖啡因为194g·mol）。

４

-1-1-1

-1-1

第三章

一、选择题

1.CH3—CH3的哪种振动形式是非红外活性的

红外吸收光谱法

（1）υ

C-C

（2）υ

C-H

（3）δ

as

CH

（4）δ

s

CH

2.

化合物中只有一个羰基，却在1773cm

-1

和1736cm

-1

处出现两个吸收峰，这是因为

（1）诱导效应

（2）共轭效应（3）费米共振（4）空间位阻3.一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为

（1）玻璃

（2）石英（3）红宝石（4）卤化物晶体

4.预测H

2

S分子的基频峰数为

（1）4

（2）3（3）2

（4）1

　5.下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是

（1）

（2）—C≡C—（3）（4）—O—H二、解答及解析题

1.

把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。

弹簧B的力常数是弹簧A的力常数的两倍，每个球从静止

位置伸长1cm，哪一个体系有较大的势能。

2.

3.

红外吸收光谱分析的基本原理、仪器，同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处？

红外吸收光谱图横坐标、纵坐标各以什么标度？

4.C-C（1430cm），C-N（1330cm），C-O（1280cm）当势能V=0和V=1时，比较C-C，C-N，C-O键振动能级之间的相差顺序为

①C-O＞C-N＞C-C；②C-C＞C-N＞C-O；③C-N＞C-C＞C-O；④C-N＞C-O＞C-C；⑤C-O＞C-C＞C-N

5.

对于CHCl

3

、C-H伸缩振动发生在3030cm，而C-Cl伸缩振动发生在758cm

（1）计算CDCl

3

中C-D

伸缩振动的位置；

（2）计算CHBr

3

中C-Br伸缩振动的位置。

6.C-C、C=C、C≡C的伸缩和振动吸收波长分别为7.0μm，6.0μm和4.5μm。

按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。

7.

写出CS2分子的平动、转动和振动自由度数目。

并画出CS2不同振动形式的示意图，指出哪种振动为红

外活性振动？

8.

下列各分子的碳-碳对称伸缩振动在红外光谱中是活性的还是非活性的。

（1）CH

3

-CH

3

；

（2）CH

3

-CCl

3

；（3）CO

2

；（4）HC≡CH　（5）（6）

9.Cl2、H2S分子的振动能否引起红外吸收而产生吸收谱带？

为什么？

预测可能有的谱带数。

10.CO2分子应有4种基本振动形式，但实际上只在667cm

-1

和2349cm

-1

处出现两个基频吸收峰，为什么？

11.羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，C=O伸缩振动出现最低者为　

５

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1-1-1-1

-1

-1

Ⅰ、；Ⅱ、

Ⅲ、Ⅳ、

12.

化合物中只有一个羰基，却有两个C=O的吸收带，分别在1773cm

-1

和1736cm

-1

，这是因为：

A.诱导效应B.共轭效应C.空间效应D.偶合效应E.费米共振F.氢键效应

12.下列5组数据中，哪一种数据所涉及的红外光谱区域能包括

的吸收带：

（1）3000～2700cm

（2）3000～2700cm（3）3300～3010cm（4）3300～3010cm（5）3000～2700cm

-1

-1

-1

-1

-1

1675～1500cm

2400～2100cm

1675～1500cm

1900～1650cm

1900～1650cm

-1

-1

-1

-1

-1

1475～1300cm；1000～650cm；1475～1300cm；1475～1300cm；1475～1300cm；

13.三氟乙烯碳-碳双键伸缩振动峰在1580cm，而四氟乙烯碳-碳双键伸缩振动在此处无吸收峰，为什么？

14.试用红外光谱区别下列异构体：

（1）

和

（2）

和

CH

3

CH

2

CH

2

CHO

（3）

和

15.某化合物经取代后，生成的取代产物有可能为下列两种物质：

N≡C-NH

2

+

-CH-CH2OH（Ⅰ）HN≡CH-

NH-CO-CH2-（Ⅱ）取代产物在2300cm和3600cm有两个尖锐的谱峰。

但在3330cm和1600cm没有吸收=4，其产物为何物？

16.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件材料为：

（1）玻璃；

（2）石英；（3）红宝石；（4）卤化物晶体

17.写出用下列分子式表示的羧酸的两种异构体，并预测它们的红外光谱。

（1）C4

H

8

O

2

（2）C5

H

8

O

4

18..乙醇的红外光谱中，羟基的吸收峰在3333cm，而乙醇的1%CCl

4

溶液的红外光谱中羟基却在3650cm

-1

和3333cm两处有吸收峰，试解释之。

19.能与气相色谱仪联用的红外光谱仪有：

（1）傅立叶变换红外分光光度计；

（2）快速扫描红外分光光度计；（3）单光束红外分光光度计；（4）双光束红外分光光度计。

20.

某一液体化合物，分子量为113，其红外光谱见下图。

NMR在δ1.40ppm（3H）有三重峰，

δ3.48ppm（2H）有单峰，δ4.25ppm（2H）有四重峰，试推断该化合物的结构。

６

21.下图为分子式C6H5O3N的红外光谱，写出预测的结构。

27.有一种液体化合物，其红外光谱见下图，已知它的分子式为C4H8O2，沸点77℃，试推断其结构。

28.一个具有中和当量为136±1的酸A，不含X、N、S。

A不能使冷的高锰酸钾溶液褪色，但此化合物的碱性溶液和高锰酸钾试剂加热1小时后，然后酸化，即有一个新化合物（B）沉淀而出。

此化合物的中和当量为

83±1，其红外光谱见下图，紫外吸收峰λ

max

甲醇

=256nm，问A为何物？

７

-1-1-1-1

12

15

19

31

29.不溶于水的中性化合物A（C11H14O2），A与乙酰氯不反应，但能与热氢碘酸作用。

A与次碘酸钠溶液作用生成黄色沉淀。

A经催化加氢得化合物B（C11H16O2），而B在Al2O3存在下经加热反应得主要产物C（C11H14O）。

小心氧化C得碱溶性化合物D（C9H10O3）。

将上述的任一种化合物经强烈氧化可生成化合物E，中和当量为152±1，红外光谱如下图所示。

试推断A的结构。

30.一个化合物分子式为C4

H

6

O

2

，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（强）,1765cm（强），1649cm（强），1225cm（强）。

请指出这些吸收带的归属，并写出可能的结构式。

一、选择题1.若外加磁场的强度H

0

第四章

NMR习题

逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量如何变化？

（1）不变

（2）.逐渐变大（3）.逐渐变小（4）.随原核而变2.下列哪种核不适宜核磁共振测定

（1）.C

（2）.N

（3）F

（4）P

3.下列化合物中哪些质子属于磁等价核

（1）H

aH

b

C=CF

aF

b

（2）CH

aH

b

F（3）.R—CO—NH

aH

b

（4）

4.苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位移最大

（1）—CH2CH3

（2）—OCH

3

（3）—CH=CH

2

（4）—CHO

８

1

5.质子的化学位移有如下顺序：

苯（7.27）>乙烯（5.25）>乙炔（1.80）>乙烷（0.80）,其原因是

（1）导效应所致

（2）杂化效应和各向异性效应协同作用的结果

（3）向异性效应所致（4）杂化效应所致

6.在通常情况下，

在核磁共振谱图中将出现几组吸收峰

（1）3

（2）4

（3）5

（4）6

7.化合物Ph—CH2—CH2—O—CO—CH3中的两个亚甲基属于何种自旋体系

（1）A

2

X

2

（2）A

2

B2

（3）AX

3

（4）AB

8.3个不同的质子H

a、H

b

、H

c，其屏蔽常数的大小为σ

b

>σ

a>σ

c。

则它们的化学位移如何?

（1）δ

a>δ

b

>δ

c

（2）δ

b

>δ

a>δ

c

（3）δ

c>δ

a>δ

b

（4）δ

b

>δ

c>δ

a

9.一化合物经元素分析C：

88.2%，H：

11.8%，它们的

1

HNMR谱只有一个峰，它们可能的结构是下列中的

哪个？

10.下列化合物中，甲基质子化学位移最大的是　

（1）CH

3

CH

3

（2）CH

3

CH=CH

2

（3）CH

3

C≡CH

（4）CH

3

C6

H

5

11.确定碳的相对数目时，应测定

（1）全去偶谱

（2）偏共振去偶谱（3）门控去偶谱（4）反门控去偶谱

12.J

CH

的大小与该碳杂化轨道中S成分

（1）成反比

（2）成正比（3）变化无规律（4）无关

13.下列化合物中羰基碳化学位移δ

C

最大的是

（1）酮

（2）醛（3）羧酸（4）酯14.下列哪种谱可以通过JCC来确定分子中C—C连接关系

（1）COSY

（2）INADEQUATE（3）HETCOR（4）COLOC

15.在四谱综合解析过程中，确定苯环取代基的位置，最有效的方法是　

（1）紫外和核磁

（2）质谱和红外（3）红外和核磁（4）质谱和核磁二、解答及解析题

1.

下列哪个核没有自旋角动量？

Li

3

7

，He

2

4

，C6

12

2.

3.

4.

电磁波的频率不变，要使共振发生，F和H核哪一个需要更大的外磁场？

为什么？

下面所指的质子，其屏蔽效应是否相同？

为什么？

在下列A、B系统中，哪个有圈的质子在高场共振？

为什么？

９

1

31

1

1

1

A、

B、

5.

使用60MHz的仪器,TMS和化合物中某质子之间的频率差为180Hz,如果使用40MHz仪器,则它们之间

的频率差是多少？

6.

曾采用100MHz（2.35T）和60MHz（1.41）两种仪器测定了

的氢谱，两个甲基的化学

位移分别为3.17和1.55，试计算用频率表示化学位移时，两个仪器上测定的结果。

7.

氢核磁矩为2.79（μH1），磷核磁矩为1.13（μp15），两者的自旋角动量均为1/2，试问在相同磁场条件

下，何者发生核跃迁时需要的能量较低？

8.

在下列化合物中，质子的化学位移有如下顺序：

苯（7.27）＞乙烯（5.25）＞乙炔（1.80）＞乙烷

（0.80），试解释之。

9.

在苯乙酮的氢谱中，苯环质子的信号都向低场移动。

.间位和对位质子在σ值7.40，而邻位质子的σ值

却在7.85左右，为什么？

10.以CH

3

-CH

2

-Br为例，其中什么氢核化学位移值较小？

什么氢核的化学位移值较大？

11.在下列系统中，H核之间的相互干扰系统中属于什么类型？

并指出H核吸收峰的裂分数？

AB

CD

12.一化合物分子式为C6

H

11

NO，其H谱如图4-1，补偿扫描信号经重水交换后消失，试推断化合物的结构式。

图4-1C

5

H

7

O

2

N的H-NMR谱图

13.某化合物C6

H

12

Cl

2

O

2

的H谱如下图4-2所示,试推断化合物结构式。

１０

1

1

1

图4-2C

6

H

12

Cl2

O

2

的H谱图

14.根据核磁共振图（图4-3），推测C8

H

9

Br的结构。

图4-3C

8

H

9

BrH-NMR谱图

15.由核磁共振图（图4-4），推断C7H14O的结构。

图4-4C7H14O的H-NMR谱图

16.由核磁共振图（图4-5），推断C10H14的结构。

１１

1

1

图4-5C10H14的

1

H-NMR谱图　

17.由核磁共振图（图4-6），推断C11H16O的结构。

图4-6C

11

H

16

O的H-NMR谱图

18.由核磁共振图（图4-7），推断C10H12O2的结构。

图4-7C10H12O2的H-NMR谱图　

１２

1

-1-1

1

19.由核磁共振图（图4-8），推断C8

H

8

O的结构。

图4-8C8H8O的H-NMR谱图　

20.某未知物分子式C6

H

14

O，其红外光谱在3300cm附近是宽吸收带,在1050cm有强吸收,其核磁

图如图4-9所示,试确定该化合物的结构。

图4-9C

6

H

14

O的H-NMR谱图

　第五章

质谱

一、选择题

1.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？

（1）从大到小

（2）从小到大（3）无规律（4）不变

2.含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为

（1）偶数

（2）奇数（3）不一定（4）决定于电子数

3.二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为

（1）1∶1∶1

（2）2∶1∶1

（3）1∶2∶1

（4）1∶1∶2

4.在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了

（1）α-裂解

（2）I-裂解（3）重排裂解（4）γ-H迁移

１３

2

5.在通常的质谱条件下，下列哪个碎片峰不可能出现

（1）M+2

（2）M-2

（3）M-8

（4）M-18

二、解答及解析题

1.

样品分子在质谱仪中发生的断裂过程，会形成具有单位正电荷而质荷比（m/z）不同的正离子，当其通过

磁场时的动量如何随质荷比的不同而改变？

其在磁场的偏转度如何随质荷比的不同而改变？

2.

带有电荷为e、质量为m的正离子，在加速电场中被电位V所加速，其速度达υ，若离子的位能（eV）

与动能（mυ/2）相等，当电位V增加两倍时，此离子的运动速度υ增加多少倍？

3.

在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由离子源进入电位为E的静电场后，由于

受电场作用而发生偏转。

为实现能量聚焦，要使离子保持在半径为R的径向轨道中运动，此时的R值受哪些因素影响？

4.

在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由电场进入强度为H的磁场后，受磁场作

用，再次发生偏转，偏转的半径为r，此时离子受的向心力（Heυ）和离心力（mυ

2

/R）相等，此时离子受的

质荷比受哪些因素影响？

5.

在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压V固定时，若逐渐增大磁场强度H，对具有不同荷比的

正离子