波谱解析试题及答案三.docx

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波谱解析试题及答案三

波谱解析试题及答案

一名词解释题（共10题，总分值30分）

1.增色效应（3分）

2.Lambert-Beer定律（3分）

3.蓝移（3分）

4.相关峰（3分）

5.电子跃迁（3分）

6.碳的γ-效应（3分）

7.助色团（3分）

8.分子离子（3分）

9.质荷比（3分）

10.麦氏重排（3分）

二解析题（共2题，总分值20分）

11.某化台物分子式为C6H12O，IR光谱图如下图所示，试推断其可能结构式。

（10分）

12.某化合物的红外光谱、质谱、1H-NMR和13C-NMR如下所示，试推测该化合物的分子结构。

（10分）

三简答题（共5题，总分值50分）

13.化合物A在紫外光区有两个吸收带，用A的乙醇溶液测得吸收带波长λ1=256nm，λ2=305nm，用A的己烷溶液测得吸收带波长为λ1=248nm，λ2=323nm，请问这两个吸收带分别是何种电子跃迁所产生，A属于哪一类化合物？

（10分）

14.下述三个化合物红外光谱有何不同？

（A）CH3（CH2）6COOH

（B）（CH3）3CCH（OH）CH2CH3

（C）（CH3）3CCH（CH2CH3）N（CH3）2（10分）

15.下列化合物的红外光谱特征有何不同？

（A）CH3-CH=CH-CH3（B）CH3-CH=CH2（10分）

16.下列化台物中，Ha有几重峰?

（10分）

17.下列两个化合物的红外光谱有何不同？

（10分）

波谱解析试题及答案

一、选择题：

每题1分，共20分

1、波长为670.7nm的辐射，其频率（MHz）数值为            （ ）

A、4.47×108                 B、4.47×107  

C、1.49×106                D、1.49×1010 

2、紫外光谱的产生是由电子能级跃迁所致，能级差的大小决定了（ ）

A、吸收峰的强度             B、吸收峰的数目

C、吸收峰的位置             D、吸收峰的形状

3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于                        （ ）

A、紫外光能量大       

B、波长短

C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因

D、电子能级差大

4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？

               （ ）

A、σ→σ﹡                                     B、π→π﹡  

C、n→σ﹡                                       D、n→π﹡

5、n→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（ ）

A、水                                               B、甲醇         

C、乙醇                                           D、正已烷

6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的                   （ ）

A、νC-C                      B、νC-H    

C、δasCH                      D、δsCH

7、

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：

                                      （ ）

A、诱导效应                   B、共轭效应  

C、费米共振                                      D、空间位阻

8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：

            （ ）

A、玻璃                        B、石英  

C、红宝石                      D、卤化物结体

9、预测H2S分子的基频峰数为：

                            （ ）

A、4                           B、3    

C、2                           D、1

10、若外加磁场的强度H0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是如何变化的？

                     （ ）

A、不变                        B、逐渐变大       

C、逐渐变小                                        D、随原核而变

11、下列哪种核不适宜核磁共振测定                           （ ）

A、12C                                                B、15N           

C、19F                                                      D、31P

12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位值最大         （ ）

A、–CH2CH3                      B、–OCH3      

C、–CH=CH2                                           D、-CHO

13、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），其原因为：

                                （ ）

A、诱导效应所致      

B、杂化效应所致    

C、各向异性效应所致   

D、杂化效应和各向异性效应协同作用的结果

14、确定碳的相对数目时，应测定                             （ ）

A、全去偶谱             B、偏共振去偶谱   

C、门控去偶谱           D、反门控去偶谱

15、1JC-H的大小与该碳杂化轨道中S成分                        （ ）

A、成反比               B、成正比

C、变化无规律           D、无关

16、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？

（ ）

A、从大到小             B、从小到大

C、无规律               D、不变

17、含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为：

     （ ）

A、偶数                 B、奇数    

C、不一定               D、决定于电子数

18、二溴乙烷质谱的分子离子峰（M）与M+2、M+4的相对强度为：

 （ ）

A、1:

1:

1                B、2:

1:

1  

C、1:

2:

1                D、1:

1:

2

19、在丁酮质谱中，质荷比值为29的碎片离子是发生了           （ ）

A、α-裂解产生的。

      B、I-裂解产生的。

C、重排裂解产生的。

     D、γ-H迁移产生的。

20、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（ ）

A、紫外和核磁              B、质谱和红外

C、红外和核磁              D、质谱和核磁

二、解释下列名词（每题4分，共20分）

1、 摩尔吸光系数；

2、 非红外活性振动；

3、 弛豫；

4、 碳谱的γ-效应；

5、 麦氏重排。

三、           简述下列问题（每题4分，共20分）

1、红外光谱产生必须具备的两个条件；

2、色散型光谱仪主要有几部分组成及其作用；

3、核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式；

4、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献；

5、在质谱中亚稳离子是如何产生的？

以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？

四、           推断结构（20分）

某未知物的分子式为C9H10O2，紫外光谱数据表明：

该物λmax在264、262、257、252nm（εmax101、158、147、194、153）；红外、核磁、质谱数据如图4-1，图4-2，图4-3所示，试推断其结构。

图4-1未知物C9H10O2的红外光谱图

图4-2化合物C9H10O2的核磁共振谱

图4-3化合物C9H10O2的质谱图

五、           根据图5-1~图5-4推断分子式为C11H20O4未知物结构（20分）

图5-1未知物C11H20O4的质谱、紫外数据和元素分析数据

图5-2未知物C11H20O4的红外光谱

图5-3未知物C11H20O4的13CNMR谱

图5-4未知物C11H20O4的1HNMR谱

参考答案：

一、

ACCAD ACDBB ADDDB BBCBC

二、

1、摩尔吸光系数；

浓度为1mol/L，光程为1cm时的吸光度

2、非红外活性振动；

分子在振动过程中不发生瞬间偶极矩的改变。

3、弛豫

高能态的核放出能量返回低能态，维持低能态的核占优势，产生NMR谱，该过程称为弛豫过程

4、碳的γ-效应；

当取代基处在被观察的碳的γ位，由于电荷相互排斥，被观察的碳周围电子云密度增大，δC向高场移动。

5、麦氏重排

具有γ－氢原子的不饱和化合物，经过六元环空间排列的过渡态，γ－氢原子重排转移到带正电荷的杂原子上，伴随有Cα－Cβ键的断裂。

三、

1、光谱产生必须具备的两个条件是什么？

答：

一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E光＝△Eν，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零。

2、色散型光谱仪主要有哪些部分组成？

答：

由光源、分光系统、检测器三部分组成。

3、核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？

答：

是具有核磁矩的原子核的自旋运动在外部的一种表现形式。

4、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？

答：

在有机结构鉴定中，紫外光谱在确定有机化合物的共轭体系、生色团和芳香性等方面有独到之处。

5、在质谱中亚稳离子是如何产生的以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？

答：

离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解，丢失中性碎片，得到新的离子m2。

这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量，但受到同m1一样的加速电压，运动速度与m1相同，在分离器中按m2偏转，因而质谱中记录的位置在m*处，m*是亚稳离子的表观质量，这样就产生了亚稳离子。

由于m*＝m22/m1，用m*来确定m1与m2间的关系，是确定开裂途经最直接有效的方法。

四、

五、

波谱分析试题（B）

一、           解释下列名词（每题2分，共10分）

1.     FTIR  

2.Woodward rule（UV）

3.γ—effect

4.亚稳离子

5.COSY谱   

二、           设计适当谱学方法鉴别下列各对化合物（每题2分，共10分）

1.

和

2.

和

3.

和

4.

和

5.

和

三、           简述下列问题（每题5分，共10分）

1、AB和AMX系统的裂分峰型及其δ和J的简单计算。

2、举例讨论Mclafferty重排的特点及实用范围。

四、选择题（每题1分，共10分）

1、紫外光谱的产生是由电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了             （ ）

A、吸收峰的强度      B、吸收峰的数目     C、吸收峰的位置   D、吸收峰的形状

2、n→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           （ ）

A、水                          B、甲醇                  C、乙醇              D、正已烷

3、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：

                         （ ）

A、玻璃         B、石英        C、红宝石           D、卤化物晶体

4、预测H2S分子的基本振动数为：

                                         （ ）

A、4            B、3            C、2               D、1

5、若外加磁场的强度H0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是如何变化的？

                                （ ）

A、不变         B、逐渐变大       C、逐渐变小         D、随原核而变

6、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位值最大                       （ ）

A、–CH2CH3       B、–OCH3      C、–CH=CH2             D、-CHO

7、1JC-H的大小与该碳杂化轨道中S成分                                  （ ）

A、成反比        B、成正比        C、变化无规律    D、无关

8、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？

                          （ ）

A、从大到小     B、从小到大      C、无规律       D、不变

9、二溴乙烷质谱的分子离子峰（M）与M+2、M+4的相对强度为：

           （ ）

A、1:

1:

1       B、2:

1:

1     C、1:

2:

1       D、1:

1:

2

10、在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了                      （ ）

A、α-裂解产生的 B、I-裂解产生的 C、重排裂解产生的 D、γ-H迁移产生的。

五、推断结构（20分）

某未知物元素分析数据表明：

C 60%、H8%，红外、核磁、质谱数据如图5-1、图5-2、图5-3、图5-4所示，试推断其结构。

图5-1未知物的红外光谱图

图5-2未知物的质谱图

图5-3未知物的质子核磁共振谱

197.21（s）, 163.49 （d）, 106.85（d）,  57.54（q）, 27.72（q）

图5-4未知物的13CNMR谱 

六、某未知物元素分析数据表明：

C 78%、H 7.4%，质谱、红外、核磁数据如图6-1、图6-2、图6-3所示，试推断其结构。

（20分）。

（Massofmolecularion:

   108）

图6-1未知物的质谱

图6-2未知物

δ:

 7.259（m,2H）; 6.919-6.880（m,3H）;  3.745（s,3H）

图6-3未知物的1HNMR谱

七、根据图7-1~图7-4推断分子式为C5H10O2未知物的结构（20分）

图7-1未知物C5H10O2的红外光谱

图7-2未知物C5H10O2的1HNMR谱

183.61 （s）      41.10 （d）      26.68 （t）      16.39（q）      11.55（q）

图7-3未知物C5H10O2的13CNMR谱

（Massofmolecularion:

   102）

图7-4未知物C5H10O2的质谱

参考答案：

一、

1、FTIR 

即傅立叶变换红外光谱，是以连续波长的红外线为光源照射样品，通过测量干涉图和对干涉图进行傅立叶变换的方法来测定红外光谱得到的谱图。

2、Woodward rule（UV）

由Woodward首先提出，将紫外光谱的极大吸收与分子结构相关联，选择适当的母体，再加上一些修饰即可估算某些化合物的极大吸收波长。

3、γ—effect

当取代基处在被观察的碳的γ位，由于电荷相互排斥，被观察的碳周围电子云密度增大，

δC向高场移动。

4、亚稳离子

离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解，丢失中性碎片，得到新的离子m2。

这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量，但受到同m1一样的加速电压，运动速度与m1相同，在分离器中按m2偏转，因而质谱中记录的位置在m*处，亚稳离子的表观质量m*＝m22/m1：

5、COSY谱

即二维化学位移相关谱，分为同核和异核相关谱两种，相关谱的两个坐标都表示化学位移。

二、

1、红外（羟基吸收的差别）、碳谱（碳的裂分不同）等

2、红外（羰基吸收不同）、紫外（共轭程度不同，最大吸收不同）等

3、红外（羰基吸收不同）、核磁（碳数不同）、质谱（分子离子峰不同，基峰不同）等

4、红外（羰基吸收不同）、紫外（最大吸收峰位置不同）、核磁（碳的裂分、化学位移不同）等

5、NOESY谱

三、

1、AB系统的裂分峰型为：

AMX系统的裂分峰型为：

详细答案参考《波谱分析法》于世林等主编

2、麦氏重排特点：

不饱和化合物有γ－氢原子，经过六元环空间排列的过渡态，γ－氢原子重排转移到带正电荷的杂原子上，伴随有Cα－Cβ键的断裂。

应用：

四、CDDBB DBBCB

五、C5H10O2

六、C7H8O

七、

波谱分析试题（C）

一、解释下列名词（每题2分，共10分）

1、摩尔吸光系数；

2、非红外活性振动；

3、弛豫时间；

4、碳谱的γ-效应；

5、麦氏重排

二、选择题：

每题1分，共20分

1、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为                         （ ）

A、670.7nm    B、670.7μ  C、670.7cm   D、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 （ ）

A、吸收峰的强度             B、吸收峰的数目

C、吸收峰的位置             D、吸收峰的形状

3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于                                     （ ）

A、紫外光能量大       B、波长短

C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因

D、电子能级差大

4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？

                           （ ）

A、σ→σ﹡     B、π→π﹡  C、n→σ﹡        D、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        （ ）

A、水         B、甲醇         C、乙醇            D、正已烷

6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的                                （ ）

A、νC-C       B、νC-H     C、δasCH     D、δsCH

   7、

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：

（ ）

A、诱导效应   B、共轭效应   C、费米共振     D、空间位阻

8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：

                     （ ）

A、玻璃     B、石英  C、红宝石  D、卤化物晶体

9、预测H2S分子的基频峰数为：

                                       （ ）

A、4    B、3    C、2      D、1

 10、若外加磁场的强度H0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是如何变化的？

                                （ ）

A、不变      B、逐渐变大       C、逐渐变小     D、随原核而变

11、下列哪种核不适宜核磁共振测定                                     （ ）

A、12C     B、15N           C、19F          D、31P

12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位移值最大                 （ ）

A、–CH2CH3   B、–OCH3      C、–CH=CH2            D、-CHO

13、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），其原因为：

                              （ ）

A.导效应所致      B.杂化效应和各向异性效应协同作用的结果   

C.各向异性效应所致   D.杂化效应所致 

14、确定碳的相对数目时，应测定                                      （ ）

A、全去偶谱 B、偏共振去偶谱C、门控去偶谱D、反门控去偶谱

15、1JC-H的大小与该碳杂化轨道中S成分                                （ ）

A、成反比   B、成正比  C、变化无规律  D、无关

16、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？

                （ ）

A、从大到小   B、从小到大  C、无规律     D、不变

17、含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为：

             （ ）

A、偶数    B、奇数    C、不一定   D、决定于电子数

18、二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为：

           （ ）

A、1:

1:

1      B、2:

1:

1   C、1:

2:

1      D、1:

1:

2

19、在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了                   （ ）

A、α-裂解 B、I-裂解  C、重排裂解    D、γ-H迁移

20、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      （ ）

A、紫外和核磁 B、质