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核磁共振波谱法作业题
核磁共振波谱法
讲授内容
第一节. 概述
第二节. 基本原理
第三节. 化学位移
第四节. 自旋偶合和自旋系统
第五节. 核磁共振仪和实验方法
第六节. 氢谱的解析方法
第七节. 碳谱简介
第一节. 概述
第二节. 基本原理
填空题
1. 原子核是否有自旋现象是由其自旋量子数Ⅰ决定的，Ⅰ为 的核才有自旋，为磁场性核。
2. 进行核磁共振实验时，样品要置于磁场中，是因为 。
3. 对质子（=2.675×108 T-1·s-1）来说，仪器的磁场强度如为1.4092T，则激发用的射频频率为 。
选择题
1. 下列原子核没有自旋角动量的是哪一种？
A．14N B．28Si C．31P D．33S E.1H
2. 下述核中自旋量子数I=1/2的核是
A.16O B.19F C.2H D.14N E.12C
3. 1H核在外磁场中自旋取向数为
A.0 B.1 C.2 D.3 E.4
4. 若外加磁场的磁场强度H逐渐增大时，则使质子从低能级E跃迁至高能级E所需的能量：
A.不发生变化 B.逐渐变小 C.逐渐变大
D.不变或逐渐变小 E.不变或逐渐变大
简答题
1. 试述产生核磁共振的条件是什么？
2. 一个自旋量子数为1/2的核在磁场中有多少种能态？
各种能态的磁量子数取值为多少？
3. 哪些类型的核具有核磁共振现象？
目前的商品核磁共振仪主要测定是哪些类型核的核磁共振？
4. 为什么强射频波照射样品会使NMR信号消失？
而UV与IR吸收光谱法则不消失。
计算题
1. 试计算在1.9406T的磁场中，1H、13C的共振频率。
2. 试计算在25oC时，处在2.4T磁场中13C高能态核与低能态核数目的比例。
第三节. 化学位移
填空题
1. 有A，B，C三种质子，它们的共振磁场大小顺序为BA＞BB＞BC，则其化学位移δ的大小顺序为 。
2. 有A，B，C三种质子，它们的屏蔽常数大小顺序为σA＞σB＞σC，试推测其共振磁场B的大小顺序为 。
3. 在化合物CH3X中，随着卤原子X的电负性增加，质子共振信号将向 磁场强度方向位移。
选择题
1. 不影响化学位移值的因素是：
A.核磁共振仪的磁场强度 B.核外电子云密度 C.磁的各向异性效应
D.所采用的内标试剂 E.使用的溶剂
2. 在下列化合物中，质子化学位移（ppm）最大者为：
A.CH3Br B.CH4 C.CH3OH D.CH3I E.CH3F
3. CH3X中随X电负性增大，H核信号：
A. 向高场位移，共振频率增加
B. 向高场位移，共振频率降低
C. 向低场位移，共振频率增加
D. 向低场位移，共振频率降低
E. 变化无规律
4. 在磁场中质子周围电子云起屏蔽作用，以下几种说法正确的是：
A.质子周围电子云密度越大，则屏蔽作用越小
B.屏蔽作用与质子周围的电子云密度无关
C.屏蔽越小，共振磁场越高
D.屏蔽越大，共振频率越高
E.屏蔽越大，化学位移δ越小
5. 抗磁屏蔽效应和顺磁屏蔽效应对化学位移有重要贡献，结果是：
A.抗磁屏蔽使质子去屏蔽，顺磁屏蔽使质子屏蔽
B.抗磁屏蔽使质子的共振信号向低场位移，顺磁屏蔽使质子的共振信号向高场位移
C.抗磁屏蔽使质子的δ值增大，顺磁屏蔽使质子的δ值减小
D.抗磁屏蔽使质子的δ值减小，即产生高场位移；顺磁屏蔽使质子的δ值增大，即产生低场位移
E.抗磁屏蔽和顺磁场屏蔽均使质子去屏蔽
6. 乙烯质子的化学位移值（δ）比乙炔质子的化学位移值大还是小？
其原因是什么？
A．大，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在屏蔽区，乙炔质子处在去屏蔽区；
B．大，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在去屏蔽区，乙炔质子处在屏蔽区；
C．小，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在去屏蔽区，乙炔质子处在屏蔽区；
D．小，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在屏蔽区，乙炔质子处在去屏蔽区。
E．小，因为磁的各向异性效应，使乙烯和乙炔质子均处在屏蔽区，且乙炔质子由于外层电子云密度大，受屏蔽作用大。
7. 在下列化合物中，用字母标出的4种质子，它们的化学位移（δ）从大到小的顺序如何？
A．abcd
B．badc
C．cdab
D．dcba
E．dcab
8. 对于羟基的化学位移，以下几种说法正确的是：
A.酚羟基的δ值随溶液浓度而变
B.浓度越大，δ值越大
C.浓度越大，δ值越小
D.邻羟基苯乙酮的羟基δ值也随溶液的浓度改变而明显改变
E.氢谱图上没有羟基信号
9. 用CCl4作溶剂测定乙醇的1HNMR谱，随稀释度的增大，OH质子化学位移向高场移动，这与何种因素有关？
A.电负性 B.氢键 C.磁各向异性 D.范德华效应 E.质子交换
10. 化合物中带标志质子的化学位移归属正确的应为：
A.δa在1.5～2.0ppm，δb和δc在1.8～3ppm，δd在9～10ppm
B.δa在1.5～2.0ppm，δb和δc在5.5～7.5ppm，δd在10～15ppm
C.δa在0～1ppm，δb和δc在5.5～7.5ppm，δd在9～10ppm
D.δa在1.5～2.0ppm，δb和δc在5.5～7.5ppm，δd在9～10ppm
E.δa在1.5～2.0ppm，δb和δc在4.5～5.5ppm，δd在9～10ppm
简答题
1. 为什么用δ值表示峰位，而不用共振频率的绝对值表示？
2. 为什么NMR谱左端高场相当于低频，右端低场相当于高频？
而Larmor公式说明核进动频率υ∝B，两者是否矛盾，如何统一。
3. 为什么乙烯质子的化学位移比乙炔质子大？
4. 使用60.0MHzNMR仪时，TMS的吸收与化合物中某质子之间的频率差为180Hz。
如果使用40.0MHz的NMR仪，它们之间的频率差将是多少？
5. 在1，5-亚甲基环戊烯中的α与β氢的化学位移分别为-0.17与0.83，试绘出烯键的正负屏蔽区，说明其原因。
第四节. 自旋偶合和自旋系统
填空题
1. 预测下面化合物在1HNMR谱上将出现的信号数目：
乙烷（CH3CH3） 组， CH3CHBrCH2Br 组，CH3CH=CHCOCH3 组。
2. 影响质子化学位移的诱导效应是通过 起作用，而磁场各向异性效应是通过 起作用。
3. 位于双键平面上的质子是处于 区，δ向 磁场位移，处于苯环平面上下方的质子是处于 区，δ向 磁场方向位移。
4. 化合物的分子式为C4H10，1HNMR谱上只有A和B两个信号，积分高度分别为6.8cm和10.2cm，则对应的质子数目A有 个、B有 个。
5. 自旋偶合是经过 传递的。
在饱和烃类化合物中，自旋偶合效应只能传递 个单键。
彼此相互偶合的质子，其 相等。
6. 一种烃类化合物，其中某一质子的信号分裂为三重峰，面积比为1:
2:
1，则与之偶合的质子数目是 个。
7. 预测CH3CH2CH2NO2的一级图谱中，CH3质子将裂分为 重峰，与硝基相邻的CH2质子将裂分为 重峰。
选择题
1. 化合物分子式为C6H12O2，1HNMR谱上出现四个单峰，则化合物最有可能是：
A.（CH3）3CCOOCH3 B.（CH3）2CHCOOCH2CH3
C.CH3CH2COOCH2CH2CH3 D.CH3CH2CH2COOCH2CH3
E.
2. 化合物CH3（A）CH2COOCH2CH2CH3的A质子在1HNMR谱上会出现：
A．双峰 B．三重峰 C．四重峰 D．五重峰 E．十二重峰
3. 有关二面角对3J值的影响的叙述正确的是:
A. 随二面角增大，3J值增大
B. 随二面角减小，3J值增大
C. 二面角为0°及180°，J值最小，为90°时，3J值最大
D. 二面角为0°及180°时， J值最大，为90°时，3J值趋向于0
E. 二面角对3J值的影响无规律可循
4. 化合物（CH3）2CHCH2CH（CH3）2，在1HNMR谱图上，有几组峰？
从高场到低场各组峰的面积比为多少？
A. 五组峰，6：
1：
2：
1：
6
B. 三组峰，1：
6：
1
C. 三组峰，6：
1：
1
D. 四组峰，3：
3：
1：
1
E. 四组峰，3：
1：
1：
3
5. 考虑2－丙醇CH3CH（OH）CH3的1HNMR谱，若醇质子存在快速化学交换，当仪器的分辨率足够时，则下列哪一种预言是正确的？
A．甲基质子是单峰，次甲基质子是七重峰，醇质子是单峰；
B．甲基质子是二重峰，次甲基质子是七重峰，醇质子是单峰；
C．甲基质子是四重峰，次甲基质子是十四重峰，醇质子是单峰；
D．甲基质子是四重峰，次甲基质子是十四重峰，醇质子是二重峰。
E．甲基质子是二重峰，次甲基质子是十四重峰，醇质子是二重峰。
6. 影响偶合常数的主要因素是：
A.浓度 B.键角 C.核磁共振仪的磁场强度
D.温度 E.溶剂
7. 下列系统中，哪种质子和其它原子之间能观察到自旋裂分现象：
A.O─H B.Cl─H C.Br─H D.I─H E.F─H
8. 在某化合物中，a、b二质子的化学位移分别值为3.80ppm和3.72ppm，它们之间的偶合常数为10.0Hz；c、d二质子的化学位移值分别为3.25ppm和2.74ppm，它们之间的偶合常数为12.0Hz。
若振荡器为60MHz，则这两对质子分别为：
A.AX和AB系统 B.AB和AX系统 C.AX和AX系统
D.AB和AB系统 E.A和AB系统
9. 在核磁共振法中，化合物（CH3）2 CHCH2CH（CH3）2的峰面积比（从高场至低场）为：
A.6:
1:
2:
1:
6 B.1:
6:
1 C.1:
1:
6
D.6:
1:
1 E.2:
2:
6:
6
10. 某化合物中三种质子相互偶合构成AMX系统JAM＝10Hz，JMX＝4Hz，JAX＝0Hz,它们的峰型应为：
A.A为3重峰，M为3重峰，X为3重峰
B.A为单峰，M为6重峰，X为3重峰
C.A为3重峰，M为6重峰，X为3重峰
D.A为2重峰，M为4重峰，X为2重峰
E.A为2重峰，M为3重峰，X为3重峰
11. 中质子的峰形：
A．均为三重峰
B．均为六重峰
C．a及f质子为三重峰，其余质子为六重峰
D.a、c、d、f质子为三重峰
E.a及f质子为三重峰，其余质子为二重峰
12. 对下图化合物的1HNMR谱，以下几种预测正确的是：
A.只有两个信号 B.两个CH2相互偶合都裂分为三重峰
C.δCH3＞δCH2 D.四个信号，从高场到低场的信号面积比为3：
3：
2：
2
E.所有信号δ值都超过3ppm
简答题
1. 试指出化合物CH3CH2Br的氢谱图出现几组氢信号？
哪组氢信号在低场，其分裂为几重峰？
2. 什么是自旋偶合与自旋分裂？
单取代苯的取代基为烷基时，苯环上的芳氢（5个）为单峰，为什么？
若取代基为极性基团（如卤素、-NH、-OH等），苯环的芳氢变为多重峰，说明原因。
3. 峰裂距是否是偶合常数？
偶合常数能提供什么结构信息？
4. 什么是狭义与广义的n+1律？
5. ABC与AMX系统有什么区别？
6. 什么是化学全同和磁全同？
试举例说明。
按照一级图谱的偶合裂分规律，预测下列化合物的NMR图（包括化学位移大约值、裂分峰数及强度比、各组峰的相对积分面积）⑴C2H5OC2H5; ⑵CH3COCH2CH3 ⑶CH3CH2CHO； ⑷CH3CH2COOH
7. Ficst's酸的钠盐在D2O溶液的1HNMR中发现两个相等高度的峰，试述其属于下列何种结构？
第五节. 核磁共振仪和实验方法
简答题
1. 脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪在原理上与连续波核磁共振波谱仪有什么不同？
它有哪些优点？
2. 核磁共振波谱法常用的样品溶剂的要求及常用的溶剂。
第六节. 氢谱的解析方法
填空题
1. 分子式为C2H6O的两个化合物，在1HNMR谱上出现单峰的是 ，出现三组信号的是 。
选择题
1. 某化合物分子式为C5H8O4，1HNMR谱如下。
该化合物最可能为下列的哪一种？
A.
B.
C.
D.
E.
计算题
3. 一个烃试样显示出在δ1.0至5.5间的NMR谱带，用二苯甲酮作为内标，显示在δ6至7间的NMR谱带。
0.8023g二苯甲酮和0.3050g试样的相对积分值为228和184单位。
试计算试样中氢的百分含量。
解析题
1.
未知物的分子式为C10H12O2，核磁共振图谱（300MHz，CDCl3）如图所示。
请进行波谱解析，给出未知物的分子结构。
2. 已知未知物的分子式为C4H10O，核磁共振图谱如图所示，进行波谱解析，给出未知物的分子结构。
3. 已知未知物的分子式为C10H10Br2O，核磁共振谱如图所示，给出未知物的分子结构及自旋系统。
4. 有一芳香酯C10H12O3样品，其谱图如图，试确定其结构。
5. 图示为化学式C4H8O2的化合物1HNMR，试分析其结构。
6. 某化合物的化学式为C9H13N，其1HNMR谱如图所示，试推断其结构。
思考题
1HNMR谱图可为有机化合物的结构解析提供哪些信息？
第七节. 碳谱简介
简答题
1. 碳谱能提供哪些信息？
2. 13C-NMR谱比较1H-NMR谱有什么优点？
3. 为什么碳谱的灵敏度约相当于H谱的1/5800？
讨论题
核磁共振波谱法与紫外-可见分光光度法、红外光谱法的异同。
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