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1、波谱分析教程考试题库及答案第二章：紫外吸收光谱法一、选择1.频率(MHZ为4.47 X 108的辐射，其波长数值为(1)670.7nm (2) 670.7 卩 (3) 670.7cm (4) 670.7m2.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)宀6 (2) n n (3) n a (4)

2、 n n5.nn *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(200400nm)无吸收的是(1) (2) _ (3) (4)7.下列化合物，紫外吸收入max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6.影响紫外

3、光谱吸收带的主要因素有哪些？7.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？8.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？9.什么是发色基团？什么是助色基团？它们具有什么样结构或特征？10.为什么助色基团取代基能使烯双键的 n n *跃迁波长红移？而使羰基 n n *跃迁波长蓝移？11.为什么共轭双键分子中双键数目愈多其 n t n *跃迁吸收带波长愈长？请解释其因。12.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。13.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

4、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.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？15.六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。16.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.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？19.紫外分光光

5、度计主要由哪几部分所组成？它是怎样工作的？20.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-1为单位表示)。21.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 189 nm和280nm分别属nn *跃迁和 m n *跃迁，计算n , n, n * 轨道之间的能量差。23.画出酮羰基的电子轨道(n , n, n *)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 入1=256nm

6、入2=305nm,而用A的己烷溶液测得吸收带波长为 入1=248nm入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？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)在入=235nm有强吸收， =1.20 x 10：(b)在入 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，还有入=240nm, =13 x 104及入=319nm =50两个吸收带，此化合物 中含有什么基团？有何电子跃迁？28.乙酰丙酮 - 一在极性溶剂中的吸收带 入=277nm, =1.9 x 103,而在非极性溶剂中的吸

7、收带入=269nm, =1.21 x 104，请解释两吸收带的归属及变化的原因。1)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。（0:H 孑一CH CH C OH严叩居（2）0ch=ch2(9(3).丿(4) NO：30.化合物A和B在环己烷中各有两个吸收带,3 =1.0 x 10 ,入 2=280nm, =25,判断化合物4A：入 1 =210nm, 1=1.6 x 10 ,入 2=330nm, 2=37。B：入 1=190nm，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 n跃迁的K吸收带波长分

8、别为 225nm, 237nm, 349nm和267nm,请找32.出它们对应的化合物。33.计算下列化合物在乙醇溶液中的 K吸收带波长。34.推测下列二取代苯的 K吸收带波长。在乙醇中入=288nm, =1.9 X 104在乙醚确定其结构。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。中入=277nm =2.06 X 1Q4在稀 HCI 中入=230nm, =1.06 X 10436.某化合物的 =2.45 X 105,计算浓度为2.50 X 10-6mol L-1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 入=265nm处的 =1.22 X 104,

9、现用2cm吸收池测得氯苯在己烷中的吸光度 浓度。A=0.448 ,求氯苯的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-1的咖啡碱（摩尔质量为212g mol-1）在入=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。40.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-1,分别测量 入1=2

10、25nm和入2=270nm处的吸光度，得A=0.766 , A=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 225=8210, 270 = 1090,咖啡因 225 =5510, 270=8790。摩尔质量：乙酰水1 1杨酸为180 g mol-，咖啡因为 194 g mo）。第三章一、选择题1.CH3CH3的哪种振动形式是非红外活性的as(1) u C-C ( 2) U C-H ( 3) S CH02.化合物中只有一个羰基，却在(1)诱导效应 (2 )共轭效应 (3)红外吸收光谱法s(4) S CH1773cm-1和1736 cm-1处出现两个吸收峰，这是因为费米共振

11、 (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(4)卤化物晶体(1)玻璃 (2)石英 (3)红宝石4.预测H2S分子的基频峰数为(1) 4 (2) 3 ( 3) 2 (4) 15.下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是H(1) (2) C三 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.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？3.红外吸收光谱图横坐标、纵坐标各以什么标度？4.C-C (1430cm-1)

12、, C-N (1330cm-1), C-O (1280cm-1)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 C-O C-N C-C; C-C C-N C-O ; C-N C-C C-O : C-N C-O C-C; C-O C-C C-N5.对于CHCI3、C-H伸缩振动发生在3030cm-1，而C-Cl伸缩振动发生在 758 cm-1 (1)计算CDCI3中C-D伸 缩振动的位置；(2)计算CHBr3中C-Br伸缩振动的位置。6.C-C、C=C、C三C的伸缩和振动吸收波长分别为 7.0卩m, 6.0卩m和4.5卩m。按照键力常数增加的顺

13、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。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?却有两个C=O的吸收带，分别在1773cm-1和1736 cm-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

14、所涉及的红外光谱区域能包括 一的吸收带:(1)3000-12700 cm1675 -1-1500 cm-11475 1300 cm(2)3000-2700 cm-12400 -1-2100 cm-11000 650 cm(3)3300-3010 cm-11675 -1-1500 cm-11475 1300 cm ；(4)3300-1-3010 cm 11900 -1-1650 cm-11475 1300 cm(5)3000 -2700 cm-11900 -11650 cm-11475 1300 cm 1；13.三氟乙烯碳-碳双键伸缩振动峰在1580cm-1，而四氟乙烯碳-碳双键伸缩振动在此处无

15、吸收峰，为什么?14.试用红外光谱区别下列异构体：（1）(2)(3)匚.和CH3CH2CH2CHO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 三 C-NH2+-CH-CH 2OH (I) HN 三CH-NH-CO-CH 2- （H）取代产物在 2300 cm-1和3600 cm-1有两个尖锐的谱峰。但在 3330 cm-1和1600 cm-1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） C4H8O2 （2） C

16、5H8O418.乙醇的红外光谱中，羟基的吸收峰在 3333 cm-1，而乙醇的1%CCk溶液的红外光谱中羟基却在 3650 cm-1和3333 cm-1两处有吸收峰，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S 1.40ppm （3H）有三重峰，S 3.48ppm （ 2H）有单峰，S 4.25ppm （2H ）有四重峰，试推断该化合物的结构。21.下图为分子式 C6H5O3N的红外光谱，写出预测的

17、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77C，试推断其结构。28.一个具有中和当量为 136土 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 1，29.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Al 2O3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

18、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。1030.一个化合物分子式为 C4H6O2,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。第四章 NMR习题一、选择题1.若外加磁场的强度 Ho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

19、种核不适宜核磁共振测定（1）. 12C （ 2）. 15N （ 3） 19F （4） 31P3.下列化合物中哪些质子属于磁等价核（1）HaHbC=CFaFb （ 2） CHaHbF （ 3）. R CO NHaHb （4） 一： 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ch3chcooh6.在通常情况下， 0H 在核磁共振谱图中将出现几组吸收峰（1）3 （ 2）4 （ 3）5 （ 4）67 .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

20、2X2 （2）A2B2 （ 3）AX3 （ 4）AB8.3个不同的质子 Ha、Hb、Hc,其屏蔽常数的大小为 d b （T a b c。则它们的化学位移如何 ？（1） S a S b S c （ 2） S b S a S c （3） S c S a S b （ 4） S b S c S a9.一化合物经元素分析 C : 88.2%, H : 11.8%，它们的1H NMR谱只有 一个峰，它们可能的结构是下列中的 哪个？10.11.下列化合物中，甲基质子化学位移最大的是（1） CH3CH3 （ 2）CH3CH=CH2 （ 3）CH3C三 CH （4）CH3C6H512.确定碳的相对数目时，应测定

21、（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13.1Jch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14.下列化合物中羰基碳化学位移 S c最大的是（1）酮 （2）醛 （3）羧酸 （4）酯15.下列哪种谱可以通过 Jcc来确定分子中CC连接关系（1） COSY （2） INADEQUATE （ 3） HETCOR （4） COLOC16.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7 4 121.下列哪个核没有自旋角动量？ Li3 ,

22、He2 , C62.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?3.下面所指的质子，其屏蔽效应是否相同？为什么？HIH-C-O-HIH4.在下列A、B系统中，哪个有圈的质子在高场共振？为什么?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？CH 厂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 （卩hJ），磷核磁矩为1.13

23、（卩P=31），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 b值7.40,而邻位质子的b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？A I,叩一: B 丄孑0 夕0c O 厂 CH - C在 a2CHC

24、H（Cl） - CH12.一化合物分子式为 C6H11NO,其1H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 4-1 C5H7O2N 的 1H-NMR 谱图13.某化合物C6H12CI2O2的1H谱如下图4-2所示,试推断化合物结构式。图 4-2 C6H12C12O2 的 1H 谱图ppm图 4-3 C8H9Br 1H-NMR 谱图15.由核磁共振图（图 4-4），推断C7H14O的结构。ppnn1图 4-4 C7H14O 的 H-NMR 谱图16.由核磁共振图（图 4-5）,推断C10H14的结构。A jk 丄,llIL JL 1O 3 3 7 S S -4 3

25、2 Oppm图 4-5 C10H14 的 1H-NMR 谱图17.由核磁共振图（图 4-6），推断C11H16O的结构。 ill . jd1 1 * II I 1 1 * 1 l T 1 1 11O d 8 7 6 S -4 3 2 I OIppm图 4-6 C11H16O 的 1H-NMR 谱图18.由核磁共振图（图 4-7），推断C10H12O2的结构。图 4-7 C10H12O2 的 1H-NMR 谱图19.由核磁共振图（图 4-8）,推断C8H8O的结构。JL Jl 1 1 I 1 1 I I r1 O & 8 7 B S -4 3 全 乂 Oeg ww ppm图 4-8 C8H8O

26、的 1H-NMR 谱图20.某未知物分子式 C6H14O,其红外光谱在 3300cm-1附近是宽吸收带，在1050 cm-1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 4-9 C6H14O 的 1H-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+

27、2 、M+4 的相对强度为(1) 1 : 1 ： 1 (2) 2 : 1 : 1 (3) 1 : 2 : 1 (4) 1 ： 1 ： 24.在丁酮质谱中，质荷比为 29 的碎片离子是发生了(1) a -裂解 (2) I-裂解 (3)重排裂解 (4) y -H迁移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

28、正离子，在加速电场中被电位 V所加速，其速度达u,若离子的位能(eV)与动能(mu 2/2)相等，当电位 V增加两倍时，此离子的运动速度 u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u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u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(Heu )和离心力(m u 2/r)相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响？5.在质

29、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,其通过狭缝的顺序如何确定？6.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和磁场强度 H 固定时,若把加速电压 V 值逐渐加大,对具有不同质 荷比的正离子,其通过狭缝的顺序如何确定？7.在有机质谱中使用的离子源有哪几种？各有何特点？8.试确定具有下述分子式的化合物,其形成的分子离子具有偶数电子还是奇数电子？(1) C3H8 (2) CH3CO ( 3) C6H5COOC2H5 ( 4) C6H5NO29.试确定下述已知质何比离子的可能存在的化学式：( 1 ) m/z 为 71 ,只含 C 、 H 、 O 三种元素(2)m/z为57,只含 C、H、N三种元素( 3) m/z 为 58,只含 C、 H 两种元素10.试写出苯和环己烯的分子离子式。11.写出环己酮和甲基乙烯醚的分子离子式。12.写出丙烷分子离子的碎裂过程,生成的碎片是何种正离子,其 m/z 是多少？13.试解释溴乙烷质谱图中 m/z 分别为 29、 93、 95 三峰生成的原因？14.有一化合物其分子离子的 m/z为120,其碎片离子的 m/z为105，问