波谱解析试题及答案.docx

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波谱解析试题及答案

波普解析试题

一、名词解释（5*4分=20分）

1.波谱学

2.屏蔽效应

3.电池辐射区域

4.重排反应

5.驰骋过程

二、选择题。

（ 10*2分=20分）

1.

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

2.一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

3.预测H2S分子的基频峰数为：

      （ ）

A、4    B、3    C、2      D、1

4.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

5.下列哪种核不适宜核磁共振测定 ：

     （ ）

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

6.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

7.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

8.下列化合物按1H化学位移值从大到小排列（  ）

a.CH2=CH2b.

c.HCHOd.

A、a、b、c、dB、a、c、b、dC、c、d、a、bD、d、c、b、a

9.在碱性条件下，苯酚的最大吸波长将发生何种变化?

 （  ）      

A．红移   B.蓝移   C.不变     D.不能确定

10.芳烃（M=134）,质谱图上于m/e91处显一强峰，试问其可能的结构是：

 （  ） 

A．

B.

C.

D.

三、问答题（5*5分=25分）

1．红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？

2.影响物质红外光谱中峰位的因素有哪些？

3.色散型光谱仪主要有哪些部分组成？

4.核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？

5.紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？

四、计算和推断题（9+9+17=35分）

1.某化合物（不含N元素）分子离子区质谱数据为M（72），相对丰度100%；M+1（73），相对丰度3.5%；M+2（74），相对丰度0.5%。

（1）分子中是否含有Br Cl?

             。

（2）分子中是否含有S?

             。

（3）试确定其分子式为             。

2.分子式为C8H8O的化合物，IR（cm－1）：

3050，2950,1695，1600，1590，1460,1370,1260,760，690等处有吸收，

（1）分子中有没有羟基（—OH）？

             。

（2）有没有苯环             。

（3）其结构为              。

3.某未知物的分子式为C3H6O，质谱数据和核磁共振谱如图1、2所示，试推断其结构。

图1、C3H6O的质谱

图2、C3H6O的核磁共振谱

参考答案

一．1.波谱学是涉及电池辐射与物质量子化的能态间的相互作用，其理论基础是量子化的能量从辐射场向物质转移。

2.感生磁场对外磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应。

3.γ射线区，X射线区，远紫外，紫外，可见光区，近红外，红外，远红外区，微波区和射频区。

4.在质谱裂解反应中，生成的某些离子的原子排列并不保持原来分子结构的关系，发生了原子或基团重排，产生这些重排离子的反应叫做重排反应。

5.要想维持NMR信号的检测，必须要有某种过程，这个过程就是驰骋过程，即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布的过程。

二．CDBBABCCAB

三．1.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.答：

（1）诱导效应，

（2）共轭效应，（3）氢键效应，4）振动偶合效应，（5）空间效应，（6）外部因素。

3.答：

由光源、分光系统、检测器三部分组成。

4.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。

5.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。

四、1．

（1）不含BrCl 

（2）无S （3）C3H4O2

2.

（1）没有

（2）有（3）

3.从核磁共振可知只有一种氢，从质谱可知 58→43可见含有甲基，43→15说明含有羰基，结合其不饱和度=1 可推知是

波普解析试题

一、名词解释（5*4分=20分）

1..质谱

2.NOE

3.邻近各向异性效应

4.介质屏蔽作用

5.红外吸收

二、选择题。

（ 10*2分=20分）

1．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

2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

3.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﹡

4.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

5.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

6.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

7.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

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.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

10.二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

三、填空题（15*1分=15分）

1、质谱计通常由    、      、       三个主要部分和两个辅助部分组成。

在离子的分离中，单聚焦质量分析器只实现了         聚焦，而双聚焦质量分析器除具有单聚焦质量分析大路的聚焦功能外，还实现了            聚焦。

２、连续波核磁共振谱仪主要由    、       、       、     频率或磁场扫描单元以及信号放大和显示单元等部件组成。

３、红外光谱测定技术中固体样品的测定可采用        、          、              、裂解法。

４下列化合物能吸收最长波长的光是    ，能吸收最短波长的光是    ，因

为                                                。

（只考虑π→π＊跃迁。

）

A、

B、

C、

四、简答题（5*5分=25分）

1.光谱分析仪的组成？

2.红外吸收光谱影响基团频率位移的因素？

3.影响化学位移的因素？

4.化学全同核磁全同各是什么意思？

其关系如何？

5.在NMR测量时，要消除顺磁杂质，为什么？

五、推断题（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5-1，图5-2，图5-3所示，试推断其结构。

图5-1未知物C9H10O2的红外光谱图

图5-2化合物C9H10O2的核磁共振谱

图5-3化合物C9H10O2的质谱图

参考答案

一．1.是化合物分子在真空条件下受电子流的“轰击”或强电场等其他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键有规律的断裂，生成具有不同质量的带正电荷的离子，这些离子按质荷比的大小被收集记录的谱。

2.分子内有空间接近的两个质子，若用双照射法照射其中一个核并使其饱和，另一个核的信号就会增强，这种现象称核的Overhauser。

3.为核的邻近原子或基团的电子环流产生的磁各向异性对该核的屏蔽作用，与邻近原子或基团的性质及立体结构有关。

4.溶剂的种类、溶液的浓度、PH值等对碳核的屏蔽产生的影响。

5.一定波长的红外光照射被研究物质的分子，若辐射能等于振动基态的能级与第一振动激发态的能级之间的能量差时，则分子可吸收能量，由振动基态跃迁到第一振动激发态。

二．CCAAADBBBC

三．1、离子源、质量分析器、离子检测器 方向聚焦   能量聚焦

2、磁体、射频发生器、射频放大和接收器、探头

3、压片法糊状法 熔融（或溶解）成膜法 

4、C、B，共轭体系中，吸收带向长波方向移动，共轭体系愈大，跃迁产生的波长越大，因为B中没有共轭系统，C中共轭链最长

四．1.答：

a、电源。

b、单色器。

c、样品池。

d、检测器。

e、数据处理与读出装置

2.答：

A、内部因素：

a、诱导效应。

b、共轭效应。

c、中介效应。

d、氢键效应。

e、偶合效应。

f、费米共振。

B、外部因素。

3．答：

a、电负性。

b、共轭效应。

c、各向异性效应。

d、氢键。

4.答：

化学全同：

在同一分子中，化学位移相等的质子称为化学全同质子。

化学全同质子具有相同的化学环境。

磁全同：

若一组质子是化学全同质子，当它与组外的任一磁核偶合时，其偶合常数相等，这组质子称为磁全同质子。

关系：

化学全同质子不一定是磁全同，磁全同质子一定是化学全同。

5.答：

很多精确测量时，要注意抽除样品中所含的空气，因为氧是顺磁性物质，其波动磁场会使谱线加宽。

五．

波普解析试题

一、名词解释（5*4分=20分）

1.化学位移

2.助色团

3.扫频法

4.摩尔吸光系数

5.麦氏重排

二、选择题。

（ 10*2分=20分）

1.可分别用作红外光谱和质谱检测器的是：

（ ）

A.相板、光电倍增管；           B.光电管、Faraday杯；

C.热电偶、光电倍增管；         D.光电管、热电偶

2.乙醇高分辨1HNMR谱图中，由低场到高场排列的质子种类及相应峰数（括号内数字为偶合分裂峰数）为：

（ ）

A.CH3（3）—CH2（4）—OH

（1）;    B.CH3（4）—CH2（3）—OH

（1）;

C.OH

（1）—CH2（4）—CH3（3）;    D.OH（3）—CH2（3）—CH3（4）

3.红外光可引起物质的    能级跃迁。

（ ）

A、分子的电子能级的跃迁，振动能级的跃迁，转动能级的跃迁；

B、分子内层电子能级的跃迁；      

C、分子振动能级及转动能级的跃迁；

D、分子转动能级的跃迁。

4.指出下列四种化合物中，哪一种化合物的分子离子峰为奇数（ ）

Ａ、C6H6 Ｂ、C6H5NO2 Ｃ、C4H2N6O Ｄ、C9H10O2

5.下列羰基化合物中C＝O伸缩振动频率最高的是：

（ ）                               

A.RCOR’  B.RCOCl  C.RCOF   D.RCOBr

6.下面化合物在核磁共振波谱（氢谱）中出现单峰的是：

   （ ）     

A.CH3CH2Cl   B.CH3CH2OH  C.CH3CH3 D.CH3CH（CH3）2

7.某化合物在220-400范围内没有紫外吸收，该化合物可能属于哪一类（ ）

A、芳香族化合物                       B、含共轭双键的化合物       

C、含羰基的化合物                        D、烷烃

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.紫外-可见分光光度计法合适的检测波长范围为 （ ）

A、400-800nm B、200-800nm  C、200-400nm       D、10-1000nm

10.在红外光谱中，羰基（

）的伸缩振动吸收峰出现的波数（cm-1）范围是   （ ）

A、1900-1650  B、2400-2100  C、1600-1500         D、1000-650

三、简答题（5*5分=25分）

1.在NMR测量时，要求将样品高速旋转，为什么？

2.自旋偶合的条件？

3.红外吸收峰的数目理论上取决于分子振动自由度，而实际分数少于振动自由度，为什么？

4.核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？

5.简述质谱碎裂的一般规律和影响因素。

四、推断题（15分+20分=35分）

1.某酮的分子式为C8H14O，其紫外光谱的λmax（248nm（ε>104），试推出可能的结构式。

）

2.根据图4-1~图4-4推断分子式为C11H20O4未知物结构

图2-1未知物C11H20O4的质谱、紫外数据和元素分析数据

图2-2未知物C11H20O4的红外光谱

图2-3未知物C11H20O4的13CNMR谱

图2-4未知物C11H20O4的1HNMR谱

参考答案

一、1.由于屏蔽效应，使引起共振的磁场强度发生移动，这种现象称为化学位移。

2.通常把那些本身在紫外或可见光区域吸收带不产生吸收带但与生色团相连后，能使生色团的吸收带向长波方向移动的基团称为助色团（将含有未公用电子对的杂原子基团称为助色团）

3.固定磁场强度，通过连续改变电磁辐射的频率，产生共振，称为扫频法。

4.浓度为1mol/L，光程为1cm时的吸光度。

5.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。

二、CCCBCCDDBA

三、1.答：

由驰骋作用引起的谱线加宽是“自然”宽度，不可能由仪器的改进而使之变窄。

如果仪器的磁场不够均匀，当然也会使谱线变宽。

样品管的旋转能克服一部分的磁场不均匀程度。

2.答：

a、质子必须是不等性的。

b、两个质子间少于或等于三个单键（中间插入双键或三键可以发生远程偶合）。

3.答：

a、振动过程中分子偶极矩未发生变化，无吸收。

b、相同频率的振动可兼并。

c、宽而强的峰覆盖弱而窄的峰。

4.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。

5.答：

一般规律：

分子中电离电位低的电子最容易丢失，生成的正电荷和游离基就定域在丢失电子的位置上，离子具有过剩的能量和带有的正电荷或不成对电子式它发生碎裂的原因和动力，质谱中的碎片离子多而杂，造成质谱解析困难，产物离子的相对丰度主要由它的稳定性决定。

影响因素：

化学键的相对强度，碎裂产物的稳定性，立体化学因素

四、1.①、不饱和度U=（2+2n4+n3-n1）/2=2.

②、有一个羰基，另一个不饱和度不可能是环，应为C=C双键，并且与酮共轭。

C=C-CO-。

③、按已知α，β-不饱和酮的K带λmax248.其基值215nm。

④、只有在α位有一个取代基及β位有两个取代基才与实测值相符。

λmax=215+10+2*12=249nm

A、

B、

C、、

2.

波普解析试题

一、名词解释（5*3分=15分）

1.化学等价

2.扫场法

3.亚稳离子

4.生色团

5.化学全同

二、选择题。

（ 10*2分=20分）

1.某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收，在红外光谱中有如下吸收峰：

3300-2500 cm-1（宽峰），1710cm-1，则该化合物可能是       （ ）

A、醛 B、酮 C、羧酸   D、烯烃

2.核磁共振波谱解析分子结构的主要参数是   （ ）

A、质荷比   B、波数 C、化学位移   D、保留值

3.某有机物C8H7N的不饱和度为（）

A、 4     B、  5     C、    6     D、   7

4.分子的紫外-可见光吸收光谱呈带状光谱，其原因是什么（ ）

A、分子中价电子运动的离域性      

B、分子中价电子的相互作用

C、分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁 

D、分子电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级能级的跃迁

5. 预测H2O分子的基本振动数为：

   （ ）

A、4    B、3   C、2       D、1

6.下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是（ ）

A、

B、

C、

D、

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.Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目   

 A0       B1        C2       D3

9.红外光谱法,试样状态可以          

 A气体状态       B固体状态

 C固体,液体状态     D气体,液体,固体状态都可以在含羰基的

10.色散型红外分光光度计检测器多         

   A电子倍增器              B光电倍增管

   C高真空热电偶           D无线电线圈

三、填空题（15*1分=15分）

1、质谱（MS）仪器中，单聚焦质量分析器只实现了         聚焦，而双聚焦质量分析器既实现了               聚焦，又实现了             聚焦。

2、弛豫过程对于核磁共振信号的观察很重要，弛豫过程一般分为           、               。

3、酮类化合物易发生      断裂和      断裂，长链脂肪酮还容易发生     重排，写出2-戊酮（

）发生上述三种变化产生的离子及其质荷比             、          、            、          等。

4、影响红外光谱中基团频率位移的因素有        、            、               。

此外，振动耦合、费米共振等也会使振动频率位移。

四、简答题（5*4分=20分）

1.紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？

2.简述质谱分析法中怎样判断分子离子?

3.解释何谓红移，何谓蓝移？

4.试说明苯酚和环己醇的红外光谱有何不同。

五、推断题（10分+20分=30分）

1、分子式为C7H8O的化合物，IR（cm－1）：

3040（cm-1），1010（cm-1）,3380（cm-1），2935（cm-1），1465（cm-1），690（cm-1），740（cm-1）等处有吸收，而在1735（cm-1），2720（cm-1），1380（cm-1），1182（cm-1）等处没有吸收峰。

试推测其结构。

2.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

参考答案

一．1.分子中两个相同的原子处于相同的化学环境时称化学等价。

2.固定电磁辐射的频率，通过连续改变磁场的强度，产生共振，称为扫场法。

3.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：

4.通常把那些本身在紫外或可见光区域产生吸收带的基团称为生色团（或将含有∏键的基团）

5.在同一分子中，化学位移相等的质子称为化学全同质子。

化学全同质子具有相同的化学环境。

二、CCCDBBCADC

三、、方向聚焦、方向聚焦、能量聚焦

2、自旋-晶格弛豫、自旋-自旋弛豫

3、α、i、麦氏重排、CH3CH2CH2+m/z:

43、CH3+m/z:

15、CH3C≡O+m/z:

43、CH3CH2CH2C≡O+m/z:

71、

m/z:

58

4、电子效应、空间效应、氢键

四、1.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。

2．答：

①分子离子必须是一个奇电子离子。

②分子离子的质量奇偶性必须符合氮规则。

③合理的中性丢失。

3.答：

使化合物吸收波长向长波方向移动的现象叫红移。

使化合物吸收波长向短波方向移动的现象叫蓝移。

4.答：

苯酚在1600-1400cm-1有苯环的骨架伸缩振动，770-730，715-685cm-1有苯环单取代C-H面外弯曲振动

环己醇在2800-3000有饱和氢的伸缩振动

五、1.3040（cm-1）苯环上C-H伸缩振动，1010（cm-1）C-O伸缩振动,3380（cm-1）O-H伸缩振动，2935（cm-1）=CH伸缩振动，1465（cm-1）=CH弯曲振动，690（cm-1），740（cm-1）苯环单取代C-H面外弯曲振动。

故其结构为：

2.C5H10O2

波谱分析试题

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