波谱解析练习题.doc

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），1710 cm-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C8H8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1736 cm-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   
  A 0        B 1         C 2       D 3
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
10.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

三、填空题（每空1分，共15分）
1、可以在近紫外光区产生吸收的电子跃迁类型有： 、 等。
2、在红外光谱中，决定吸收峰强度的两个主要因素是： 、 。
3、在红外光谱中，特征谱带区的范围是： cm-1。
4、氢谱中吸收峰所在的位置关键取决于 的大小。
5、氢谱中吸收峰的面积常用 高度来表示，它与吸收峰所代表的 成正比。
6、奇电子离子用 符号表示，而偶电子离子用 符号表示。当奇电子离子含偶数氮或不含氮时，其质量数为 。
7、简述氮规则： 。
8、在核磁共振中，影响化学位移的因素有： 、 、 等。

得 分

四、简答题（每小题5分，共25分）
评卷人

1.丙酮分子中能发生哪几种电子跃迁，分别位于什么波长位置？
2.红外光谱产生的几个条件是什么，并说明为什么化合物的实际红外谱图中吸收峰数少于理论数？
3.核磁共振产生要满足那些条件？
4.质谱中怎样判断分子离子峰？
5. 某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙醇中）时，溶剂对n→π *跃迁及π→π *跃迁有何影响？用能级图表示。
得 分

五、推断题（20分）
评卷人

1、 邻甲基苯甲酸甲酯的质谱图如下，请解释其主要裂解过程。（5分）

2、 计算下述化合物的入max。(5分)。

3、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。(10分)

未知物C9H10O2的红外光谱图

化合物C9H10O2的核磁共振谱

化合物C9H10O2的质谱图

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。）

得 分

四、简答题（每小题4分，共20分）
评卷人

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？

得 分

五、推断题（20分）
评卷人

1、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

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=CH2 b. c.HCHO d.
A、a、b、c、d B、a、c、b、d C、c、d、a、b D、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）：3050，29501695，1600，1590，1460,1370,1260,760，690等处有吸收，
（1）分子中有没有羟基（—O H）？              。
（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
一、判断题（1*10=10分）
1、 分子离子可以是奇电子离子，也可以是偶电子离子。 ……………………… （ ）
2、 在紫外光谱分析谱图中,溶剂效应会影响谱带位置,增加溶剂极性将导致K带紫移,R带红移。... ……. …………………………………………………………….............（ ）
3、 苯环中有三个吸收带，都是由σ→σ*跃迁引起的。 ……… …………….......…（ ）
4、 指纹区吸收峰多而复杂,没有强的特征峰,分子结构的微小变化不会引起这一区域吸收峰的变化。.......................................................................................................….. （ ）
5、 离子带有的正电荷或不成对电子是它发生碎裂的原因和动力之一。..................（ ）
6、 在紫外光谱中，π→π*跃迁是四种跃迁中所需能量最小的。…………………..（ ）
7、 当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要释放能量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。 ………………………….…（ ）
8、 红外吸收光谱的条件之一是红外光与分子之间有偶合作用，即分子振动时，其偶极矩必须发生变化。 ……………………………………..……… ………………….（ ）
9、 在核磁共振中，凡是自旋量子数不为零的原子核都没有核磁共振现象。..........（ ）
10、 核的旋磁比越大，核的磁性越强，在核磁共振中越容易被发现。……….......（ ）
二、选择题(2*14=28分)
1、含O、N、S、卤素等杂原子的饱和有机物，其杂原子均含有未成键的（ ）电子。 由于其所占据的非键轨道能级较高，所以其到σ*跃迁能（ ）。
1 . A. π B. n C. σ
2. A． 小 B. 大 C．100nm左右 D. 300nm左右
2、在下列化合物中，分子离子峰的质荷比为偶数的是 …………………………（ ）
A.C9H12N2 B.C9H12NO C.C9H10O2 D.C10H12O
3、质谱中分子离子能被进一步裂解成多种碎片离子，其原因是……………………..（ ）
A.加速电场的作用。 B.电子流的能量大。 C.分子之间相互碰撞。 D.碎片离子均比分子离子稳定。
4、在化合物的紫外吸收光谱中，哪些情况可以使化合物的π→π*跃迁吸收波长蓝移。.......... ）
A．苯环上有助色团 B. 苯环上有生色团
C．助色团与共轭体系中的芳环相连 D. 助色团与共轭体系中的烯相连
5、用紫外可见光谱法可用来测定化合物构型,在几何构型中,顺式异构体的波长一般都比反式的对应值短,并且强度也较小,造成此现象最主要的原因是 ............…............... ）
A．溶剂效应 B.立体障碍 C．共轭效应 D. 都不对
6、在核磁共振波谱分析中，当质子核外的电子云密度降低时 ……………………..（ ）
A．屏蔽效应增强，化学位移值大，峰在高场出现;
B. 屏蔽效应增强，化学位移值大，峰在低场出现;
C．屏蔽效应减弱，化学位移值大，峰在低场出现;
D. 屏蔽效应减弱，化学位移值大，峰在高场出现;
7、下面化合物中质子化学位移最大的是………………...………………………….…..（ ）
A．CH3Cl B.乙烯 C．苯 D. CH3Br
8、某化合物在 220—400nm范围内没有紫外吸收，该化合物可能属于以下化合物中的哪一类？……………………………………………………………………………….....（ ）
A．芳香族类化合物 B.含双键化合物 C．醛类 D.醇类
9、核磁共振在解析分子结构的主要参数是............…………………………………....（ ）
A．化学位移 B. 质荷比 C．保留值 D. 波数
10、红外光谱给出的分子结构信息是 ……………………………………………..（ ）
A．骨架结构 B.连接方式 C．官能团 D.相对分子质量
11、在红外吸收光谱图中，2000-1650cm-1和900-650 cm-1两谱带是什么化合物的特征谱带 ...............……………………………………………………………………………....（ ）
A．苯环 B.酯类 C．烯烃 D.炔烃
12、在红外吸收光谱图中,下列数据哪一组数据能说明某化合物中含有苯环………………………………….. ................................................ ）
A．3000～2700 cm-1 3100～3000 cm-1 1100～1000 cm-1
B. 1650～1450 cm-1 3100～3000 cm-1 1100～1000 cm-1
C．1650～1450 cm-1 3100～3000cm-1 900～650 cm-1
D. 3000～2700 cm-1 2000～1750 cm-1 900～650 cm-1
13、在1H核磁共振中,苯环上的质子由于受到苯环的去屏蔽效应,化学位移位于低场,
其化学位移值一般为..........................................................................................................（ ）
A．1 ～ 2 B. 3 ～ 4 C．5 ～ 6 D. 7 ～ 8
14、下列基团不属于助色团的是…………………………………...………………......（ ）
A．—NH2                 B.—NO2 
C．—OR                 D.—COOH
三、填空题（除第三小题2分，其余1分，共10分）
1、在红外吸收光谱中，分子的振动形式可分为 和 两大类。
2、根据红外光谱四个区域的特征及应用功能，通常把前三个区域，即 区域称为特征频率区。把 的区域称为指纹区。
3、简述氮规则：
4、在核磁共振中，影响化学位移的因素有： 、 、 、 。

四、简答题（23分）
1、简述发生麦式重排的条件，下列化合物中哪些能发生麦式重排并写出去重排过程。
a. 乙酸乙酯b.异丁酸c.异丁苯（7分）

1、 紫外可见光溶剂选择要考虑的因素。（5分）

2、 将下列化合物按1H化学位移值从大到小排序，并说明原因。(6分)
a. CH3F b. CH3OCH2 c. CH2OH d. CH2F2 e. 正丙醇

3、 表格内容为未知物的红外光谱图中主要的强吸收峰（所给表格左右内容已打乱）。根据所学知识将左右两边一一对应。(5分)

① 4000～2500 cm-1
a. 这是双键伸缩振动区。也是红外图中主要区域，这区域中有重要的羰基吸收、碳碳双键吸收、苯环的骨架振动及C=N、N=O等基团的吸收。
② 2500～2000 cm-1
b. 这个区域有单键的伸缩振动频率、分子的骨架振动频率及反应取代类型的苯环和烯烃面外碳氢弯曲振动频率等的吸收。
③ 2000～1500 cm-1
c. 这是X-H（X包括C、N、O、S等）伸缩振动区，主要吸收基团有羟基、胺基、烃基等。
④ 1500～1300 cm1
d. 该区主要提供C-H弯曲振动的信息。
⑤ 1300～400 cm-1
e. 这是叁键和累积双键的伸缩振动区。

五、 计算题（29分）
1、 已知某化合物分子式为C4H6O2，而却结构中含有一个酯羰基（1760 cm-1）和一个端乙烯基（—CH=CH2）（1649 cm-1），试推断其结构。(6分)

2、天然产物可能是( a )，也可能是( b)，它在乙醇紫外光谱的λmax值为252 cm-1，哪个结构更合理。（6分）

3、 某未知物分子式为C7H6O2 ，其红外谱图如下，推测其结构。(7分)
1219

4、 已知C5H12O6的结构为，试推导其质谱图、红外光谱图及核磁共振氢谱图中的情况。（10分）

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         （  ）
Aα-裂解产生的  BI-裂解产生的  C重排裂解产生的  Dγ-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%、 H 8%，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）。
(Mass of molecular ion:    108)

图6-1未知物的质谱

d :  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(Mass of molecular ion:    102)

图7-4未知物C5H10O2的质谱
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、400-800 nm B、200-800 nm  C、200-400 nm       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（ 248 nm（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