吉大13秋学期《波谱分析》复习题答案解析 - 图文

波谱分析复习题库答案

一、名词解释

1、化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准氢核共振峰所在位置进行比较，求其相对距离，称之为化学位移。

2、屏蔽效应：核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一个与外加磁场相对抗的第二磁场，对于氢核来讲，等于增加了一个免受外磁场影响的防御措施，这种作用叫做电子的屏蔽效应。

3、相对丰度：首先选择一个强度最大的离子峰，把它的强度作为100％，并把这个峰作为基峰。将其它离子峰的强度与基峰作比较，求出它们的相对强度，称为相对丰度。

4、氮律：分子中含偶数个氮原子，或不含氮原子，则它的分子量就一定是偶数。如分子中含奇数个氮原子，则分子量就一定是奇数。

5、分子离子：分子失去一个电子而生成带正电荷的自由基为分子离子。

6、助色团：含有非成键n电子的杂原子饱和基团，本身在紫外可见光范围内不产生吸收，但当与生色团相连时，可使其吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。

-1

7、特征峰：红外光谱中4000-1333cm区域为特征谱带区，该区的吸收峰为特征峰。 8、相关峰：红外光谱中由同一个官能团引起，相互依存，又可以相互佐证的吸收峰。 9、质荷比：质量与电荷的比值为质荷比。

10、发色团：分子结构中含有π电子的基团称为发色团。

11、磁等同H核：化学环境相同，化学位移相同，且对组外氢核表现出相同耦合作用强度，想互之间虽有自旋耦合却不裂分的氢核。

12、质谱：就是把化合物分子用一定方式裂解后生成的各种离子，按其质量大小排列而成的图谱。

13、i-裂解：正电荷引发的裂解过程，涉及两个电子的转移，从而导致正电荷位置的迁移。 14、α-裂解：自由基引发的裂解过程，由自由基重新组成新键而在α位断裂，正电荷保持在原位。

15. 红移 吸收峰向长波方向移动

16. 分子由较低的能级状态（基态）跃迁到较高的能级状态（激发态）称为能级跃迁。 17. 摩尔吸光系数 :浓度为1mol/L，光程为1cm时的吸光度

18. 磁等同氢核 :化学环境相同、化学位移相同、对组外氢核表现相同偶合作用强度的氢核。二、选择题

1、波长为670.7nm的辐射，其频率（MHz）数值为 （A）

87

A、4.47×10 B、4.47×10

610

C、1.49×10 D、1.49×10

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 （C）

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 （C ）

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）

**

A、σ→σ B、π→π

**

C、 n→σ D、 n→π

波谱分析

1

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（D）

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）

A、νC-C B、νC-H

ass

C、δCH D、δCH

﹡

7、化合物中只有一个羰基，却在1773cm和1736cm处出现两个吸收峰这是因

-1-1

为： （C）

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： （D）

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： （B） 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？ （B） 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）

12151931A、C B、N C、F D、P

12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位值最大 （D）

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： （D） 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 （D）

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 1

15、JC-H的大小与该碳杂化轨道中S成分 （B）

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？ （B）

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： （B）

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： （C）

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 （B）

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（C）

A、紫外和核磁 B、质谱和红外 C、红外和核磁 D、质谱和核磁

131313

21、使用偏共振去耦技术，可使CH3中的C为四重峰，CH2中的C为三重峰，CH中的C为双峰，季碳为单峰，偏共振去耦（C）

131131

A 消除了直接相连的C-H耦合，保留了不直接相连的C-H耦合

131131

B 消除了直接相连的C-H耦合，不直接相连的C-H保留程度较低的耦合

131131

C 使直接相连的C-H保留程度较低的耦合，消除不直接相连的C-H耦合

波谱分析

2

D 保留了全部C-H耦合信息

22、三个分子式中质子a和b的δ值顺序正确的是（B ）

CH3CH3HH HCOCHICCClH3CCH2CH2Ib abCH3CH3HH aab ① ② ③ A ①、②和③中，δa ＞ δb B ①、②和③中，δb ＞ δa

C ①中δb ＞ δa, ②和③中δa ＞ δb D ①和②中 δa ＞ δb，③中δb ＞ δa 23、分子轨道绕键轴转动，不改变符号和大小的分子轨道是（C）

A π轨道 B n 轨道 C σ轨道 D 成键轨道 24、电子跃迁所需能量最大的是 （D）

A n →π＊ B π→π＊ C n→σ＊ D σ→σ＊

-1-1

25、化合物A中只有一个羰基，却在1773cm和1736cm处出现两个吸收峰,这是因为：（C）

A、诱导效应 B、共轭效应C、费米共振D、空间位阻

H3CC6H5131

化合物A

O

26、测定化合物的氢谱时，所用试剂应该是（C）

A、乙醇 B、甲醇C、氘代试剂D、非氘代试剂 27、下列化合物紫外图谱中最大吸收波长的大小顺序为（B）

OOH2CO① ② ③

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

-1

28、某化合物分子式为C8H7N红外光谱数据如下，IR（cm）：3020,2920,2220,1602, 1572,1511,1450.1380,817 其正确的结构应为（B）

CNCNA N B C D N 29、在辛胺（C8H19N）的质谱图上，出现m/z30基峰的是（B）。 A 伯胺 B 仲胺 C 叔胺

﹡

30、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）

A、水B、甲醇C、乙醇D、正已烷

31、 分子量为157的物质，MS出现如下碎片离子峰：142、115、73、70，请指出奇电子离子是（B）：

A、142、70； B、115、73； C、142、73； D、115、70

32、某化合物分子量为67，试问下列式子中，哪一个可能是该化合物的分子式？（C）

波谱分析

3

A、C4H3O B、C5H7 C、C4H5N D、C3H3N2

33、 如下化合物发生的质谱裂解规律属于：（C）

OCH3CH3OHOHO

A、麦氏重排 B、α-裂解 C、RDA反应 D、i-裂解

34. 下列哪种核不适宜核磁共振测

定 （A）

A、12C B、15N C、19F D、

31

P

35. 确定碳的相对数目时，应测定 （A） 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 36．下列化合物含 C、H或O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数? (B ) A C6H6 B C6H5NO2 C C4H2N6O D C9H10O2 37、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 （C ） A、紫外和核磁 B、质谱和红外 C、红外和核磁 D、质谱和核磁

38．分子轨道绕键轴转动，不改变符号和大小的分子轨道是 （C） A π轨道 B n 轨道 C σ轨道 D 成键轨道 39. 电子跃迁所需能量最大的是 （D） A n →π＊ B π→π＊ C n→σ＊ D σ→σ＊ 40.测定非极性化合物的紫外光谱时，所用试剂应该是 （B ） A、乙醇 B、环己烷 C、氘代试剂 D、非氘代试剂

三、多选题

1、应用 Woodward-Fieser 规则计算共轭二烯、三烯和四烯的λmax时应注意：（AC） A 共轭体系中所有取代基及所有的环外双键均应考虑在内。 B 适用于芳香系统。

C 选择较长共轭体系为母体。

D 交叉共轭体系中，分叉上的双键应按延长双键计算在内 2、化学位移的影响因素包括(ABD)

A 电负性 B 磁的各向异性 C 分子轨道 D 氢键缔合 3、下列哪些是紫外光谱中λmax的影响因素(BCD)

波谱分析

4

A 电负性 B 共轭效应 C 立体效应 D 溶剂 4、化合物在质谱图上出现的主要强峰是 (CD)

A m/z 15 B m/z 29 C m/z 43 D m/z 57

5、某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰, 则该化合物可能为 (ABD) A、 醚 B、 醇 C、 胺 D 、醚或醇

6、某含氮化合物的质谱图上，其分子离子峰m/z为265，则可提供的信息是（ABD ）。

A、该化合物含奇数氮。 B、该化合物含偶数氮，相对分子质量为265。 C、该化合物相对分子质量为265。 D、该化合物含偶数氮。 7、苯在环己烷中的吸收带包括（ABC）。

A 184 B 203 C 256 D 360 四、简答题

1、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。 2、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。

3、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。

2

由于m*＝m2/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。 4、下列化合物OH的氢核,何者处于较低场?为什么?

HCOCH3

OH OH( I ) ( I I )

解:(I)中-OH质子处于较低场，因为-HC=O具有诱导效应．而(II)中甲基则具有推电子效应。 5、解：（１）由于a-, b- 位质子之间的自旋偶合现象，根据（n+1)规律，CH3-质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重峰，同样，亚甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰． （２）由于a-位质子受到羧基的诱导作用比b-质子强，所以亚甲基质子峰在低场出峰（四重峰）． 6、解：碳原子构成有机化合物的骨架，而13C谱提供的是分子骨架最直接的信息，因而对有机化合物结构鉴定很有价值；与氢谱一样，可根据13C的化学位移dC确定官能团的存在．而且，dC比dH大很多，出现在较宽的范围内，它对核所处化学环境更为敏感，结构上的微小变化可在碳谱上表现出来．同时碳谱图中峰的重叠比氢谱小得多，几乎每个碳原子都能给出一条谱线，故对判断化合物的结构非常有利；同时由于不同种类碳原子的弛豫时间相差较大，因而可以借以了解更多结构信息及分子运动情况． 7. 红外光谱产生必须具备的两个条件；

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。

8、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

波谱分析 5

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。

2

由于m*＝m2/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。 9、解：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋－轨道偶合，简称自旋偶合，由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋－自旋裂分，简称自旋裂分．偶合表示质子间的相互作用，裂分则表示由此而引起的谱线增多的现象．由于偶合裂分现象的存在，可以从核磁共振谱图上获得更多的信息，对有机物结构解析非常有利。 10、解：碳原子构成有机化合物的骨架，而13C谱提供的是分子骨架最直接的信息，因而对有机化合物结构鉴定很有价值；与氢谱一样，可根据13C的化学位移dC确定官能团的存在．而且，dC比dH大很多，出现在较宽的范围内，它对核所处化学环境更为敏感，结构上的微小变化可在碳谱上表现出来．同时碳谱图中峰的重叠比氢谱小得多，几乎每个碳原子都能给出一条谱线，故对判断化合物的结构非常有利；同时由于不同种类碳原子的弛豫时间相差较大，因而可以借以了解更多结构信息及分子运动情况． 五、解析题

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

图5-8未知物的13C-NMR谱和质谱

图5-9 未知化合物的红外光谱（IR）

波谱分析 6

图5-10 未知化合物的1H-NMR谱

ONH2 答 H3CCH2C2、某化合物的质谱图如下，推测其可能的结构式。并写出推测过程。

答：

4、按给出结构对图上各个碳信号进行归属。

1 134.4 2 128.2 3 128.9 4 127.0 5 128.9 6 128.2 7 143.0 8 130.4 9 192.7 10 27.2

波谱分析 7

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