核磁共振 波谱分析法习题.docx

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1、核磁共振波谱分析法习题一、简答题1 .根据0=H02,可以说明一些什么问题？答：这是发生核磁共振的条件。由该式可以说明：(1)对于不同的原子核，由于磁旋比不同，发生共振的条件不同；即发生共振时。和H。的相对值不同。(2)对于同一种核，当外加磁场一定时，共振频率也一定；当磁场强度改变时，共振频率也随着改变。2 .振荡器的射频为56.4MHz时，欲使团及IH产生共振信号，外加磁场强度各需多少？答：B(IH)=2/=2x3.14159x56.4/2.68=132.2MHZO0B。9F)=23.1415956.42.52=139.52MHzO3 .已知氢核IH蹶邑2.79,磷核P磁矩为1.13,在相同

2、强度的外加磁场条件下,发生核跃迁时何者需要较低的能量？答：设外加磁场为H,则-H发生跃迁需要吸收的电磁波频率为：OH)=2x2.79x5.05x1027xH6.63x10W46.29xlOHSI=46.29HMHz0对于3P核:(P)=21.135.051027H6.631Om=17.21IOeHs=17.21HMHz04 .何谓化学位移?它有什么重要性?在-H-NMR中影响化学位移的因素有哪些？答：由于氢核在不同化合物中所处的环境不同，所受到的屏蔽作用也不同，由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移.由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境密切相关，因此有可能根据化学位移的大小

3、来考虑氢核所处的化学环境，亦即有机物的分子结构特征.由于化学位移是由核外电子云密度决定的，因此影响电子云密度的各种因素都会影响化学位移，如与质子相邻近的元素或基团的电负性，各项异性效应，溶剂效应，氢键等。5 .下列化合物OH的氢核，何者处于较低场?为什么?HI)II)答：（I中OH质子处于较低场，因为-HC=O具有诱导效应。而（中）甲基具有推电子效应.6 .解释在下列化合物中，Ha、Hb的值为何不同？答：Ha同时受到苯环，城基的去屏蔽效应，而Hb则只受到苯环的去屏蔽效应，因而Ha位于较低场.7 .何谓自旋偶合、自旋裂分？它有什么重要性？答：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

4、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.8 .在CH3-CH2-COOH的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组。说明应些峰的产生原因；哪一组峰处于较低场?为什么？答：（1）由于，位质子之间的自旋偶合现象，根据（nl）规律，CH3-质子核磁共振峰被2甲基质子裂分为三重峰，同样，合甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰。（2）由于一位质子受到竣基的诱导作用比-质子强

5、，所以狎基质子峰在低场出峰（四重峰）。9 .简要讨论13CNMR在有机化合物结构分析中的作用。答：碳原子构成有机化合物的骨架，而QC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3C的化学位移C确定官能团的存在。而且，C比H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。10 .影响化学位移的因素有哪些？答：诱导效应、共辗效应、立体

6、效应、磁各向异性效应和溶剂效应。二、选择题1 .自旋核71.i、“B、70s,它们有相同的自旋量子数1=3/2,磁矩弹位为核磁子，u=3.2560,=2.6880,M=1.4349相同频率射频照射，所需的磁场强度H大小顺序为(B)ABBBCBBDBBBBBBBB1.iBAsAsB1.iB1.iAs1.iAs1.i2 .在O-H体系中，质子受氧核自旋-自旋偶合产生多少个峰？(B)A2BIC4D33 .下列化合物的HNMR谱，各组峰全是单峰的是(C)ACH-OOC-CHChB(CH)CH-O-CH(CH)3233232CCH-OOC-Ch-COO-DCHCH-OOC-CHCH-COO-CHCHCH

7、3222233234.一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰,其中一个是单峰,一组是二重峰，一组是三重峰。该化合物是下列结构中的(B)CH3NO2自旋核71.i、“B、rAs,它们有相同的自旋量子数1二3/2,磁矩弹位为核磁子，u=3.2560,=2.6880,AS=1.4349相同频率射频照射,所需的磁场强度H大小顺序为(B)ABBBCBBDBBBBBBBB1.iBAsAsBUB1.iAji1.iAs1.i6 .化创勿Chcochcoochch的.hnmr谱的特点是(D)3223A4个单峰B3个单峰，1个三重峰C2个单峰D2个单峰，1个三重峰和1个四重峰7 .核磁共振波谱法中乙烯、乙快

8、、苯分子中质子化学位移值序是(A)A苯乙烯乙快B乙快乙烯苯C乙烯苯乙快D三者相等8 .在下列因素中，不会使NMR谱线变宽的因素是(B)A磁场不均匀B增大射频辐射的功率C试样的粘度增大D种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大9 .将牛(其自旋量子数1=3/2)放在外磁场中，它有几个能态(B)A2B4C6D810 .在下面四个结构式中哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数？(C).下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是(B)12.核磁共振的弛豫过程是（D）A自旋核加热过程B自旋核由低能态向高能态的跃迁过程C自旋核由高能态返回低能态,多余能量以电磁辐射形式发射出去D高能态自旋核将多余能量

9、以无辐射途径释放而返回低能态三、填空题1. NMR法中影响质子化学位移值的因素有：,2. H的核磁矩是2.7927核磁子，“B的核磁矩是2.6880核磁子，核自旋量子数为3/2,在1.00OT磁场中，H的NMR吸收频率是MHZ,“B的自旋能级分裂为个，吸收频率是MHzo（1核磁=5.0511027JT,h=6.62610“Js）3. 化合物CHO,其红外光谱在1720cm附近有1个强吸收峰，IHNMR谱图上，612有两组单峰=0.9,=2.1,峰面积之比a:b=3:1,a为基团，b为ab基团，其结构式是O4.苯、乙烯、乙快、甲醛，其H化学位移值最大的是最小的是EC的值最大的是最小的是O四、正误

10、判断1核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样,都是基于吸收电磁辐射的分析法。（）2质量数为奇数，核电荷数为偶数的原子核，其自旋量子数为零。（）3自旋量子数I=I的原子核在静磁场中,相对于外磁场,可能有两种取向。（）4氢质子在二甲基勰中的化学位移比在氯仿中要小。（）5核磁共振波谱仪的磁场越强，其分辨率越高。（核磁共振波谱中对于OCH,CCH和NCH,NCH的质子的化学位移最大。（）33337在核磁共振波谱中，偶合质子的谱线裂分数目取决于邻近氢核的个数。（）8化合物CHCHoCH（CH）的IHNMR中，各质子信号的面积比为：9:2:1。（）32329核磁共振波谱中出现的多重峰是由于邻近核的核自旋相互作

11、用。（）0化合物ClCH-CHel的核磁共振波谱中，H的精细结构为三重峰。（）2-2-苯环和双键氢质子的共振频率出现在低场是由于2子的磁各向异性效应。（）碳谱的相对化学位移范围较宽（0-200）,所以碳谱的灵敏度高于氢谱。（）B氢键对质子的化学位移影响较大,所以活泼氢的化学位移在一定范围内变化。（）U在宽带去偶碳谱中，不同类型的碳核产生的裂分峰数目不同。（）5自由衰减信号（FID）是频率域信号。（）核磁共振波谱分析法习题解答三、填空题1.诱导效应；共观效应（或以上两条合并成“电子效应”也可以）；磁各向异性效应；氢键的生成；溶剂效应。叔丁基中的三个甲基CH-;CHC=O中甲基;33结构式是：Cl

12、h甲醛；乙快；甲醛；乙快。四、正误判断红外光谱分析法试题一、简答题1 .产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?解:条件:激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化.并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱.2 .以卿基为例说明分子的基本振动模式.解：（1）对称与反对称伸缩振动：（2）面内弯曲振动：（3）面外弯曲振动：3 .何谓基团频率？它有什么重要用途？解:与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率,基团频率大多集中在4000-1350Cm；1称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团.4 .红外

13、光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程.解：基本依据：红外对有机化合物的定性具有鲜明的特征性，因为每一化合物都有特征的红外光谱,光谱带的数目、位置、形状、强度均随化合物及其聚集态的不同而不同。定性分析的过程如下：试样的分离和精制；了解试样有关的资料；（3）谱图解析；（4）与标准谱图对照;（5电机检索5 .影响基团频率的因素有哪些？解:有内因和外因两个方面.内因:电效应,包括诱导、共扼、偶极场效应；（2）锄；（3）振渊合；（4）费米共振；（5）立体阑I;（6）环张力。外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。6 .何谓指纹区？它有什么特点和用途？解：在IR光谱中，频率位于

14、1350-650Cm-I的低频区称为指纹区.指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照，以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的.二、选择题1 .在红外光谱分析中，用KBr制作为试样池，这是因为（C）AKBr晶体在4000-400cm-1范围内不会散射红外光BKBr在4000-400Cm-1范围内有良好的红外光吸收特性CKBr在4000400cm-1范围内无红外光吸收D在4000400Cm-I范围内，KBr对红外无反射2 .一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为（D）A玻璃B石英C卤化物晶体D有机玻璃3 .并不是所有

15、的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为（B）A分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂B分子中有些振动能量是简并的C因为分子中有C、H、O以外的原子存在D分子某些振动能量相互抵消了4 .下列四种化合物中，城基化合物频率出现最低者为（D）AIBIICIIIDIV5 .在下列不同溶剂中，测定竣酸的红外光谱时，C=O伸缩振动频率出现最高者为（A）A气体B正构烷运C乙醛D乙酹6 .水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动？（C）A2个，不对称伸缩B4个，弯曲C3个，不对称伸缗D2个，对称伸缩7 .苯分子的振动自由度为（C）A18B12C30D318 .在以下三种分子式中C=C双键

16、的红外吸收哪一种最强？（1）CH3-CH=CH2（2）CH3-CH=CH-CH3（顺式）（3）CH-CH=CH-CH3（反式）（A）3A（I）最强B（2）最强C（3）最强D强度相同9 .在含城基的分子中，增加茨基的极性会使分子中该键的红外吸收带（B）A向高波数方向移动B向低波数方向移动C不移动D稍有振动10 .以下四种气体不吸收红外光的是（D）AH2OBCO2CHClDN211 .某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含城基则该化合物可能的分子式为（D）AC4H8OBC3H4O2CC3H6NOD或2）12 .红外吸收光谱的产生是由于（B）A分子外层电子、振动、转动能级的沃迁B

17、原子外层电子、振动、转动能级的沃迁C分子振动-转动能级的跃迁D分子外层电子的能级跃迁13 .。婚在红外光谱图上基频吸收峰的数目为（A）A0B1C2D314 .红外光谱法试样可以是（A）A水溶液B含游离水C含结晶水D不含水15 .能与气相色谱仪联用的红外光谱仪为（C）A色散型红外分光光度计B双光束红外分光光度计C傅里叶变换红外分光光度计D快扫描红外分光光度计16 .试比较同一周期内下列I兄的伸缩振动（不考虑费米共振与生成氢键）产生的红外吸收峰,频率最小的是（A）AC-HBN-HCO-HDF-H17 .已知下列单键伸缩振动中C-CC-NC-施力常数k（N?Cm-I）4.55.8毋收峰波长66.46

18、6.8SC-C,C-N,C键）振动能级之差/E顺序为（A）AC-CC-NC-OBC-NC-OC-CCC-CC-OC-NDC-OC-NC-C18 .一个含氧化合物的红外光谱图在36003200cm-1有吸收峰,下列化合物最可能的是（C）ACH3-CHOBCH3-CO-CH3CCH3-CHOH-CH3DCH3-0-CH2-CH319 .用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是（B）A单质B纯物质C混合物D任何试样20 .下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是（C）A凡极性分子的各种振动都是红外活性的,非极性分子的各种振动都不是红外活性的B极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的C分子的偶极矩在

19、振动时周期地变化,即为红外活性振动D分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化,必为红外活性振动,反之则不是三、填空题J在分子的红外光谱实验中,并非每一种振动都能产生一种红外吸收带,常常是实际吸收带比预期的要少得多。其原因是(1)；(2)；(3);(4卜21 化剂OP-Io的化学名称为：烷基酚聚氧乙烯酶.化学式R谱图中标记峰的归属:a_,b_,c,d_22 合物的红外光谱图的主要振动吸收带应为：(l)35003100cm-1处,有振动吸收峰(2)30002700Cm-I处,有振动吸收峰(3)19001650Cm-1处,有振动吸收峰(4)1475-1300cm-处,有振动吸收峰23 在苯的红外吸收光谱

20、图中(1) 33003000cm-1处,由振动引起的吸收峰(2) 16751400Cm-I处,由振动引起的吸收峰(3) 1000650Cm-I处,由振动引起的吸收峰24 在分子振动过程中，化学键或基团的不发生变化，就不吸收红外光。25 匕曲C=CH)C=微的伸缩振动，谱带强度更大的是。26 氢键效应使OH伸缩振动谱带向波数方向移动。27 一般多原子分子的振动类型分为振动和振动。28 红外光区位于可见光区和微波光区之间，习惯上又可将其细分为、和三个光区。29 .在红外光谱中，通常把40001500cm-1的区域称为区，把1500-400Cm-1的区域称为区。11 .根据Frank-Condon原

21、理，分子受到红外光激发时发生分子中能级的跃迁；同时必然伴随分子中能级的变化。12 .红外吸收光谱是地反映分子中振动能级的变化；而拉曼光谱是地反映分子中振动能级的变化。13 .红外光谱仪可分为型和型两种类型。14 .共扼效应使C=O伸缗振动频率向波数位移;诱导效应使其向波数位移。波谱分析试题(C)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、弛豫时间;4、碳谱的Y-效应;5、麦氏重排二、选择题：每题1分，共20分1、频率（MHZ）为4.47wnppm图4-1C5H7O2N的IH-NMR谱图13 .某化合物C6H2-QM3(I16.由核磁共振图（图45）,推断Cl

22、oHM的结构。图45CIoHl4的IH-NMR谱图17 .由核磁共振图（图46）,推断CUHl6。的结构。illi11110876543210CP-01-ft4(lppm18 .由核磁共振图（图47）,推断CIoH口。2的结构。19 .由核磁共振图（图48）,推断Cg/O的结构。JilII1I1II,IIFIFIII,I11109876543210ppm20 .某未知物分子式CgHmO,其红外光谱在3300Cmj附近是宽吸收带,在1050CmJ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4-9CgHiQ的IH-NMR谱图部分习题参考答案一、选择题15(1)(2)(2)(1)(2)

23、;二、解答及解析题12.O-N一14.b-O-16.CCH3-CH2-CT61013.CHqCWO、OHCH-CHQ2UHC氐CH1.o/15.CH3。ch3s.IIl-CH2CH3chC-CH2-C-CH317.田3E3!一C-CH2-CH3T-CHa18.20.CH5(CH2)4CH2OH第五章质谱一、选择题3、二滨乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为(杨辉三角)(1)1：1：1(2)2：1：1(3)1：2：1(4)1：1：25.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7、在有机质谱中使用的离子源有哪几种？

24、各有何特点？9、试确定下述已知质荷比离子的可能存在的化学式：(1) m/z为71,只含C、H、。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醛的分子离子式。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、试解释浸乙烷质谱图中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,问其分稳离子的m/z是多少？17、试解释环己烷质谱图中产生m/z分别为84、69、56、41离子峰的原因？18、某有机

25、化合物(M=140)其质谱图中有m/z分别为83和57的离子峰，试问下述哪种结构式与上述质谱数据相符合？20、某有机物可能是乙基正丁基酸或甲基正戊基曩，其质谱图上呈现离子峰的m/z分别为102、87、73、59、31,试确定其为何物？21、在碘乙烷的质谱图中呈现m/z分别为156、127、29的离子峰，试说明其形成的机理。22、在丁酸甲酯的质谱图中呈现m/z分别为102、71、59、43、31的离子峰,试说明其碎裂的过程。23、某酯(M=II6)的质谱图上呈现m/z(丰度)分别为57(100%)、43(27%)和29(57%)的离子峰，试确定其为下述酯中的哪一种。(1)(CH3)2CHCOOC

26、2H5;(2)CH3CH2COOCH2CH2CH3;(3)CH3CH2CH2COOCH324、某化合物(M=138)的质谱图中呈现m/z为120的强离子峰，试判断其为下述两种化合物中的哪一种？25、某酯(M=I50)的质谱图中呈现m/z为118的碎片峰，试判断其为下述两种化合物中的哪一种？26、已知某取代苯的质谱图如下图所示，试确定下述4种化合物的哪一种结构与谱图数据相一致？(主要考虑m/z分别为119,105和77的离子峰)1-28、某未知后类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式。29、某未知后类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式并说明谱图的主要特点。30.某未知后类化合物的质谱如下图所示

27、，写出其结构式并说明谱图的主要特点。部分习题参考含案一、选择题15、(2)、(3)、(2)、(3)二、解答及解析题9.(1)C4H7O或C3H3O2(2)CH3N3或C2H5N2或C3(N(3)C4H1010.苯环己烷Il11.环己酮：环己酮或I、/甲基乙烯基酸：ICHOJi=CH.ICH3-O-CH-CH2ICH3-O-CH-CH212、CH3CH2.CH3CH3CH2+CH3-ZZ29CH3CH2，CH3CHmCH2+CH34m/z1513、CHqCH2+Br-CCHBrCH2+CH2Br-CH3，+CH2Br9(CH2Bf1)m/z81mfz93犷二遮1.蛔=91.914,12017、.

28、fn/z的18.结构与(1)相符合。20.其为乙基正丁基酸，mzl02为分子离子峰C八八C2H5*-timz=73xo八/+CW,*,tnz=39I_，1_-CH2=OH+C2H421. mzl56为CH3CH2I的分子离子峰c2+Ic2h+mz=127c2+*1C2H5+mz=2922. mzl02为丁酸甲酯的分子离子峰(1)Rc3h7-goch31.c3h7-to+3cH3,mz=711一CjH74+COm=43(2)OCHczch1.3H7-U-UlH3(3)C3H-O+0CH3mz=71-H/+COmz=43toCUJ0*.HCrH-4-U-HbJSH尸U-U1.3UUU3IS11/T

29、nf=59(4)(4)OOI+.1.上C5H7-G-OCH3C=OCH3+C3Hfmz=59(5) (5)t而C5H7-(0CH3C3H7-j-OCH3。闻CH3O-mz=43(6) (6)C5H7-C-OCH3-c3-OCH3C3H7(O+OCH3m=3(7) (7)01 -.CjhT-OCH3C3H7C=O+0CH3m=3123 .为(2)CH3CH2COOCh2CH2CH3由于开裂生成：。汨=mz57;C3Hmz43;C2Hmz2924 .为(1)CH5OH26、结构（4）与谱图相一致mz119相当于节基离子开裂失去CH3mzlO5相当于节基离子开裂失去C,H5mz77为乙烯基开裂后的产

30、物C6H5+X为3甲基戊烷：CH3CH9CH（CH3）CH9CH329为公苯基丙烯：C6H5CCH=CH,D为苯乙快：C6H5CCH32.为硝基苯：C6H5NOotz77为CfHs+c6h5-no2c6h5NO2.核磁共振谱习题选择题1.以下五种核，能用以做核磁共振实验的有（ACE）A:19F9B:12C6C:136D：16。8E：IHI2 .在IOOMHZ仪器中，某质子的化学位移=lppm,其共振频率与TMS相差（A）A:IOOHzB:IOOMHzC:IHzD:50HzE:200Hz3 .在60MHZ仪器中，某质子与TMS的共振频率相差120Hz则质子的化学位移为（E）A:1.2ppmB:1

31、2ppmC:6ppmD:IOppmE:2ppm4 .测试NMR时，常用的参数比物质是TMS,它具有哪些特点（ABCDE）A:结构对称出现单峰B:硅的电负性比碳小C:TMS质子信号比一般有机物质子高场D:沸点低，且容易溶于有机溶剂中E:为惰性物质5.在磁场中质子周围电子云起屏蔽作用，以下说法正确的是（ACDE）A:质子周围电子云密度越大，则局部屏蔽作用越强B:质子邻近原子电负性越大，则局部屏蔽作用越强C:屏蔽越大，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6越小6.对CH3CH2OCH2CH3分子的核磁共振谱，以下几种预测正确的是（ACD）A:CH2质亍周围电子云密度低于CH?质子B:谱线将出现四个信号C:谱上将出现两个信号DCH3CH27. CH3CH2CI的NMR谱，以下几种预测正确的是（D）A: C田中房子比CH3中质子共振磁场高B: CH；中质子比C为中质子共振频率高C: CH）中质子比CH3中质子屏蔽常数大D: CHl中质子比CH3中质子外围电子云密度小E: CH,中质子比CH?中质子化学位移值小F: 下面五个化合物中，标有横线的质子的最小的是（A）A:CH4B:CH3FC:CH