波谱分析考试题.pdf
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1、第二章:紫外吸收光谱法一、选择1.频率(MHz)为 4.47 108的辐射,其波长数值为(1)670.7nm (2)670.7 (3)670.7cm(4)670.7m 2.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)*(2)*(3)n*(4)n*5.*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
2、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
3、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*跃迁波长红移?而使羰基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*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
4、,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 kJmol-1为单位表示)。
5、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189nm 和 280nm,分别属*跃迁和 n*跃迁,计算,n,*轨道之间的能量差。23.画出酮羰基的电子轨道(,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1=256nm,2=305nm,而用 A的己烷溶液测得吸收带波长为1=248nm、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)
6、在=235nm有强吸收,=1.20 104,(b)在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=240nm,=13104 及=319nm,=50 两个吸收带,此化合物中含有什么基团?有何电子跃迁?27.1,2-二苯乙烯()和肉桂酸()这一类化合物,在一定条件下可能出现不同的K吸收带,试证明其原因。28.乙酰丙酮在极性溶剂中的吸收带=277nm,=1.9 103,而在非极性溶剂中的吸收带=269nm,=1.21 104,请解释两吸收带的归属及变化的原因。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
7、尔吸光系数的范围。(1)(2)(3)(4)30.化合物 A和 B在环己烷中各有两个吸收带,A:1=210nm,1=1.6 104,2=330nm,2=37。B:1=190nm,=1.0 103,2=280nm,=25,判断化合物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*跃迁的 K吸收带波长分别为225nm,237nm,349nm和 267nm,请找出它们对应的化合物。(1)(2)(3)(4)32.计算下列化合物在乙醇溶液中的K吸收带波长。(1)(2)(3)33.推测下列二取代苯的K吸收带波长。(1)(2)(3)(4)34.已知化合物的分
8、子式为C7H10O,可能具有 ,不饱和羰基结构,其 K吸收带波长=257nm(乙醇中),请确定其结构。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。在乙醇中=288nm,=1.9 104 在乙醚中=277nm,=2.06 104在稀 HCl 中=230nm,=1.06 10436.某化合物的=2.45 105,计算浓度为2.50 10-6molL-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=265nm处的=1.22 104,现用 2cm吸收池测得氯苯在己烷中的吸光度A=0.448,求氯苯的浓度。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
9、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=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 1=225nm和2=270nm处的吸光度,得 A1=0.766,A2=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=821
10、0,270=1090,咖啡因 225=5510,270=8790。摩尔质量:乙酰水杨酸为 180 g mol-1,咖啡因为194 g mol-1)。第三章红外吸收光谱法一、选择题1.CH3CH3的哪种振动形式是非红外活性的(1)C-C(2)C-H(3)asCH(4)sCH2.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(1)诱导效应(2)共轭效应(3)费米共振(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(1)玻璃(2)石英(3)红宝石(4)卤化物晶体4.预测 H2S 分子的基频峰数为(1)4 (2)3 (3)2 (4)1 5.下列官
11、能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是(1)(2)CC(3)(4)OH 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),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-OC-NC-C;C-C C-NC-O;C-NC-CC-O;C-NC-O
12、C-C;C-OC-CC-N 5.对于 CHCl3、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 CDCl3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、CC 的伸缩和振动吸收波长分别为7.0m,6.0 m 和 4.5m。按照键力常数增加的顺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。(1)CH3-CH3;(2)CH3-CCl3;(3
13、)CO2;(4)HCCH(5)(6)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?11.羰基化合物、中,C=O 伸缩振动出现最低者为、;、12.化合物中只有一个羰基,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,哪一种数据所涉及的红外光谱区域能包括的吸收带:(1)30002700 cm-116751500
14、 cm-114751300 cm-1;(2)30002700 cm-124002100 cm-11000650 cm-1;(3)33003010 cm-116751500 cm-114751300 cm-1;(4)33003010 cm-119001650 cm-114751300 cm-1;(5)30002700 cm-119001650 cm-114751300 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吸收峰,为什么?14.试用红外光谱区别下列异构体:(1)和(2)和CH3CH2CH2CHO(3)和15.某化合物经取代后,生成的取
15、代产物有可能为下列两种物质:N C-NH2+-CH-CH2OH()HN CH-NH-CO-CH2-()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)C5H8O418.乙醇的红外光谱中,羟基的吸收峰在3333 cm-1,而乙醇的1%CCl4溶液的红外光谱中羟基却在3650 cm-1和 3333 cm-1两处有吸收
16、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1.40ppm(3H)有三重峰,3.48ppm(2H)有单峰,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,写出预测的结构。22.某化合物A,分子式为C8H16,它的化学性质如下:(1)(2)(3)(4)化合物 E 的 NMR 谱中 0.9ppm 处有 9 个质子产生的单峰。其红外光谱见下图,试确定A、B、
17、C、D、E 各化合物结构。23.分子式为C9H10O 的某个化合物,其红外光谱上显示有羰基、对位二取代苯环两个结构单位。试问分子中所有的不饱和单位是否均由该两已知结构单位给出?剩余单位的分子式是什么?剩余结构单位可能有什么?24.请由下列事实,估计A 为何物?在化合物C 的红外光谱中2720 cm-1、2820 cm-1、1715 cm-1、1380 cm-1有特征吸收带,化合物E 红外光谱中 3500 cm-1有一强吸收带,化合物A 不能使溴水褪色。25.无色液体,分子量89.09,沸点 131,含 C、H 和 N。红外光谱特征吸收为(cm-1):2950(中)、1550(强)、1460(中
18、)、1438(中)、=1380(强)、1230(中)、1130(弱)、896(弱)、872(强),(纯液体涂层),试推断未知物为何物?26.某化合物,沸点为159161,含氯而不含氮和硫,它不溶于水、稀酸、稀碱以及冷的浓硫酸,但能溶于发烟硫酸,它与热的硝酸银醇溶液不发生沉淀。用热的高锰酸钾溶液处理时,可使化合物慢慢溶解,如此所得溶液用硫酸酸化,得到一个中和当量为1571 的 沉淀物,其红外显示1600、1580、1500、742 cm-1有强峰,试推测其结构。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 77,试推断其结构。28.一个具有中和当量为1361 的酸
19、 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831,其红外光谱见下图,紫外吸收峰max甲醇=256nm,问 A 为何物?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 Al2O3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1521
20、,红外光谱如下图所示。试推断A 的结构。30.一个化合物分子式为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.下列哪种核不适宜核磁共振测定(1).12C (2).15N (3)19F (4)31P 3.下列化合物中哪些质子属于磁等
21、价核(1)HaHbC=CFaFb(2)CHaHbF(3).RCONHaHb(4)4.苯环上哪种取代基存在时,其芳环质子化学位移最大(1)CH2CH3(2)OCH3(3)CH=CH2(4)CHO 5.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6.在通常情况下,在核磁共振谱图中将出现几组吸收峰(1)3 (2)4 (3)5 (4)6 7.化合物 PhCH2CH2OCOCH3中的两个亚甲基属于何种自旋体系(1)A2X2(2)A2B2(3)AX3(4)A
22、B 8.3 个不同的质子Ha、Hb、Hc,其屏蔽常数的大小为bac。则它们的化学位移如何?(1)abc(2)bac(3)cab(4)bca9.一化合物经元素分析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.下列化合物中,甲基质子化学位移最大的是(1)CH3CH3(2)CH3CH=CH2(3)CH3CCH (4)CH3C6H511.确定碳的相对数目时,应测定(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12.1JCH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13.下列化合物中羰基碳化
23、学位移C最大的是(1)酮(2)醛(3)羧酸(4)酯14.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)COLOC 15.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1.下列哪个核没有自旋角动量?Li37,He24,C6122.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?4.在下列 A、B 系统中,哪个有圈的质子在高场共振?为什么?A 、B 、5.使
24、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?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(H11),磷核磁矩为1.13(p1531),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
25、中,苯环质子的信号都向低场移动。.间位和对位质子在 值 7.40,而邻位质子的值却在7.85 左右,为什么?10.以 CH3-CH2-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 B C D 12.一化合物分子式为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C6H12Cl2O2的1H 谱如下图4-2 所示,试推断化合物结构式。图 4-2 C6H12Cl2O2的1H 谱图14.
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