波谱解析
-
2023年3月3日发(作者：地勘收费标准)(5*4分=20分)
1.波谱学：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。
。(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：(C)
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：(D)
A、玻璃B、石英C、红宝石D、卤化物晶体
3.预测H
2
S分子的基频峰数为：(B)
A、4B、3C、2D、1
4.若外加磁场的强度H
0
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
5.下列哪种核不适宜核磁共振测定：(A)
A、12CB、15NC、19FD、31P
6.在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了(B)
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(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
8.下列化合物按1H化学位移值从大到小排列(C)
2=.
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)
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：(B)
A．B.C.D.
(5*5分=25分)
1．红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？
答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E
光
＝△E
ν
，二是分子在振动过程
中偶极矩的变化必须不为零
2.影响物质红外光谱中峰位的因素有哪些？
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.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。
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？
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.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。
(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BrCl?不含BrCl。
(2)分子中是否含有S?无S。
(3)试确定其分子式为C3H4O2。
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)？没有。
(2)有没有苯环有。
(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
答：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
O
。
O
含有羰基，结合其不饱和度=1可推知是
一、解释下列名词(每题2分，共10分)
1、摩尔吸光系数；浓度为1mol/L，光程为1cm时的吸光度
2、非红外活性振动；分子在振动过程中不发生瞬间偶极矩的改变
3、弛豫时间；高能态的核放出能量返回低能态，维持低能态的核占优势，产生NMR
谱，该过程称为弛豫过程，所需要的时间叫弛豫时间
4、碳谱的γ-效应；当取代基处在被观察的碳的γ位，由于电荷相互排斥，
被观察的碳周围电子云密度增大，δ
C
向高场移动
5、麦氏重排：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C
α
－C
β
键的断裂
二、选择题：每题1分，共20分ACCAAACDBBADBDBBBCBC
1、频率(MHz)为4.47×108的辐射，其波长数值为(A)
A、670.7nmB、670.7C、670.7cmD、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(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﹡
5、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
6、CH
3
-CH
3
的哪种振动形式是非红外活性的(A)
A、ν
C-C
B、ν
C-H
C、δas
CH
D、δs
CH
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：(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、卤化物晶体
9、预测H
2
S分子的基频峰数为：(B)
A、4B、3C、2D、1
10、若外加磁场的强度H
0
逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃需
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、12CB、15NC、19FD、31P
12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位移值最大()
A、–CH
2
CH
3
B、–OCH
3
C、–CH=CH
2
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：()
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
14、确定碳的相对数目时，应测定()
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
15、1J
C-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
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？()
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：()
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：()
A、1:1:1B、2:1:1C、1:2:1D、1:1:2
19、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
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()
A、紫外和核磁B、质谱和红外C、红外和核磁D、质谱和核磁
三、回答下列问题(每题2分，共10分)
1、红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？
答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E
光
＝△E
ν
，二是分子在振动过程
中偶极矩的变化必须不为零
2、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
3、核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？
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。
4、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
5、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？
答：离子m
1
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m
2
。这个m
2
与在电离室中产生的m
2
具有相同的质量，但受到同m
1
一样的加速
电压，运动速度与m
1
相同，在分离器中按m
2
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。
由于m*＝m
2
2/m
1
，用m*来确定m
1
与m
2
间的关系，是确定开裂途经最直接有效的
方法
四、推断结构(20分)
某未知物的分子式为C
9
H
10
O
2
，紫外光谱数据表明：该物λ
max
在264、262、257、
252nm(ε
max
101、158、147、194、153)；红外、核磁、质谱数据如图4-1，图4-2，图
4-3所示，试推断其结构。
图4-1未知物C
9
H
10
O
2
的红外光谱图
图4-2化合物C
9
H
10
O
2
的核磁共振谱
图4-3化合物C
9
H
10
O
2
的质谱图
答：
五、根据图5-1~图5-4推断分子式为C
11
H
20
O
4
未知物结构(20分)
图5-1未知物C
11
H
20
O
4
的质谱、紫外数据和元素分析数据
图5-2未知物C
11
H
20
O
4
的红外光谱
图5-3未知物C
11
H
20
O
4
的13CNMR谱
图5-4未知物C
11
H
20
O
4
的1HNMR谱
答：
六、下图为如下结构化合物的13C谱和DEPT谱，请在其结构式上标明与13C谱峰号
相对应的C原子编号。(20分)。
图6-1化合物的13C谱和DEPT谱
(a)常规质子去偶13C谱；(b)所有质子相连的碳；
(c)DEPT-90谱，只有CH峰；(d)DEPT-130谱，CH、CH
3
为正峰
，CH
2
为负峰；
答：
(5*3分=15分)
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.扫场法：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m
1
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m
2
。这个m
2
与在电离室中产生的m
2
具有相同的质量，但受到同m
1
一样
的加速电压，运动速度与m
1
相同，在分离器中按m
2
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*＝m
2
2/m
1
：
4.生色团：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。
。(10*2分=20分)CCCDBBCADC
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：
3300-2500cm-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、4B、5C、6D、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、4B、3C、2D、1
6.下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是()
A、B、C、D、
O
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分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目
A0B1C2D3
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
C高真空热电偶
B光电倍增管
D无线电线圈
(15*1分=15分)
1、质谱(MS)仪器中，单聚焦质量分析器只实现了方向聚焦聚焦，而双聚焦质量分
析器既实现了方向聚焦聚焦，又实现了能量聚焦聚焦。
2、弛豫过程对于核磁共振信号的观察很重要，弛豫过程一般分为自旋-晶格弛豫、自
旋-自旋弛豫。
3、酮类化合物易发生α断裂和i断裂，长链脂肪酮还容易发生麦氏重排，写出2-
O
戊酮()发生上述三种变化产生的离子及其质荷比CH3CH2CH2+m/z:43、
OH
CH3+m/z:15、CH3C≡O+m/z:43、CH3CH2CH2C≡O+m/z:71、m/z:58等。
4、影响红外光谱中基团频率位移的因素有电子效应、空间效应、氢键。此外，振动耦
合、费米共振等也会使振动频率位移。
(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？
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.简述质谱分析法中怎样判断分子离子?
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.解释何谓红移，何谓蓝移？
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.试说明苯酚和环己醇的红外光谱有何不同。
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
(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。
答：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)，
CH2OH
740(cm-1)苯环单取代C-H面外弯曲振动。故其结构为：
2.某未知物元素分析数据表明：C60%、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
C
5
H
10
O
2
O
H
CH3
CH3O
H