北京化工大学2005—2006学年第一学期 《仪器分析》期终考试试卷（标准答案） 班级： 姓名： 学号： 分数： 题号 三 四 总分 得分 、选择题（共10题，20分） 1按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为 (1) (1)苯>共轭烯烃>酮>醇 (2)苯>酮>共轭烯烃>醇 (3)共轭烯烃>苯>酮醇 (4)苯>共轭烯烃>醇>酮 2.并不是所有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 E (1)分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 (2)分子中有些振动能量是简并的 (3)因为分子中有C、H、0以外的原子存在 (4)分子某些振动能量相互抵消了 3.在溴己烷的质谱图中，观察到两个强度相等的离子峰，最大可能的是： (4) (1)mk为15和29 (2)m上为93和15 (3)ml为29和95 (4)m为95和93 4.一种酯类（上116），质谱图上在ml57(100%),ml29(27%)及m43(27%)处均有 离子峰，初步推测其可能结构如下，试问该化合物结构为 E (1)(CH,).CHCOOC,H, (2)CH,CH.COOCH.CH.CH (3)CH,(CH),COOCH, (4)CH,COO(CH )CH, 第1页
班级： 题号 得分 北京化工大学 2005——2006 学年第一学期 《仪器分析》期终考试试卷（标准答案） 姓名： 学号： 分数： 一 二 三 四 总分 一、选择题（共 10 题，20 分） 1.按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为 ( 1) (1) 苯>共轭烯烃>酮> 醇 (2) 苯>酮>共轭烯烃> 醇 (3)共轭烯烃>苯>酮>醇 (4) 苯>共轭烯烃>醇> 酮 2.并不是所有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 (2) (1) 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的 (3)因为分子中有C、H、O 以外的原子存在 (4)分子某些振动能量相互抵消了 3.在溴己烷的质谱图中，观察到两个强度相等的离子峰，最大可能的是： (4) (1) m/z为15 和29 (2) m/z为93 和15 (3) m/z为29 和95 (4) m/z为95 和93 4.一种酯类(M=116), 质谱图上在m/z57(100%), m/z29(27%)及m/z43(27%)处均有 离子峰, 初步推测其可能结构如下, 试问该化合物结构为 (2) (1) (CH3)2CHCOOC2H5 (2) CH3CH2COOCH2CH2CH3 (3) CH3(CH2)3COOCH3 (4) CH3COO(CH2)3CH3 第 1 页
5.下列化合物在红外光谱图上1675~1500cm处有吸收峰的是 (1) (CH;CHaCN (CH3-COo-C=CCH3 OH 6.物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外可见吸收光谱是由(3) (1)分子的振动 (2)分子的转动 (3)原子核外层电子的跃迁 (4)原子核内层电子的跃迁 7.在紫外一可见吸收光谱中，下列具有最大吸收波长的物质是 (3) 人0 2 8.核磁共振氢谱能给出的信息是：(4） (1)质子类型(2)氢分布 (3)氢核间的关系 (4)(1)、(2)和(3) 9.对于=12的原子核，在外加磁场中，存在的特定能级数是(2)。 (1).1 (2).2 (3).3 (4).4 10.一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) CH CHB NO NO 第2页
5.下列化合物在红外光谱图上 1675～1500cm-1处有吸收峰的是 (1) 6.物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外可见吸收光谱是由 （3） （1） 分子的振动 （3） 原子核外层电子的跃迁 （2） 分子的转动 （4） 原子核内层电子的跃迁 7.在紫外－可见吸收光谱中，下列具有最大吸收波长的物质是 O （3） (1) (2) (3) (4) 8.核磁共振氢谱能给出的信息是：（4 （1） 质子类型 （2） 氢分布 ） （3） 氢核间的关系 （4） (1)、(2)和(3) 9.对于 I=1/2 的原子核，在外加磁场中，存在的特定能级数是（2 (1). 1 (2).2 (3). 3 (4). 4 ）。 10. 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) (a) O2N (b) CH3 NO2 CH3 NO2 (c) O2N (d) CH3 NO2 CH3 NO2 NO2 NO2 第 2 页
二、填空题（共10题，20分） 1.若分子A-B的力常数为k,折合质量为4，则该分子的振动频率为 V= 1k 2π上，分子两振动能级跃迁时吸收的光的波长为 =2心 2.相对分子质量的奇偶性与组成分子的元素及原子的数目有关当相对分子质量为偶数时 必含偶数个氨原子；当相对分子质量为奇数时，必含奇数 个氮原子 3 当外加磁场强度B,增加时，对质子来说，由低能级向高能级跃迁时所需能量_增加 4. 分子CH,CH,CH0在3000-2700cm的吸收带是由Vcm VcH: 在1900-1650cm吸收带是由 VC-o 在1475-1300cm吸收带是由 通常有机化合物异构体中，反式异构体的紫外可见最大吸收波长比顺式的大， 摩尔吸收系数大。 6 某试样的质谱图的M和M+2峰的比值为3：1，则分子中一定含有一个 氯原子。 7.某有色物质溶液的浓度为1.0×10-smol/L,以1cm吸收池在最大吸收波长下的吸光度为 0.280,在此波长下该有色物的摩尔吸光系数为2.8×10 异丙基丙酮CH,COCHC(CH),分子中的-π跃迁在氯仿中的吸收波长小于在甲醇中的吸收 长。 9在NMR谱法中，影响化学位移的因素有透导效应共轭效应磁各向是 性效应氢键。 10.紫外可见光分光光度计所用的光源是氘灯和钨灯_两种 三、计算及问答题(30分) 1.已知摩尔质量为168gmo'某化合物，在)-=272nm,2为1.35×10。称取0.250g该化 合物配制成250mL的乙醇溶液，用1cm的吸收池，在272nm处测得A为0.702。求该化合 物的含量？(8分) 解：A=bc∴.0.702=1.34×104×1×c.c=5.2×10-3molL cx025xM×100%-5.2×10-x025x168=87.36% 0.250 0.250 答：该化合物的含量为87.36%
二、填空题（共 10 题，20 分） 1. 若分子 A-B 的力常数为 kA-B,折合质量为 μ A-B,则该分子的振动频率为 _________，分子两振动能级跃迁时吸收的光的波长为_______________________________。 2. 相对分子质量的奇偶性与组成分子的元素及原子的数目有关.当相对分子质量为偶数时, 必含___偶数______个氮原子;当相对分子质量为奇数时,必含____奇数________个氮原子. 3. 当外加磁场强度 B0增加时,对质子来说,由低能级向高能级跃迁时所需能量__增加______. 4. 分子 CH3CH2CHO 在 3000~2700cm-1的吸收带是由__________________________; 在 1900~1650cm-1吸收带是由____________________________________________; 在 1475~1300cm-1吸收带是由_________________________________________。 5. 通常有机化合物异构体中,反式异构体的紫外-可见最大吸收波长比顺式的____大____， 摩尔吸收系数____大____。 6. 某试样的质谱图的 M 和 M+2 峰的 比值为 3：1，则分子中一定含有_一个 氯原子。 7. 某有色物质溶液的浓度为1.0×10－5mol/L，以1cm 吸收池在最大吸收波长下的吸光度为 0.280，在此波长下该有色物的摩尔吸光系数为_________ 8. 异丙基丙酮CH3COCHC(CH3)2分子中的n-π* 跃迁在氯仿中的吸收波长 小 长。 9 在 NMR 谱法中，影响化学位移的因素有诱导效应,共轭效应,磁各向,异 性效应,氢键。 10. 紫外-可见光分光光度计所用的光源是 氘灯 和 钨灯 两种. 三、 计算及问答题（30 分） 于在甲醇中的吸收 1. 已知摩尔质量为 168g·mol-1某化合物，在λmax=272nm,εmax为 1.35×104 。称取 0.250g 该化 合物配制成 250mL 的乙醇溶液，用 1cm 的吸收池，在 272nm 处测得 A 为 0.702。求该化合 物的含量？（8 分） 解：Q = εbcA ∴ 11034.1702.0 ×××= c 4 3 1 102.5 − − ∴c •×= Lmol ％= =87.36％ 答：该化合物的含量为87.36％ 。 μπ 1 k ν = 2 k c μ = 2πλ ν CH 3 ν CH 2 ν C=O CH 3 δ CH2 δ 2 4 ×108. 100 250.0 0 25. × × × Mc 250.0 16825.0102.5 3 ××× −
2.1,1,2-三氯乙烷的低分辨氢核磁共振谱在6=3.95及6，=5.77处出现两个峰（峰1， 峰2)。 ()试估计这两个峰的面积比为多少？ (②)若改用高分辨仪器，得到的核磁共振谱将会出现几个峰？位于何处？(8分) 答：(1)6：6，=2：1 (2)若该用高分辨仪器，6会出现2重峰，62会出现3重峰。 3. 用红外光谱如何区别下面两个化合物：(7) CH3 COOH COOCH3 答：前者含有COOH,羟基特征吸收：yc-01710cm VoH 大宽峰3200-2500cm on 945cm 后者含有酯基，特征吸收：Vc-o=1720cm Vc-0-c出现两个峰1300~1000cm 4.如何正确判断分子离子峰。(7) 答：1.从化合物结构上来判断分子离子峰的强度： 2.氮规律： 3.最高质量峰与其他碎片离子峰之间的质量差是否合理： 4.改变实验条件
2. 1,1,2-三氯乙烷的低分辨氢核磁共振谱在δ 1 = 3.95及δ 2 ＝5.77处出现两个峰（峰 1, 峰 2）。 (1) 试估计这两个峰的面积比为多少？ (2) 若改用高分辨仪器，得到的核磁共振谱将会出现几个峰？位于何处？（8 分） 答： （1）δ 1：δ 2 =2：1 （2）若该用高分辨仪器，δ 1会出现2重峰，δ 2 会出现3重峰。 3. 用红外光谱如何区别下面两个化合物：（7） CH3 COOH CH3 COOCH3 答：前者含有COOH，羟基特征吸收：ν =OC 1710cm-1 ν OH 大宽峰 3200~2500cm-1 δ OH 945cm-1 后者含有酯基，特征吸收：ν =OC =1720cm-1 ν −− COC 出现两个峰 1300~1000cm-1 4. 如何正确判断分子离子峰。（7） 答：1．从化合物结构上来判断分子离子峰的强度： 2．氮规律： 3．最高质量峰与其他碎片离子峰之间的质量差是否合理： 4．改变实验条件
四、谱图解析（共3题，30分） 1.推测分子式为C10的液体未知化合物的结构。其红外谱图如下。 100 1510 0 800800 .c/cm" 答：4=1+95=5>4.由不饱和度推测可能含有苯环 1610cm 148cm 吸收峰为苯环骨架振动→含有苯环 830cm为苯环上6.cm→对位取代 1380cm为甲基变形振动→含有CH, 1630cm为vc-c→含有双键 990cm 为6c→双键为双烯 905cm 由以上推断该化合物结构为 H3C 9=CH2
四、谱图解析（共 3 题，30 分） 1．推测分子式为 C9H10 的液体未知化合物的结构。其红外谱图如下。 答： μ =1+9-5=5>4 ∴由不饱和度推测可能含有苯环 1610cm-1 1510cm-1 吸收峰为苯环骨架振动 ⇒含有苯环 1450cm-1 830cm-1为苯环上δ =CH ⇒对位取代 1380cm-1为甲基变形振动 ⇒含有CH3 1630cm-1为ν =CC ⇒含有双键 990cm-1 为 = δ C ⇒双键为双烯 905cm-1 由以上推断该化合物结构为 H3C C H CH2
2.某化合物的分子式为C,HO,NMR谱如下。R谱表明该化合物结构中有羰基，NMR 谱图中8=11.3还有一吸收峰。试推测其结构，并给出峰归 属。 0.25 0.51 0.51 611.3 8.0706.05.04.03.02.01.0 答：山=1+9-5=5>4说明含有苯环及一个双键或者一个环 峰面积之比（由低场到高场）为：0.25：1.3：0.51：0.51=1：5：2：2 所以相应氢个数之比（由低场到高场）为：1：5：2：2 将各类质子δ值，面积及分裂情况列表格如下： 6 分裂峰 面积比 质子数 可能基团 相邻基团 2.8 三重峰 2 2 CH2 CH2,C=O 4.1 三重峰 2 2 CH2 CH2,0 7.0 多重峰 5 5 苯环 单取代 113 单峰 1 COOH 6为4.1说明没有基团与氧相连，使6值移至低场，ò为2.8，说明该基团与C=0相连，苯环上 有5个氢说明是单取代苯环，因此该化合物结构式为 CH2-
2. 某化合物的分子式为 C9H10O3，NMR 谱如下。IR 谱表明该化合物结构中有羰基，NMR 谱 图 中 δ =11.3 还 有 一 吸 收 峰 。 试 推 测 其 结 构 ， 并 给 出 峰 归 属 。 答： =1+9-5=5>4 说明含有苯环及一个双键或者一个环 峰面积之比（由低场到高场）为：0.25：1.3：0.51：0.51=1：5：2：2 所以相应氢个数之比（由低场到高场）为：1：5：2：2 将各类质子δ 值，面积及分裂情况列表格如下： δ 分裂峰 面积比 质子数 可能基团 相邻基团 2.8 三重峰 2 2 CH2 CH2，C=O 4.1 三重峰 2 2 CH2 CH2，O 7.0 多重峰 5 5 苯环 单取代 11.3 单峰 1 1 COOH δ 为4.1说明没有基团与氧相连，使δ 值移至低场，δ 为2.8，说明该基团与C=O相连，苯环上 有5个氢说明是单取代苯环，因此该化合物结构式为 μ O CH2 CH2 C O OH
3.说明化合物CH,COCH(CH,)CH,CH,在质谱中出现的主要峰(m-91,43,147,162) 开裂途径 胜○一e1○x m162 m/Z 1 m/z43 第4页
3 . 说明化合物 CH3COCH（CH3）CH2C6H5在质谱中出现的主要峰（m/z=91，43，147，162） 开裂途径。 H3C C O C H H2 C CH3 + e H3C C O C H H2 C CH3 + 2e m/z 162 H3C C O C H H2 C CH3 C O C H H2 C CH3 CH3 + m/z 147 H3C C O C H H2 C CH3 H3C C O HC H2 C CH3 + m/z 43 H3C C O C H H2 C CH3 CH2 H3C C O CH CH3 + m/z 91 第 4 页