专题13 红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表题(典题特训)-2019届高考化学图表题专项突破(解析版)
专题13 红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表题
【高考真题训练】
1．（2016年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学（海南卷)）下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为2?1的有
A．乙酸甲酯 B．对苯二酚 C．2-甲基丙烷 D．对苯二甲酸
【解析】A．乙酸甲酯结构简式为CH3COOCH3，两个甲基所处化学环境不同，故分子中有2种H原子，原子数目之比为3：3，故A错误；B．对苯二酚()中含有2种氢原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为2：1，故B正确；C．2-甲基丙烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3，中含有2种氢原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为9：1，故C错误；D．对苯二甲酸()中含有2种氢原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为2：1，故D正确；故选：BD。
2．（2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学（浙江卷)）某兴趣小组以苯和乙烯为主要原料，采用以下路线合成药物普鲁卡因：
已知：
（1）对于普鲁卡因，下列说法正确的是________。
A．可与浓盐酸形成盐B．不与氢气发生加成反应
C．可发生水解反应D．能形成内盐
（2）写出化合物B的结构简式________。
（3）写出B→C反应所需的试剂________。
（4）写出C＋D→E的化学反应方程式________。
（5）写出同时符合下列条件的B的所有同分异构体的结构简式________。
①分子中含有羧基
②1H－NMR谱显示分子中含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢原子
（6）通常采用乙烯为原料制得环氧乙烷后与X反应合成D，请用化学反应方程式表示以乙烯为原料制备X 的合成路线(无机试剂任选)。
【答案】（1）A、C
（2）
（3）酸性KMnO4溶液
（4）+HOCH2CH2N(CH2CH3)2
+H2O
（5）、、
（6）CH2=CH2+HCl—→CH3CH2Cl，2CH3CH2Cl+NH3—→HN(CH2CH3)2+2HCl
【解析】有和CH2=CH2化合生成A：。根据普鲁卡因对位结构确定B是
；再进一步氧化侧链，用酸性高锰酸钾溶液，得到C是。（5） B的同分异构体中：①分子中含有羧基，即-COOH；N原子只能与碳原子相连；②1H－NMR谱显示分子中含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢原子，说明两个侧链是对位结构。
3．（2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学（新课标I卷)〔化学—选修5：有机化学基础〕(15分)
席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G的一种路线如下：
已知以下信息：
①
②一摩尔B经上述反应可生居二摩尔C，且C不能发生银镜反应。
③D属于单取代芳烃，其相对分子质量为106。
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的
⑤
回答下列问题：
（1）由A生成B的化学方程式为，反应类型为
（2）D的化学名称是，由D生成E的化学方程式为：
（3）G的结构简式为
（4）F的同分异构体中含有苯环的还有____种（不考虑立体异构）。其中核磁共振氢谱中有4组峰，且面积比为6：2：2：1的是_______。（写出其中的一种的结构简式）。
（5）由苯和化合物C经如下步骤可合成N-异丙基苯胺。
反应条件1所选择的试剂为____________；反应条件2所选择的试剂为________；I的结构简式为
_____________。
【答案】（1）,消去反应；
（2）乙苯；
（3）；
（4）19；；；。
（5）浓硝酸、浓硫酸、加热50℃～60℃；Fe/稀HCl；
【解析】A的分子式为C6H13Cl，为己烷的一氯代物，在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应得到B，
1mol B发生信息①中氧化反应生成2mol C，且C不能发生银镜反应，B为对称结构烯烃，且不饱和C原子没有H原子，故B为（CH3）2C=C（CH3）2，C为（CH3）2C=O，逆推可知A为（CH3）2CH-CCl（CH3）2．D属于单取代芳烃，其相对分子质量为106，D含有一个苯环，侧链式量=106-77=29，故侧链为-CH2CH3，D为
，核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢，故D发生乙基对位取代反应生成E为，由F的分子式可知，E中硝基被还原为-NH2，则F为，C与F 发生信息⑤中反应，分子间脱去1分子水形成N=C双键得到G，则G为，
（1）A发生消去反应生成B，反应方程式为C（CH3）2Cl-CH（CH3）2+NaOH C（CH3）2=C（CH3）2+NaCl+H2O，该反应为消去反应，故答案为：C（CH3）2Cl-CH（CH3）2+NaOH C（CH3）2=C（CH3）2+NaCl+H2O；消去；（2）E为，其名称是对硝基乙苯，D发生取代反应生成E，反应方程式为
+HNO3+H2O，故答案为：对硝基乙苯；
+HNO3+H2O；
（3）通过以上分析知，G结构简式为，故答案为：；（4）F为，含有苯环同分异构体中，若取代基为氨基、乙基，还有邻位、间位2种，若只有一个取代基，可以为-CH（NH2）CH3、-CH2CH2NH2、-NH-CH2CH3、-CH2NHCH3、-N（CH3）2，有5种；若取代为2个，还有-CH3、-CH2NH2或-CH3、-NHCH3，各有邻、间、对三种，共有6种；若取代基有3个，即-CH3、-CH3、-NH2，2个甲基相邻，氨基有2种位置，2个甲基处于间位，氨基有3种位置，2个甲基处于对位，氨基有1种位置，共有2+3+1=6种，故符合条件的同分异构体有：2+5+6+6=19，其中核磁共振氢谱为4组峰，且面积比为6：2：2：1，说明含有2个-CH3，可以是，
故答案为：19；。
（5）由苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下得到H为硝基苯，硝基苯在Fe粉/盐酸条件下还有得到I为，再与（CH3）2C=O反应得到，最后加成反应还原得到，故反应条件1所选用的试剂为：浓硝酸、浓硫酸，反应条件2所选用的试剂为：Fe粉/稀盐酸，I的结构简式为，
故答案为：浓硝酸、浓硫酸；Fe粉/盐酸；。
【变式训练】
1．已知某有机物A的核磁共振氢谱如上图所示，下列说法中，错误的是( )
A．若 A的分子式为C3H6O2，则其结构简式为CH3COOCH3
B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D．若A的化学式为C3H6O2，则其同分异构体至少有三种
【答案】A
【解析】核磁共振氢谱中有几个峰就有几种H原子，峰的面积之比等于H原子数目之比，有机物C3H6O2的PMR 谱有三个信号蜂，其强度比为3：2：1，分子中有3种化学环境不同的H原子，且H原子数目依次为3、2、1。A.核磁共振氢谱中有3个峰，有3种H原子，A错误； B.核磁共振氢谱中有几个峰就有几种H原子，峰的面积之比等于H原子数目之比，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子，且个数之比为1：2：3，B正确；C.核磁共振氢谱能确定H原子的种类，仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数，C正确；D.若A的化学式为C3H6O2，该物质可能是CH3CH2COOH、CH3COOCH3、HCOOCH2CH3、、
等，因此其同分异构体至少有三种，D正确；
故合理选项是A。
2．有机物乙(分子式为C3H6O3)可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。纯净的乙为无色粘稠液体，易溶于水。乙的核磁共振氢谱如图，则乙的名称为______________
【答案】羧基2-羟基丙酸或乳酸
【解析】从核磁共振则氢谱分析，该物质含有四种氢原子，且比例为1:1:1:3，说明含有一个甲基，结构简式为CH3CH(OH)COOH，名称为2-羟基丙酸或乳酸。
3．某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%、含氢为 5.88%,其余含有氧。现用下列方法测定该
有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为136。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰,其面积之比为1∶2∶2∶3。如下图。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱,如下图。
(1)分子中共有____种化学环境不同的氢原子。
(2)A的分子式为____。
(3)该物质属于哪一类有机物____。
(4)A的分子中只含一个甲基的依据是____(填序号)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(5)A的结构简式为____________________________________________。
(6)A的芳香类同分异构体有多种,其中又同时符合下列条件:①属于酯类;②分子结构中含有一个甲基。则该芳香类A的同分异构体共有___种。
【答案】(1)4(2)C8H8O2(3)酯类(4)bc (5) (6)4
【解析】（1）由核磁共振氢谱可知A有4个峰，所以A分子中共有4种化学环境不同的氢原子，故答案为：4。（2）已知A中含碳为70.59％、含氢为5.88％，含氧23.53％，列式计算
，求得A的实验式为C4H4O，设A的分子式为（C4H4O）
，又有A的相对分子质量为136，可得n=2，分子式为C8H8O2；故答案为：C8H8O2。（3）从红外光谱可知8个n
碳原子中有6个C在苯环中，还有C=O、C—O—C、C—H这些基团，可推测含有的官能团为酯基，所以A是酯类；故答案为：酯类。（4）A的分子式为C8H8O2，A的核磁共振氢谱有4个峰，其面积之比为1∶2∶2∶3，因为1个甲基含有3个氢原子，结合A的分子式，可知A分子中只含一个甲基，故选bc；故答案为：bc。
（5）综上所述可推出A的结构简式为；故答案为：。（6）A的芳香
类同分异构体有多种，能发生水解反应的一定含有酯基官能团，又分子结构中含有一个甲基，所以该类A
的同分异构体有CH3——C6H4OOCH，可以有苯环上邻位、间位、对位三种结构，再加上C6H5COOCH3，所以共有4种结构；故答案为：4。
4．在最新的家用汽车的调查中发现，新车中气体的质量不符合标准．汽车污染主要来源于汽车配件及材料，它们都会产生大量的有毒有机物．其中一种有毒物质A，为了测定有机物A的结构，做如下实验：
①将9.2g该有机物完全燃烧，生成标况下15.68L的CO2和7.2g水；
②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；
(1)则由图可知该分子的相对分子质量是________，有机物A的分子式为_________。
(2)用核磁共振仪处理该化合物，得到如下图所示图谱，图中四个峰的面积之比是1∶2∶2：3，则有机物的名称为________，写出该物质和浓硝酸浓硫酸混合物制烈性炸药的反应方程式________反应类型_______
【答案】(1)92 C7H8 (2)甲苯取代反应
【解析】（1）由质谱图可以看出最大质核比为92，说明该气体的相对分子质量为92，9.2g该有机物的物质的量为0.1mol，0.1mol该有机物完全燃烧，生成标况下15.68L的CO2和7.2g水，n（C）==0.7mol，含有H原子的物质的量为n（H）=2n（H2O）=2=0.8mol，则1mol该有机物中含有C原子为7mol，含有H原子的物质的量为8mol，12×7+1×8=92，恰好等于物质的相对分子质量，因此该有机物的分子式
C7H8，故答案为：92，C7H8。
（2）由核磁共振氢谱中有4个吸收峰，四个峰的面积之比是1∶2∶2：3，结合物质的分子式可判断出该物质是甲苯，甲苯与浓硝酸浓硫酸的混合物反应生成三硝基甲苯，制烈性炸药，反应方程式为：
，该反应为取代反应，故答案为：甲苯，
，取代反应。
5．某海关为测定进口有机物A的结构，做了如下实验：
A.将一定量的有机物A完全燃烧，测得碳、氢的质量分数分别为52.17%和13.04%；
B.获取的各种谱图如下：
请回答下列问题。
(1)由红外光谱图可知，有机物A中至少有______种不同的化学键。
(2)有机物A的结构简式为 ____________ 。
(3)以有机物A为原料可合成很多有机物，如①CH3CH=CHCH3②HOCH2COOH ③CH3COOC2H5④CH3CH2OCH2CH3
⑤⑥C4H6O
a.有机物②的化学名称为_____________ 。
b.有机物⑥所含官能团的名称为 ___________________________。
c.等物质的量的有机物②和③完全燃烧，消耗标准状况下的O2的体积比为_________ 。
d.有机物⑤的一种同分异构体为对二甲苯，对二甲苯的一氯取代物有_____种。
e.有机物④的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的醇类有机物的结构简式为 _______；核磁共振氢谱中有三组峰，且峰面积之比为6:3:1的有机物的结构简式为_____________ 。
【答案】(1)3 (2)CH3CH2OH(3)a.2—羟基乙酸b .碳碳双键和醛基c.3:10d. 2 e.（CH3）3COH CH3CH（CH3）OCH3
【解析】由题意有机物A中碳、氢的质量分数分别为52.17%、13.04%，其余为氧，质谱分析得知其相对分子质量为46，则N（C）==2,，N（H）==6，N（O）==1，则有机物A 的分子式为C2H6O。
（1）由红外光谱图可知，有机物A分子中至少含有C-H键、C-O键、O-H键三种不同的化学键，故答案为：3；（2）核磁共振氢谱显示其有三种氢原子，且个数比为1：2：3，则A的结构简式为CH3CH2OH，故答案为：CH3CH2OH；（3）a、HOCH2COOH分子中含有的官能团为羟基和羧基，依据有机物的命名原则，其名称为2—羟基乙酸，故答案为：2—羟基乙酸；b、由C4H6O的球棍模型可知其结构简式为CH3CH=CHCHO，含有的官能团为碳碳双键和醛基，故答案为：碳碳双键和醛基；c、HOCH2COOH的分子式为C2H4O3，1mol该有机物完全燃烧消耗氧气的物质的量为1.5mol，CH3COOC2H5的分子式为C4H8O2，1mol该有机物完全燃烧消耗氧气的物质的量为5mol，则标准状况下的O2的体积比为3:10，故答案为：3:10；d、对二甲苯结构对称，分子中含有2类氢原子，一氯取代物有2种，故答案为：2；e、CH3CH2OCH2CH3的分子式为C4H10O，其同分异构体中含有三个甲基的醇类的结构简式为（CH3）3COH；其同分异构体中核磁共振氢谱中有三组峰，且峰面积之比为6:3:1，说明分子中含有3类氢原子，有3个甲基和一个CH，其中有2个甲基等效，结构简式为CH3CH（CH3）O CH3，故答案为：（CH3）3COH；CH3CH（CH3）OCH3。
6．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
Ⅰ.分子式的确定：
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得生成7.2gH2O和13.2gCO2，消耗氧气10.08L(标准状况)，则该物质中各元素的原子个数之比是____________________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是_______________。
(3)根据价键理论，预测A可能的结构简式： _________________________。
Ⅱ.结构式的确定：
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值（信号），根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目。经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图②，则A的结构简式为
___________________________。
【答案】Ⅰ.(1)N(C)：N(H)：N(O)=3：8：1(2)60 C3H8O(3)CH3CH2CH2OH、CH3CH2OCH3、、
CH3CH2-O-CH3(4)CH3CH2-O-CH3
【解析】(1)n(H2O)==0.4mol，n(H)=2n(H2O)=0.8mol；n(CO2)==0.3mol，n(C)= n(CO2)=0.3mol，n(O2)==0.45mol，所以有机物A中含有的O原子的物质的量为
n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.4mol+2×0.3mol-2×0.45mol=0.1mol，所以该物质中各元素的原子个数之比是N(C)：N(H)：N(O)=3：8：1；
(2)根据质谱图可知，该物质的最大质荷比是60，因此相对分子质量为60，由于该化合物分子中各元素的原子个数之比是N(C)：N(H)：N(O)=3：8：1，则最简式为C3H8O，其式量为60，等于物质的相对分子质量，所以该物质的分子式为C3H8O；
根据A的核磁共振氢谱图可知：该物质分子中有3种H原子，个数比为3:3:2，由于分子中只含有8个H原子，因此这三种H原子个数分别是3、3、2；
(4)根据C原子价电子数及物质分子中含有的O、H原子个数可知A可能是CH3CH2CH2OH、CH2CH(OH)CH3、
、CH3CH2—O—CH3；
(5)根据A的核磁共振氢谱图中有3个吸收峰，结合的H原子的个数及个数比，可知物质的结构简式为CH3CH2—O—CH3。
7．在最新的家用汽车的调查中发现，新车中气体的质量不符合标准．汽车污染主要来源于汽车配件及材料，它们都会产生大量的有毒有机物．其中一种有毒物质A，为了测定有机物A的结构，做如下实验：
①将9.2g该有机物完全燃烧，生成标况下15.68L的CO2和7.2g水；
②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；
(1)则由图可知该分子的相对分子质量是________，有机物A的分子式为_________。
(2)用核磁共振仪处理该化合物，得到如下图所示图谱，图中四个峰的面积之比是1∶2∶2：3，则有机物的名称为________，其苯环上的一氯代物有_______种。若将有机物A与氢气完全加成，则加成后的有机物的一氯代物共有________种。
【答案】(1)92 C7H8(2)甲苯 3 5
【解析】(1)从质谱图中可以最大质荷比是92，说明该气体的相对分子质量为92，9.2g该有机物的物质的量是0.1mol，0.1mol该完全燃烧，生成标况下15.68L的CO2和7.2g水，n(C)= 15.68L÷22.4L/mol=0.7mol，含有H原子的物质的量是n(H)=2n(H2O)=2×7.2g÷18g/mol=0.8mol，则1mol物质中含有C原子为7mol，含有H原子的物质的量为8mol，12×7+1×8=92，恰好等于物质的相对分子质量，因此该物质的分子式为C7H8；
(2)由核磁共振氢谱中有4个吸收峰，结合物质的分子式可判断出该物质是甲苯，结构简式为，其苯环上的一氯代物有3种。Cl原子分别位于苯环上甲基的邻位、间位、对位；若甲苯与氢气完全加成，则加成后的有机物是甲基环己烷，该物质分子内含有5种不同位置的H原子，表示为
，因此该物质的一氯代物共有5种。
8．A和B两种有机物可以互溶，有关性质如下：
(1)要除去A和B的混合物中的少量B，可采用的_______________方法可得到A。
A.蒸馏
B.重结晶
C.萃取
D.加水充分振荡，分液
(2)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，A和氧气恰好完全反应且消耗6.72L(标准状况)氧气，生成5.4gH2O 和8.8gCO2，则该物质的实验式是__________；质谱图显示，A的相对分子质量为46，又已知有机物A的核磁共振氢谱如图所示，则A的结构简式为________________。
(3)下图是B的质谱图，则其相对分子质量为 ________ ，
(4)B的红外光谱如图所示，则B的结构简式为__________________________。
【答案】(1)A(2)C2H6O CH3CH2OH(3)74 (4)CH3CH2-O-CH2CH3
【解析】(1)由表格中的信息可知，A. B两种有机物互溶，但沸点不同，则选择蒸馏法分离，故A正确；故
答案为：A；
(2)根据质量守恒定律可知，化合物中所含C元素质量为：8.8g×=2.4g，所含H元素质量为：5.4g×
=0.6g，二氧化碳和水中的氧元素质量之和为(8.8g?2.4g)+(5.4g?0.6g)=11.2g,而氧气的质量为×32g/mol=9.6g，所以有机物中氧元素质量为11.2g?9.6g=1.6g，n(C):n(H):n(O)= ：
：=2:6:1，所以化合物的最简式是C2H6O，在最简式C2H6O中，C、H原子已经达到饱和，其实验式即为分子式，即分子式为C2H6O，该化合物可能为乙醇，也可能为二甲醚，而核磁共振氢谱表明其分子中有三种化学环境不同的氢原子，强度之比为3:2:1，则该化合物为乙醇，结构简式为CH3CH2OH；故答案为：C2H6O，CH3CH2OH；
(3)由物质B的质谱图可知，B的相对分子质量为74，故答案为：74；
(4)由物质B的红外光谱可知，物质B存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键可得分子的结构简式为：
CH3CH2OCH2CH3，故答案为：CH3CH2OCH2CH3；
9．为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
I. 分子式的确定:
（1）将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4g H2O和8.8g CO2,消耗氧气6.72L(标准状况下),则该物质的实验式是__________.
（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为__________,该物质的分子式是__________.
（3）根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式__________.
II.结构式的确定:
（4）核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定
分子中氢原子的种类和数目.例如:甲基氯甲基醚(Cl﹣CH2﹣O﹣CH3)有两种氢原子如图②.经测定,有机物A
的核磁共振氢谱示意图如图③,则A的结构简式为__________.
【答案】（1）C2H6O （2）46 C2H6O （3） CH3CH2OH或CH3OCH3（4）CH3CH2OH
【解析】I.（1）由题意可知n(H2O) = = 0.3 mol，n(CO2) = = 0.2 mol，n(O2) =
=0.3 mol，
根据氧原子守恒可知有机物中含有n(O)=0.3 mol+0.2 mol×2?0.3 mol×2=0.1 mol，
则有机物中N(C)：N(H)：N(O) = 0.2mol：0.6mol：0.1mol = 2：6：1，实验式为C2H6O，
故答案为：C2H6O；
（2）该物质中各元素的原子个数比为N(C)：N(H)：N(O)=2：6：1，则最简式为C2H6O，其相对分子质量为46，则有机物的分子式为C2H6O，故答案为：46；C2H6O；
（3）有机物的分子式为C2H6O，分子中可能存在C?C、C?H、C?O、O?H等化学键，可能的结构简式有CH3CH2OH 或CH3OCH3，故答案为：CH3CH2OH或CH3OCH3；
Ⅱ.（4）有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子，应为乙醇，即CH3CH2OH，二甲醚只有一种不同化学环境的氢原子，故答案为：CH3CH2OH；
10．测定有机化合物中碳和氢的组成常用燃烧分析法，下图是德国化学家李比希测定有机物组成的装置，氧化铜作催化剂，在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O，用含有固体氢氧化钠和氯化钙的吸收管分别吸收CO2和H2O。
试回答下列问题：
(1)甲装置中盛放的是________，甲、乙中的吸收剂能否颠倒？________。
(2)实验开始时，要先通入氧气一会儿，然后再加热，为什么？ _____________________。
(3)将4.6 g有机物A进行实验，测得生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，则该物质中各元素的原子个数比是________。
(4)经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图，则A的结构简式为__________________。
【答案】(1)CaCl2不能(2)将装置中的空气排尽，否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性(3) N(C))：N(H)：N(O)=2：6：1(4)CH3CH2OH
【解析】有机物完全氧化为CO2和H2O，先用氯化钙吸收水蒸气，再用氢氧化钠吸收二氧化碳，来测定生成的CO2、H2O的量，根据其中含有的C、H质量和与有机物A质量大小判断有机物质中是否含有O元素，若含有O元素，计算出O原子物质的量，来确定实验式，即确定有机物的最简式，若最简式中H原子已经饱和C 原子的四价结构，则最简式就是分子式，否则需要知道有机物相对分子质量来确定分子式。有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明分子中含有3种H原子。注意在实验开始时，要先通入氧气排尽装置内空气，否则会影响实验的测定，导致误差。
(1)因为固体氢氧化钠能同时吸收CO2和H2O，导致无法确定生成H2O和CO2的质量，所以要先用氯化钙吸收水蒸气，再用氢氧化钠吸收二氧化碳，甲、乙中的吸收剂不能颠倒；
(2) 实验开始时，要先通入氧气一会儿，将装置中的空气排尽，然后再加热，否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性；
(3)生成水物质的量为n(H2O)=，n(H)=2n(H2O)=0.6mol；生成二氧化碳的物质的量为n(CO2)=，n(C)=n(CO2)=0.2mol，氧原子物质的量为
n(O)==0.1mol，故有机物A中N(C))：N(H)：N(O)=0.2：0.6：0.1=2：6：1；
(4)由于有机物A否则中N(C))：N(H)：N(O)=2：6：1，在最简式中，H原子已经饱和碳的四价结构，则有机物分子式为C2H6O，由于有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明分子结构中含有3种不同环境的H 原子，故有机物A的结构简式为：CH3CH2OH。
红外光谱、核磁共振谱.
红外光谱、核磁共振谱都是吸收光谱。 红外光谱可用来判断分子中有什么样的官能团。 核磁共振谱可用来判断分子中有哪几类氢原子，每类氢原子有多少个。 第一节红外光谱(IR) 一.基本原理 分子是由原子组成的。组成有机分子的原子之间主要是通过极性键和非极性键结合在一起的。成键原子间的运动形式可分为两大类：1.伸缩振动，用υ表示。2.弯曲振动(变形振动)，用δ表示。 具有极性的键在振动过程中出现偶极矩的变化，在键的周围产生稳定的交变电场，与频率相同的辐射电磁波相互作用，从而吸收相应的能量使振动跃迁到激发态，得到振动光谱，即红外光谱。这种振动称为红外活性振动。 原子间的振动主要吸收波数为4000-400 cm-1的红外光。红外光谱的横坐标为波长(2.5~25μm)或波数(4000~400cm-1)，纵坐标为透过率(0-100%)。 92页 123页 182页 223页
237页 253页 278页 310页 330页 362页 374页图4-16 正辛烷图4-17 1-辛烯图4-181-辛炔图4-192-辛炔图6-4 邻二甲苯图6-5 间二甲苯图6-6 对二甲苯图9-1 1-氯己烷图10-3 10-4 乙醇图10-5 乙醚图10-6 正丁醚图11-1 苯酚图10-3对甲苯酚图12-4 乙醛图12-5 苯乙酮图13-4 乙酸图13- 7 乙酸乙酯图15-1 硝基乙烷图15-2 硝基苯图15-6 苯胺第二节核磁共振谱(NMR) 一.基本原理自旋量子数不为零的原子核由于自旋会产生磁场，形成磁矩。磁矩在外磁场中出现不同取向的现象称为能级分裂。与外磁场同向的为低能级，反向的为高能级。当电磁波的能量等于高低能级间的能量差时，原子核吸收能量，产生核磁共振。用得最多的是氢原子核谱，简称氢谱(NMR-1H)。核磁共振谱中只有横坐标，代表化学位移。二. 化学位移原子核外有电子，电子的运动产生了对抗外磁场的感应磁场，使核实际感受到的有效磁场强度比外磁场强度低。核外电子产生的这种作用称为屏蔽效应，它的值用屏蔽常数σ表示。 分子中不同化学环境的氢核，受到不同的屏蔽作用，在一定外磁场的作用下，产生核磁共振所需要的照射频率也不同，即在谱图的不同位置出现吸收峰。 如CH3CH2OH中有三类氢原子。 裂分数=(n s d t q m 1+1)(n2+1)(n3+1) b 单峰双峰三重峰四重峰多重峰宽峰 五.积分曲线与峰面积 峰面积与质子数成正比。
核磁共振谱光谱
第八章核磁共振谱光谱 学习要求： 1、学会如何借助光学技术来分析化合物的结构。 2、掌握谱图分析，了解各种质子化学位移的位置。 3、知道影响化学位移的因素。 由上面的讨论可知，对于一个未知物，红外光谱可以迅速地鉴定出未知物分子中具有的哪些官能团，能指出是什么类型的化合物，但它难以确定未知物的精细结构。自20世纪50年代中期，核磁共振技术开始应用于有机化学，对有机化学产生了巨大的影响，已发展成为研究有机化学最重要的工具之一，成为有机化合物结构测定不可缺少的手段。 8.1基本原理 （1）核磁共振现象 核磁共振是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。核的自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在着一定的关系：当原子的质量数和原子序数两者之间是奇数或两者均为奇数时，I≠0，该原子核就有自旋现象，产生自旋磁矩。如等。当原子的质量数和原子序数均为偶数时，I=0，原子核不能产生自旋运动，也没有磁矩，如等。 当I≠0的原子核置于一均匀的外磁场（H O）中时，核的自旋具有（2I+1）个不同的取向。对于氢原子核（I=1/2），其自旋产生的磁矩在外磁场中可有两种取向：一种是与外磁场方向相同，称为顺磁取向。该取向的磁量子数m=+1/2,或用α表示。另一种是与外磁场方向相反，称为反磁取向。该取向的磁量子数m=-1/2，或用β表示。 反磁取向的能量较顺磁取向的能量高，这两种取向的能量差⊿E与外加磁场的强度成正比。 ⊿E= 式中h为普朗克常量，γ为核常数，称为核磁比。对于氢原子，γ=26750。以上关系如图9-28所示。不过即使在很强的外加磁场中，⊿E数值也很小。对于氢原子核，当 H0=14092G（高斯，1G=10-4T）时，⊿E仅为2.5×10-5kJ/mol,当H0=23468G时，⊿E约为4×10-5kJ/mol,相当于电磁波谱中射频区的能量。 若外界提供电磁波，其频率适当，能量恰好等于核的两个自旋能级之差，hγ=⊿E则此原子核就可以从低能级跃迁到高能级，发生核磁共振吸收。核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）谱就是描述在不同电磁频率下的核磁共振吸收情况。 由上面的公式可得：bfsdjbchvbhsd 从上式可看出，一个特定的核（γ=常数），只有一种共振频率能使核从低能级跃迁至高能级，发生核磁共振。上式又叫共振条件。例如1H，当H0=1.0×104G时，γ=100MHz。而当H0=14092G时，13C和19F产生核磁共振所需要的频率分别为24.29和15.08MHz。 有机化学中研究得最多，应用得最广泛的是氢原子核（即质子1H）的核磁共振谱，又叫质子磁共振谱(Proton Magnetic Resonance),简写为PMR或1HNMR。近年来13C的核磁共振谱（13CNMR）有较大的发展，限于篇幅，这里只介绍核磁共振氢谱（1HNMR）。 （2）核磁共振仪简介： 图9-29为核磁共振仪示意图。其核心部件是一个强度很大的磁铁，样品管放在磁铁两极之间，样品管周围为射频线圈。其轴垂直于磁场方向，输入线圈的轴垂直输出线圈的轴。因而三者相互垂直，互不干扰。实现核磁共振的方法有两种：一是固定磁场H0，改变频率γ，这种方法叫扫频；另一是固定频率γ改变磁场H0，这种方法叫扫场。一般的核磁共振仪中多用扫场的方法。当磁场Ho和频率满足共振条件时，样品中的质子便发生能级跃迁，接收器就会收到信号，有记录仪记录下来。实验室中常用的核磁共振仪有60MHz,90MHz,100MHz,220MHz,甚至可到400MHz。 （3）化学位移和屏蔽效应：
第三章_核磁共振波谱法习题集及答案
第三章、核磁共振波谱法 一、选择题 ( 共80题 ) 1. 2 分 萘不完全氢化时，混合产物中有萘、四氢化萘、十氢化萘。附图是混合产物的核磁共振谱图，A、B、C、D 四组峰面积分别为 46、70、35、168。则混合产物中，萘、四氢化萘，十氢化萘的质量分数分别如下： ( ) (1) %，%，% (2) %，%，% (3) %，%，% (4) %，%，% 2. 2 分 下图是某化合物的部分核磁共振谱。下列基团中，哪一个与该图相符( ) (1)CH3C CH2 O CH CH O CH 3 (2)CH (3)CH3CH 2 O (4)C H3O CH O CH H X：H M：H A=1：2：3
在下面四个结构式中 (1) C CH 3 H R H (2)H C CH 3H CH 3 (3)H C CH 3CH 3 CH 3 (4) H C H H H 哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数 （ ） 4. 1 分 一个化合物经元素分析，含碳 %，含氢 %，其氢谱只有一个单峰。它是 下列可能结构中的哪一个 ( ) 5. 1 分 下述原子核中，自旋量子数不为零的是 ( ) (1) F (2) C (3) O (4) He 6. 2 分 在 CH 3- CH 2- CH 3分子中，其亚甲基质子峰精细结构的强度比为哪一组数据 （ ） (1) 1 : 3 : 3 : 1 (2) 1 : 4 : 6 : 6 : 4 : 1 (3) 1 : 5 : 10 : 10 : 5 : 1 (4) 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1 7. 2 分 ClCH 2- CH 2Cl 分子的核磁共振图在自旋－自旋分裂后，预计 ( ) (1) 质子有 6 个精细结构 (2) 有 2 个质子吸收峰 (3) 不存在裂分 (4) 有 5 个质子吸收峰 8. 2 分 在 O - H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ( ) (1) 2 (2) 1 (3) 4 (4) 3
红外光谱与核磁共振谱
《红外光谱与核磁共振谱》 【学习要求】 1、了解红外光谱与核磁共振谱基本原理及其有关的概念 2、了解红外吸收光谱产生的条件 3、了解红外吸收的强度、核磁共振谱中化学位移的概念 4、大致了解各类有机化合物红外吸收光谱和核磁共振谱特征 一、红外吸收光谱 （一）红外吸收光谱的基本原理 红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75-1000 mm(1 mm = 10-4 cm) 其中： 远红外 0.75-2.5 mm 中红外 2.5-25 mm 4000-400 cm-1 近红外 25-1000 mm 红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。波数的定义是：每1厘米范围内所含光波的数目。波数 = 104/l(mm)。因此，2.5 mm波长，相当于104/2.5 cm-1，即：4000 cm-1，而25 mm相当于400 cm-1。 1．分子的振动能级 引起分子振动能级跃迁的光谱称振动光谱，振动能级跃迁的同时伴有转动能级的跃迁。红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱。用远红外光波照射分子时，只会引起分子中转动能级的跃迁，得到纯转动光谱。 2、基本振动的类型 一般把分子的振动方式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。 （1）伸缩振动 指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中， 键角并不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。 （2）弯曲振动 弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用d、g表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。以-CH
核磁共振光谱在结构分析中的应用
海南大学硕士研究生2010 —2011 学年度第 2 学期 课程考试论文 学院（中心、所）：材料与化工专业：材料学 研究方向高分子材料班级10级材料学 学生姓名周宇学生证号10080502210008 课程名称：聚合物结构分析 论文题目：核磁共振光谱在结构分析中的应用 任课老师：廖双泉教授 （以上由学生填写） 教师评阅： 阅卷教师（签名）：年月日
核磁共振光谱在结构分析中的应用 1 核磁共振的机理 核磁共振是材料分子结构表征中最有用的一种仪器测试方法之一。用一定频率的电磁波对样品进行照射，可使特定化学结构环境中的原子核实现共振跃迁，在照射扫描中记录发生共振时的信号位置和强度，就得到核磁共振谱。 1.1原子核的自旋 原子是由原子核与电子组成，而质子和中子又组成原子核。原子核具有质量并带有电荷。某些原子核能绕轴做自旋运动，各自有它的自旋量子数Ⅰ，自旋量子数有0、1/2、1、3/2…等值。Ⅰ=0意味着原子核没有自旋。每个质子和中子都有其自身的自旋，自旋量子数Ⅰ是这些自旋的合量，即与原子核的质量数和原子序数有关，若原子核的原子序数和质量数均为偶数时，Ⅰ为零，原子核无自旋，如12C、16O原子，他们没有NMR 信号。若原子序数为奇数或偶数、质量数为奇数时，Ⅰ为半整数，原子序数为奇数、质量数为偶数时，Ⅰ为整数，如表1-1所示。 原子序数质量数Ⅰ实例偶偶0 12C 16O8 偶、奇奇半整数13C6 17O8 奇偶整数2H110B5 1.2原子核的磁矩与自旋角动量 原子核在围绕核轴做自旋运动时，由于原子核自身带有电荷，因此沿核轴方向产生一个磁场，而使核具有磁矩μ，μ的大小与自旋角动量（P）有关，它们之间关系的的数学表达式为: μ=νp 式中，ν为磁旋比，是核的特征常数。 依据量子力学原理，自旋角动量是量子化的，其状态是由核的自旋量子数Ⅰ所决定，P的绝对值为 P=ｈ/2 ［Ⅰ(Ⅰ+1)］1/2 其中h为普朗克常量。 1.3磁场中核的自旋的能量
《红外光谱与核磁共振谱》
《红外光谱与核磁共振谱》 《红外光谱与核磁共振谱》 【学习要求】 1、了解红外光谱与核磁共振谱基本原理及其有关的概念 2、了解红外吸收光谱产生的条件 3、了解红外吸收的强度、核磁共振谱中化学位移的概念 4、大致了解各类有机化合物红外吸收光谱和核磁共振谱特征 一、红外吸收光谱 （一）红外吸收光谱的基本原理 红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75-1000 mm(1 mm = 10-4 cm) 其中： 远红外0.75-2.5 mm 中红外 2.5-25 mm 4000-400 cm-1 近红外25-1000 mm 红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。波数的定义是：每1厘米范围内所含光波的数目。波数= 104/l(mm)。因此，2.5 mm波长，相当于104/2.5 cm-1，即：4000 cm-1，而25 mm相当于400 cm-1。 1．分子的振动能级
引起分子振动能级跃迁的光谱称振动光谱，振动能级跃迁的同时伴有转动能级的跃迁。红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱。用远红外光波照射分子时，只会引起分子中转动能级的跃迁，得到纯转动光谱。 2、基本振动的类型 一般把分子的振动方式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。 （1）伸缩振动 指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中，键角并不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。 （2）弯曲振动 弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用d、g表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。以-CH2-：剪式振动、平面摇摆振动、面外摇摆振动、扭曲变形振动 3、影响峰数减少的因素 （1）红外非活性振动 （2）分子结构对称，某些振动频率相同。 （3）强宽峰复盖频率相近的弱而窄的峰。 （4）在红外区域外的峰。
(完整版)核磁共振氢谱专项练习及答案
核磁共振氢谱专项练习及答案 (一)判断题(正确的在括号内填“√”号；错误的在括号内填“×”号。) 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=1的原子核在静磁场中，相对于外磁场，可能有两种取向。( ) 4．氢质子在二甲基亚砜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。( ) 6．核磁共振波谱中对于OCH3、CCH3和NCH3，NCH3的质子的化学位移最大。( ) 7．在核磁共振波谱中，耦合质子的谱线裂分数目取决于邻近氢核的个数。( ) 8．化合物CH3CH2OCH(CH3)2的1H NMR中，各质子信号的面积比为9:2:1。( ) 9．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用。( ) 10．化合物Cl2CH—CH2Cl的核磁共振波谱中，H的精细结构为三重峰。( ) 11．苯环和双键氢质子的共振频率出现在低场是由于π电子的磁各向异性效应。( ) 12．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。( ) 13．不同的原子核产生共振条件不同，发生共振所必需的磁场强度(B0)和射频频率(v)不同。( ) 14．(CH3)4Si分子中1H核共振频率处于高场，比所有有机化合物中的1H核都高。( ) 15．羟基的化学位移随氢键的强度变化而移动，氢键越强，δ值就越小。( ) 答案 (一)判断题 1．√ 2．×3．×4．×5．√ 6．×7．√ 8．×9．√l0．√11．√ l2．√ l3．√ l4．×l5．× (二)选择题(单项选择) 1．氢谱主要通过信号的特征提供分子结构的信息，以下选项中不是信号特征的是( )。 A．峰的位置；B．峰的裂分；C．峰高；D．积分线高度。 2．以下关于“核自旋弛豫”的表述中，错误的是( )。 A．没有弛豫，就不会产生核磁共振； B．谱线宽度与弛豫时间成反比； C．通过弛豫，维持高能态核的微弱多数；D．弛豫分为纵向弛豫和横向弛豫两种。 3．具有以下自旋量子数的原子核中，目前研究最多用途最广的是( )。 A．I=1／2；B．I=0；C．I=1；D．I＞1。 4．下列化合物中的质子，化学位移最小的是( )。 A．CH3Br； B．CH4；C．CH3I；D．CH3F。 5．进行已知成分的有机混合物的定量分析，宜采用( )。 A．极谱法；B．色谱法；C．红外光谱法；D．核磁共振法。 6．CH3CH2COOH在核磁共振波谱图上有几组峰?最低场信号有几个氢?( ) A．3(1H)；B．6(1H)；C．3(3H)；D．6(2H)。 7．下面化合物中在核磁共振谱中出现单峰的是( 九 A．CH3CH2C1；B．CH3CH20H；C．CH3CH3；D．CH3CH(CH3)2。 8．下列4种化合物中，哪个标有*号的质子有最大的化学位移?( )
(完整版)核磁共振氢谱练习题
核磁共振氢谱练习题 1.分子式为C2H6O的两种有机化合物的1H核磁共振谱，你能分辨出哪一幅是乙醇的核磁共振氢谱图吗? 2. 下图是某有机物的核磁共振谱图，则该有机物可能是( ) A. CH3CH2OH B. CH3CH2CH2OH C. CH3—O—CH3 D. CH3CHO 3.下列有机物在核磁共振谱图上只给出一组峰的是( ) A、HCHO B、CH3OH C、HCOOH D、CH3COOCH3 4.下列有机物中有几种H原子以及个数之比？ CH3-CH-CH3 CH3 CH3 CH3-C-CH3 CH3 CH3-CH2-OH CH3-CH2-CH-CH3 3 5.下列各物质中各有几种不同环境的氢（）
6.分子式为C3H6O2的二元混合物，分离后,在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为1︰1；第二种情况峰给出的强度为3︰2︰1。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）。 3∶3 _____________ 3∶2∶1 _______________ ________________ __________________ 1：2:2:1 _________________ 7.某仅碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，经测定其相对分子质量为46。取该有机化合物样品 4.6g ，在纯氧中完全燃烧，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重8.8g和 5.4g。 （1）试求该有机化合物的分子式。 （2）若该有机化合物的核磁共振谱图只有一种峰，请写出该有机化合物的结构简式。 8.一个有机物的分子量为70,红外光谱表征到碳碳双键和C＝O的存在，核磁共振氢谱列如下图： ①写出该有机物的分子式 ②写出该有机物的可能的结构简式： 9.下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是(双选)()
核磁共振波谱法习题集及答案
第三章、核磁共振波谱法 一、选择题 ( 共79题 ) 1. 2 分 萘不完全氢化时，混合产物中有萘、四氢化萘、十氢化萘。附图是混合产物的核磁共 振谱图，A 、B 、C 、D 四组峰面积分别为 46、70、35、168。则混合产物中，萘、四氢化萘，十氢化萘的质量分数分别如下： ( ) (1) 25.4%，39.4%，35.1% (2) 13.8%，43.3%，43.0% (3) 17.0%，53.3%，30.0% (4) 38.4%，29.1%，32.5% 2. 2 分 下图是某化合物的部分核磁共振谱。下列基团中，哪一个与该图相符？( ) (1)CH 3C CH 2O CH CH O CH 3(2)CH (3)CH 3CH 2O (4)C H 3O CH O CH H X ：H M ：H A =1：2：3 3. 2 分 在下面四个结构式中 (1) C 3H (2)H C CH 3CH 3(3)H C CH 3CH 33(4) H C H H 哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数 ？ （ ）
4. 1 分 一个化合物经元素分析，含碳 88.2%，含氢 11.8%，其氢谱只有一个单峰。它是 下列可能结构中的哪一个？ ( ) 5. 1 分 下述原子核中，自旋量子数不为零的是 ( ) (1) F (2) C (3) O (4) He 6. 2 分 在 CH 3- CH 2- CH 3分子中，其亚甲基质子峰精细结构的强度比为哪一组数据 ?（ ） (1) 1 : 3 : 3 : 1 (2) 1 : 4 : 6 : 6 : 4 : 1 (3) 1 : 5 : 10 : 10 : 5 : 1 (4) 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1 7. 2 分 ClCH 2- CH 2Cl 分子的核磁共振图在自旋－自旋分裂后，预计 ( ) (1) 质子有 6 个精细结构 (2) 有 2 个质子吸收峰 (3) 不存在裂分 (4) 有 5 个质子吸收峰 8. 2 分 在 O - H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) (1) 2 (2) 1 (3) 4 (4) 3 9. 2 分 在 CH 3CH 2Cl 分子中何种质子 σ 值大 ? ( ) (1) CH 3- 中的 (2) CH 2- 中的 (3) 所有的 (4) 离 Cl 原子最近的 10. 2 分 在 60 MHz 仪器上，TMS 和一物质分子的某质子的吸收频率差为 120Hz ，则该质 子的化学位移为 ( ) (1) 2 (2) 0.5 (3) 2.5 (4) 4 11. 2 分 下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是 ( ) C H H H H R C R R H H C R H H R C R H H (b)(c)(d)(a) 12. 2 分 质子的γ（磁旋比）为 2.67×108/(T ?s)，在外场强度为 B 0 = 1.4092Ｔ时,发生核磁共 振的辐射频率应为 ( ) (1) 100MHz (2) 56.4MHz (3) 60MHz (4) 24.3MHz 13. 2 分 下述原子核没有自旋角动量的是 ( )
谈谈核磁共振
谈谈核磁共振 核磁共振完全不同于传统的X线和CT，它是一种生物磁自旋成像技术，利用人体中的遍布全身的氢原子在外加的强磁场内受到射频脉冲的激发，产生核磁共振现象，经过空间编码技术，用探测器检测并接受以电磁形式放出的核磁共振信号，输入计算机，经过数据处理转换，最后将人体各组织的形态形成图像，以作诊断。 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance即NMR） 核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，NMRI），又称磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）， 核磁共振全名是核磁共振成像（MRI），是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。 核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象。通常人们所说的核磁共振指的是利用核磁共振现象获取分子结构、人体内部结构信息的技术。 并不是是所有原子核都能产生这种现象，原子核能产生核磁共振现象是因为具有核自旋。原子核自旋产生磁矩，当核磁矩处于静止外磁场中时产生进动核和能级分裂。在交变磁场作用下，自旋核会吸收特定频率的电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。这种过程就是核磁共振。 核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。是后继CT后医学影像学的又一重大进步。自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。其基本原理：是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫做核磁共振成像。 核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术(MRI)。 MRI是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。 MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MRI对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。 MRI也存在不足之处。它的空间分辨率不及CT，带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MRI的检查，另外价格比较昂贵。 核磁共振技术的历史 1930年代，物理学家伊西多·拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。 1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，
完整word版,NMR考试复习题
1.简述核磁共振原理？什么是二维谱? NMR（Nuclear Magnetic Resonance）为核磁共振。是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。 核磁共振谱是指：低能电磁波（波长约106---109μm)与暴露在磁场中的磁性核相互作用，使其在外磁场中发生能级的共振跃迁而产生吸收信号，称为核磁共振谱。 二维核磁共振谱是其中的一种。二维核磁共振谱是有两个时间变量，经两次傅里叶变换得到的两个独立的频率变量图一般把第二个时间变量t2表示采样时间，第一个时间变量t1则是与t2无关的独立变量，是脉冲序列中的某一个变化的时间间隔。 2．什么是自旋？NMR信号的产生，哪些原子核会产生信号? 自旋是粒子的一种基本性质,不成对的质子、中子、电子都具有自旋。 将有自旋的样品置于外加强大的磁场下，核自旋本身的磁场，在外加磁场B0下重新排列，大多数核自旋会处于低能态，我们额外施加电磁场B1来干涉低能态的核自旋转向高能态，再回到平衡态便会释放出射频，这就是NMR信号，利用这样的过程，我们可以进行分子科学的研究，如分子结构，动态等。 核自旋计算方法：质子的自旋+中子的自旋 例：2H的自旋数=1/2+1/2=1（不成对的质子为1其自旋为1/2，中子成对其自旋为1/2） 常用核的自旋数： 0 12C16O 32S 28Si 1/2 1H 3He 13C 15N 19F 29Si 31P 1 2H 6Li 14N 3/2 7Li 9Be 11B 23Na 5/2 17O 3 10B 3．什么是化学位移，影响化学位移的因素有哪些?(5个以上) 原子核由于所处的化学环境不同，而在不同的共振磁场下显示吸收峰的现象。通常采用相对化学位移来表示,单位ppm,常用的参考物有TMS,四甲基硅烷 诱导效应；共轭效应；各向异性效应；氢键效应；溶剂效应；交换反应,环电流效应；范德华效应，温度,PH值,同位素效应. 4. 化学位移推导结构式
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点： ①原理不同 紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁，主要是引起最外层电子能级发生跃迁。 红外光谱是分子吸收2.5～50um（2500～50000nm）的电磁波，吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。 核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m 的电磁波，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。 ②测定方法不同。 紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。 60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核
磁共振信号的。共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。 ③谱图的表示方法不同： 紫外谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化。 红外谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化。 核磁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化。 ④提供的信息不同： 紫外提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息。 红外提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率。 核磁提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。 核磁共振谱的优缺点： 优点：
核磁共振波谱分析报告
核磁共振波谱分析 1946年美国科学家布洛赫(Bloch)和珀塞尔（Purcell）两位物理学家分别发现在射频*（无线电波*0.1～100MHZ,106～109μm）的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核相互作用,引起磁性原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁,从而产生吸收信号,他们把这种原子对射频辐射的吸收称为核磁共振(NMR)。NMR 和红外光谱，可见—紫外光谱相同之处是微观粒子吸收电磁波后在不同能级上跃迁。引起核磁共振的电磁波能量很低,不会引起振动或转动能级跃迁,更不会引起电子能级跃迁。.根据核磁共振图谱上吸收峰位置、强度和精细结构可以研究分子的结构。化学家们发现分子的环境会影响磁场中核的吸收，而且此效应与分子 结构密切相关。1950年应用于化学领域，发现CH 3CH 2 OH中三个基团H吸收不同。 从此核磁共振光谱作为一种对物质结构（特别是有机物结构）分析的确良非常有效的手段得到了迅速发展。1966年出现了高分辨核共振仪，七十年代发明了脉冲傅立叶变换核磁共振仪，以及后来的二维核磁共振光谱（2D-NMR），从测量1H 到13C、31P、15N，从常温的1～2.37到超导的5T以上，新技术和这些性能优异的新仪器都核磁共振应用范围大大扩展，从有机物结构分析到化学反应动力学，高分子化学到医学、药学、生物学等都有重要的应用价值。 §4-1核磁共振原理 一、原子核自旋现象 我们知道原子核是由带正电荷的原子和中子组成，它有自旋现象原子核大都围绕着某个轴作旋转运动，各种不同的原子核，自旋情况不同。原子核的自旋情况在量子力学上用自旋量子数I表示，有三种情况： ①I=0,这种原子核没有自旋现象,不产生共振吸收(质量数为偶数(M),电子数,原子数为偶数(z)为12G,16O,32S) ②I=1、2、3、…、n，有核自旋现象，但共振吸收复杂，不便于研究。 ③I=n/2（n=1、2、3、5、…）有自旋现象，n〉1时，情况复杂，n=1时，I=1/2，
核磁共振碳谱详解
核磁共振碳谱(13C-NMR) Produced by Jiwu Wen
?核磁共振碳谱的特点： 1. 化学位移范围宽。 碳谱(13C-NMR)的化学位移δC通常在0～220 ppm之间(对于碳正可达330 ppm)。 离子δ C 比较：1H-NMR的化学位移δ通常在0～10 ppm之间。Example:
2. 13C-NMR给出不与氢相连的碳的共振吸收峰。 核磁共振碳谱(13C-NMR)可以给出季碳，羰基碳，氰基碳，以及不含氢原子的烯碳和炔碳的特征吸收峰。 3. 13C-NMR的偶合情况复杂，偶合常数大。 核磁共振碳谱(13C-NMR)中偶合情况比较复杂，除了1H-1H偶合，还有1H-13C以及1H，13C与其它自旋核之间的偶合。1H-13C的偶合常数通常在125-250 Hz。因此在谱图测定过程中，通常采用一些去偶技术。 4. 13C-NMR的灵敏度低。
?核磁共振碳谱的去偶技术 1. 质子宽带去偶(也称为质子噪声去偶)。质子宽带去偶是一种双共振去偶技术，实验方法是：用一相当宽的频率(包括样品中所有氢核的共振频率)照射样品，消除13C-1H 之间的偶合，使每种碳原子只给出一条谱线。 2. 偏共振去偶(也称不完全去偶)。 这种去偶技术的实验方法是：采用一个频率范围很小、比质子宽带去偶功率弱很多的射频场(B 2)，其频率略高于待测样品中所有氢核的共振吸收频率，使1H 与13C 之间在一定程度上去偶，不仅消除2J ～4J 的弱偶合，而且使1J 减小到J r (表观偶合常数)。J r 和1J 之间的关系如下： r 12J J B /2?ν λπ =
核磁共振分析技术
核磁共振 300兆赫（針對氫核）的磁振頻譜儀 核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是基於原子尺度的量子磁物理性質。具有奇數質子或中子的核子，具有內在的性質：核自旋，自旋角動量。核自旋產生磁矩。NMR觀測原子的方法，是將樣品置於外加強大的磁場下，現代的儀器通常採用低溫超導磁鐵。核自旋本身的磁場，在外加磁場下重新排列，大多數核自旋會處於低能態。我們額外施加電磁場來干涉低能態的核自旋轉向高能態，再回到平衡態便會釋放出射頻，這就是NMR訊號。利用這樣的過程，我們可以進行分子科學的研究，如分子結構，動態等。 核磁共振技术的历史 1930年代，伊西多·拉比（Isidor Rabi）发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。1946年，費利克斯·布洛赫（Felix Bloch）和愛德華·米爾斯·珀塞耳（Edward Mills Purcell）发现，將具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置於磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。为此他们两人获得了1952年度诺贝尔物理学奖。 人们在发现核磁共振现象之后很快就产生了实际用途，化学家利用分子结构对氢原子周围磁场产生的影响，发展出了核磁共振谱，用于解析分子结构，随着时间的推移，核磁共振谱技术从最初的一维氢谱发展到13C谱、二维核磁共振谱等高级谱图，核磁共振技术解析分子结构的能力也越来越强，进入1990年代以后，发展出了依靠核磁共振信息确定蛋白质分子三级结构的技术，使得溶液相蛋白质分子结构的精确测定成为可能。 另一方面，医学家们发现水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象，利用这一现象可以获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制人体内部结构，在这一理论基础上1969年，纽约州立大学南部医学中心的达马迪安通过测核磁共振的弛豫时间成功的将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来，在达马迪安新技术的启发下纽约州立大学石溪分校的物理学家保罗·劳特伯尔于1973年开发出了基于核磁共振现象的成像技术（MRI），并且应用他的设备
核磁共振光谱分析法在药物分析中的应用
核磁共振光谱分析在药物分析中的应用 摘要 对科学产生最大影响的分析方法是核磁共振技术，它被广泛用于许多领域。本文结合核磁共振及核磁共振光谱法的相关概念，介绍核磁共振光谱分析法的特点及其方法，着重于核磁共振光谱分析在体内药物分析中的应用。核磁共振法以其重现性好、特征性强等优点已成为药物研究的重要手段。随着天然药物生产领域的发展，核磁共振作为质量控制的手段已得到重视，并逐渐地应用于实践。相信不久的将来，核磁共振技术将会更好地为人类服务，为药物研究作出贡献。 Abstract In science the biggest impact on the analysis method is NMR, it is widely used in many fields. Based on the nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance spectroscopy ,this article introduce nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis of characteristics and methods and focusing on nuclear magnetic resonance spectra analysis in vivo drug analysis in application. As natural drug production fields of development, nuclear magnetic resonance (NMR) as quality control means has been seriously, and gradually applied in practice. Nuclear magnetic resonance (NMR) technology will better service to humanity, for drug research to contribute in the future. 关键词: 核磁共振核磁共振光谱法定量分析法药物分析 Keywords: nuclear magnetic resonance nuclear magnetic resonance spectroscopy quantitative analysis method drug analysis 正文：1945年，F．Bloch和E．M．Purcell分别领导的两个小组几乎同时发现了核磁共振(NuelearMagnetic Resonance，简称NMR)现象。NMR技术最初只应用于物理科学领域，但随着超导技术、计算机技术和脉冲傅立叶变换波谱仪的迅速发展，今天核磁共振已成为鉴定有机化合物结构和研究化学动力学等诸多领域中极为重要的方法，而且其应用领域正在逐 步扩大。核磁共振技术在药物检验分析中的应用已有多年，由于其具有其他方法难以比拟的独特优点，即定性测定不具有破坏性、定量测定不需要标样，因此核磁共振技术在药物 分析中应用和发展也越来越广泛?。 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）原是一种原子核的物理现象，它的原理可以用一个不严格的简单模型来说明：用最简单的原子核──氢核为例，氢原子核是一个带正电的质子，同时原子核具有自旋性，从古典电磁学的观点看来，这个自旋的带电质子将具有磁性，我们不妨把它暂时看成是个小磁铁。如果我们外加一个磁场，小磁铁在磁场中的不同方位与外加磁场产生不同的作用力，如图一a是较稳定的状态，图一b则是较不稳定的状态。也就是说，「小磁铁」在外
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别(终审稿)
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区 别 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点： ①原理不同 紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁，主要是引起最外层电子能级发生跃迁。 红外光谱是分子吸收～50um（2500～50000nm）的电磁波，吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。 核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m的电磁波，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。 ②测定方法不同。 紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。 60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核磁共振信号的。共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。 ③谱图的表示方法不同：
紫外谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化。 红外谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化。 核磁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化。 ④提供的信息不同： 紫外提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息。 红外提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率。 核磁提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。 核磁共振谱的优缺点： 优点： (仪器的灵敏度和分辨率非常高，较容易解析NMR图 (随着计算机技术的应用，多脉冲激发的方法的采用及由此产生的二维谱图、多维谱图等许多新技术，是许多复杂化合物的结构测定引刃而解，NMR可以说是化学研究中最有力的武器之一。 (通过核磁共振谱可以方便快捷的得到与化合物分子结构相关的信息。 ④核磁共振测定过程中不破坏样品，一份样品可测多种数据。 缺点： 可能是仪器较贵，没有非常高的普及率，另外对于某些复杂的化学物质，核磁并不能提供较为准确的判断，且核磁图谱复杂，较难一个人完全掌握所有谱图，对个人能力要求比较高
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论文题目：核磁共振光谱基本原理及实验操作 论文要求： 核磁共振光谱技术拥有广泛的应用及广阔的前景。简要概述核磁 共振光谱技术及其发展，要求内容充实，论述详细透彻，不少于1000 字。 教师评语： 教师签字： 年 月 日 论文题目：核磁共振光谱基本原理及实验操作 一、 核磁共振的机理 核磁共振是材料分子结构表征中最有用的一种仪器测试方法之一。用一定频率的电磁波 对样品进行照射，可使特定化学结构环境中的原子核实现共振跃迁，在照射扫描中记录发生 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。