波谱分析习题解析

核磁共振波谱分析法习题二、选择题1．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射，所需的磁场强度H大小顺序为 ( )A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li2．在 O－H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( )A 2B 1C 4D 33．下列化合物的1H NMR谱，各组峰全是单峰的是 ( )A CH3-OOC-CH2CH3B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2C CH3-OOC-CH2-COO-CH3D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH34．一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 ( )5．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为( )A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 6．化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1H NMR谱的特点是 ( )A 4个单峰B 3个单峰，1个三重峰C 2个单峰D 2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、乙炔、苯分子中质子化学位移值序是 ( )A 苯 > 乙烯 > 乙炔B 乙炔 > 乙烯 > 苯C 乙烯 > 苯 > 乙炔D 三者相等8．在下列因素中，不会使NMR谱线变宽的因素是 ( )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（其自旋量子数I=3/2）放在外磁场中，它有几个能态 ( )A 2B 4C 6D 810．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？（）11．下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是( )12．核磁共振的弛豫过程是 ( )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：__________，___________，__________、，，。

2．1H 的核磁矩是2.7927核磁子，11B的核磁矩是2.6880核磁子，核自旋量子数为3/2，在1.000T 磁场中，1H 的NMR吸收频率是________MHz，11B的自旋能级分裂为_______个，吸收频率是________MHz。

(1核磁子=5.051×10-27J/T, h=6.626×10-34J•s)3．化合物C6H12O，其红外光谱在1720cm-1附近有1个强吸收峰，1H NMR谱图上，有两组单峰δa=0.9，δb=2.1，峰面积之比a:b =3:1，a为_______基团，b为_________基团，其结构式是__________________。

4．苯、乙烯、乙炔、甲醛，其1H化学位移值δ 最大的是_______，最小的是_________,13C的δ 值最大的是_________最小的是____________。

四、正误判断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=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，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C12CH－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电子的磁各向异性效应。

（）12．碳谱的相对化学位移范围较宽(0一200)，所以碳谱的灵敏度高于氢谱。

（）13．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。

（）14．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。

（）15．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一、简答题1．根据νo=γH0/2π,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γ不同，发生共振的条件不同；即发生共振时ν0 和H0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19F及1H产生共振信号，外加磁场强度各需多少？答：B0 (1H)= 2πνo/γ = 2×3.14159×56.4/2.68=132.2MHzB0(19F)= 2×3.14159×56.4/2.52=139.52 MHz3．已知氢核1H磁矩为2.79，磷核31P磁矩为1.13，在相同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1H发生跃迁需要吸收的电磁波频率为：ν0(1H)=2×2.79×5.05×10-27×H/6.63×10-34 = 46.29×106Hs-1 = 46.29H MHz对于31P核：ν0(31P)=2×1.13×5.05×10-27×H/6.63×10-34 = 17.21×106Hs-1 = 17.21H MHz4．何谓化学位移?它有什么重要性?在1H－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?答：(I)中-OH质子处于较低场，因为-HC=O具有诱导效应。

而(II)中甲基具有推电子效应．6．解释在下列化合物中，Ha、Hb的δ值为何不同？答：Ha同时受到苯环，羰基的去屏蔽效应，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。

(1)说明这些峰的产生原因；(2)哪一组峰处于较低场?为什么/答：（１）由于α-，β-位质子之间的自旋偶合现象，根据（n+1）规律，CH3－质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重峰，同样，亚甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰。

（２）由于α-位质子受到羧基的诱导作用比β-质子强，所以亚甲基质子峰在低场出峰（四重峰）。

9．简要讨论13C-NMR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13C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13C的化学位移δC确定官能团的存在。

而且，δC比δH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、共轭效应、立体效应、磁各向异性效应和溶剂效应。

二、选择题B、B、C、B、B、D、A、B、B、C、B、D三、填空题1．诱导效应；共轭效应（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。

2．42.58 4 13.663．叔丁基中的三个甲基CH3－；CH3C＝O中甲基；结构式是：4. 甲醛；乙炔；甲醛；乙炔。

四、正误判断√、⨯、⨯、⨯、√、⨯、√、⨯、√、√、√、⨯、√、⨯、⨯。