第六章
1、 试选择电压为110/11kv ，容量为20MV A 的降压变压器的分接头使变压所低压母线电压偏移不超过二次网络额定电压的＋2.5％～＋7.5%，变电所低压母线的最大负荷为18MV A,COS Φ＝0.8，最小负荷为7MV A ，,COS Φ＝0.7。已知变电所高压母线在任何情况下电压均维持107.5KV ，变压器短路电压为10.5%,短路功率为163KW. 解：变压器的电阻和电抗分别为：
/21N K U P R =2
1000N S /1101632?=)(93.42010002Ω=?
/%2
1N K U U X =/1105.101002?=N S 20100?
末端的最大，最小负荷分别为：
S ~
max =18COS Φ＋j18 Sin Φ=18×0.8＋j18×0.6=14.4＋j10.8(MV A) S ~
min ＝7 COS Φ＋j7 Sin Φ=7×0.7＋j7×0.71=4.9＋j4.97(MV A)
负荷最大时，变压器电压损失最大，则低压侧实际电压U I ’为最小，按题目要求有：
U ’Imax =10×(1＋2.5%)=10.25(KV) U ’Imin =10(1＋7.5%)=10.75(KV)
在最大和最小负荷时变压器低压侧归算至高压侧的电压有：
U IImax = U Imax －?U max =107.5－(14.4×4.93＋10.8×63.5) 107.5
U IImin = U Imin －?U min =107.5－(4.9×4.93＋4.97×63.5) 107.5
解得：U Imax =100.46（KV ）
U Imin =104.3（KV ）
而最大最小负荷时分接头电压为：
U Tmax= U Imax×U IN U’Imax=100.46×1110.25=107.8(KV)
U Tmin= U Imin×U IN U’Imin=104.3×1110.75=106.7(KV)
U T= (U Tmax+ U Tmin) 2=(107.8＋106.7) 2=107.25(KV)
选用110-2.5％KV的分接头。
校验：低压母线电压
最大负荷时:
U’IImax= U Imax×U IN U T=100.46×11107.25 =10.3(KV)
最小负荷时：
U’IImin= U Imin×U IN U T=104.3×11107.25 =10.7(KV)
电压偏移：
最大负荷时：(10.3－10) 10×100% =3%
最小负荷时：(10.7－10) 10×100% =7%<7.5%
则由上可知，所选择的分接头满足调压的要求。
2、某一中枢点变电所I同时给两负荷A、B供电，已知负荷A、B的日负荷曲线和联络线上的损耗如图所示，设两负荷允许的电压偏移是±5％，求变电所I同时满足A、B两负荷点电压质量要求的电压允许变动范围，并作图。
解：
1、满足A点电压质量要求的电压允许变动范围为：
0－8时 U A+△U IA=(0.95—1.05)U N+0.04U N =(0.99—1.09)U N
8－16时 U A+△U IA=(0.95—1.05)U N+0.1U N =(1.05—1.15)U N
16－24时 U A+△U IA=(0.95—1.05)U N+0.04 U N =(0.99—1.09)U N
2、满足B点电压质量要求的电压允许变动范围为：
0－8时 U A+△U IB=(0.95—1.05)U N+0.01U N =(0.96—1.06)U N
8－16时 U A+△U IB=(0.95—1.05)U N+0.3U N =(0.98—1.08)U N
16－24时 U A+△U IB=(0.95—1.05)U N+0.01U N =(0.96—1.06)U N
变电所I同时满足A、B两负荷点电压质量要求的电压允许变动范围为：
0－8时 (0.99—1.06)U N
8－16时 (1.05—1.08)U N 16－24时 (0.99—1.06)U N
有机波谱分析习题 第一章电子辐射基础 (一)判断题 1．现代分析化学的任务是测定物质的含量。( ) 2．测定某有机化合物中C、H、O、N元素含量的方法属于定性分析。( ) 3．测定某有机化合物中是否含有羰基属于有机结构分析。( ) 4．利用物质分子吸收光或电磁辐射的性质，建立起来的分析方法属于吸收光谱分析。( ) 5．物质被激发后，利用物质跃迁至低能态或基态时发光的性质建立起来的分析方法属于发射光谱分析。( ) 6．根据Franck-condon原理，在电子能级发生跃迁时，必然伴随振动能级和转动能级的变化。( ) 7．紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱是有机结构分析的四种主要的有机光波谱分析方法，合称为四大谱。( ) 8．电磁辐射的波长越长，能量越大。( ) 9．有机波谱分析方法和仪器分析方法的灵敏度和准确度都要比化学分析法高得多。( ) 10．一般来讲，分子光谱远比原子光谱复杂，原子光谱通常为线状光谱，而分子光谱为带状光谱。( ) 11．吸收定律偏离线性完全是由于仪器因素引起的。( ) 12．电子能级间隔越小，跃迁时吸收光子的频率越大。( ) 13．分子光谱是由于电子的发射而产生的。( ) 14．分子荧光也叫二次光，都属吸收光谱的畴。( ) 15．ICP可用于测定F、Cl、Br、C、H、N、O、S等非金属元素。( ) (一)判断题答案 1．×2．×3．√4．√5．√6．√7．√8．×9．×l0．√11．×l2．×13．×l4．×l5．× (二)单选题 1．光或电磁辐射的二象性是指( )。 A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；D．电磁辐射具有波动性和微粒性。 2．光量子的能量与电磁辐射的哪一个物理量成正比?( ) A．频率；B．波长；C．周期；D．强度 3．可见光区、紫外光区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为( )。 A．紫外光区和无线电波区；B．紫外光区和红外光区； C。可见光区和无线电波区；D．可见光区和红外光区。 4．频率为l×107MHz的电磁辐射是处在哪个光区?( ) A．红外光区；B．紫外光区；C．无线电波区；D．可见光区。 5．有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的( )。 A．能量越大；B．波数越大；C．波长越长；D．频率越高。 6．分析化学发生第二次变革的年代是( )。 A．20世纪初；B．20世纪20年代；C．20世纪40年代；D．20世纪末。
波普解析试题 一、名词解释（5*4分=20分） 1.波谱学 2.屏蔽效应 3.电池辐射区域 4.重排反应 5.驰骋过程 二、选择题。（ 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：（） 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：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 3.预测H2S分子的基频峰数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 4.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是如何变化的：（） 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、12C B、15N C、19F D、31P 6.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 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（） 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 ( ) a.CH2=CH2 b.CH CH c.HCHO d. A、a、b、c、d B、a、c、b、d C、c、d、a、b D、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．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：( ) A． B. C. D. 三、问答题（5*5分=25分） 1．红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？ 2.影响物质红外光谱中峰位的因素有哪些？ 3. 色散型光谱仪主要有哪些部分组成？ 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？ 5. 紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？ 四、计算和推断题（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Br Cl? 。 (2) 分子中是否含有S? 。 (3)试确定其分子式为。 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（—O H）？。 （2）有没有苯环。 （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
波谱解析试题A 一、名词解释（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.屏蔽效应：感生磁场对外磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应 3.电池辐射区域：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.重排反应;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.驰骋过程: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。 二、选择题。（10*2分=20分）CDBBA BCCAB 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：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 3. 预测H2S分子的基频峰数为：（B ） A、4 B、3 C、2 D、1 4. 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是如何变化的：（） 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、12C B、15N C、19F D、31P 6.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 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（）
波普分析试题及答案 《波谱分析》自测题1 一、简要回答下列可题(每小题5分，共30分) 1、用其它方法分得一成分，测得UV光谱的λ=268nm，初步确定该max 化合物结构可能位A或B。试用UV光谱做出判断。 (A) (B) 2、应用光谱学知识，说明判定顺、反几何异构的方法。 3、试解释化合物A的振动频率大于B的振动频率的原因。 CH3OO NCC HHCH3 -1-1 (A) ν1690cm (B) ν1660cmC=OC=O OO CHC ClCHC CH333 -1 -1 (A)ν1800cm (B)ν1715cmC=OC=O 4、下列各组化合物用“*”标记的氢核，何者共振峰位于低场,为什么, OCH3 CHC3 5、某化合物分子离子区质谱数据为M(129)，相对丰度16.5%; M+1 (130)，相对丰度1.0%;M+2(131)，相对丰度0.12%。试确定 其分子式。
二、由C、H组成的液体化合物，相对分子量为84.2，沸点为63.4 ?。其红外吸收光谱见图11-12，试通过红外光谱解析，判断该化合物的结构。 1三、化合物的H—NMR如下，对照结构指出各峰的归属。 a c d b NCHCHCHCH2332 N O 13四、某化合物CHO，经IR测定含有OH基和苯基，其C—NMR信息1312 为76.9(24,d), 128.3(99,d), 127.4(57,d), 129.3(87,d), 144.7(12,s)，试推断 其结构。(括号内为峰的相对强度及重峰数) 五、某酮类化合物的MS见下图，分子式为CHO，试确定其结构。 816
六、试用以下图谱推断其结构。
第一章紫外光谱 一、名词解释 1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强. 2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统. 3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用. 4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用. 5、增色作用:使吸收强度增加的作用. 6、减色作用:使吸收强度减低的作用. 7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰. 二、选择题 1、不是助色团的是：D A、－OH B、－Cl C、－SH D、 CH3CH2－ 2、所需电子能量最小的电子跃迁是：D A、ζ→ζ* B、 n →ζ* C、π→π* D、 n →π* 3、下列说法正确的是：A A、饱和烃类在远紫外区有吸收 B、 UV吸收无加和性 C、π→π*跃迁的吸收强度比n →ζ*跃迁要强10－100倍 D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移 4、紫外光谱的峰强用εmax表示，当εmax＝5000～10000时，表示峰带：B 很强吸收B、强吸收 C、中强吸收 D、弱吸收 5、近紫外区的波长为：C A、 4－200nm B、200－300nm C、200－400nm D、300－400nm 6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λmax在230～270之间，中心为254nm的吸收带是：B A、R带 B、B带 C、K带 D、E1带 7、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 8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：D A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级差大 D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 9、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、乙醇 C、甲醇 D、正己烷 10、下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是：A A、 B、 C、 D、 11、下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是：A（b） A、 B、 C、 D、 12、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为A
光谱分析基本定律——Lambert-Beer定律： 电磁波的波粒二象性——Planck方程： 电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱（光波谱）。分区依次（短→长）为： γ射线区→X射线区→紫外光区（UV）→可见光区→红外光区（IR）→微波区→射频区（NMR）Franck-Condon原理：①电子跃迁时认为核间距r不变，发生垂直跃迁；②电子能级跃迁时必然同时伴有多种振动能级和转动能级的变化，同理振动能级跃迁时必然同时伴有多种转动能级的变化。 有机波谱的三要素：谱峰的①位臵（定性指标）、②强度（定量指标）和③形状。 【提请注意】对《天然药物化学成分波谱解析》（以下简称“教材”）P.5图1-8不理解的同学，应注意到轨道其中的“+”“-”表示的是波函数的位相，而不是电性！
E总=E0+E平+E转+E振+E电 电子跃迁类型： ①σ→σ*、②n→σ*、③π→π*、④n→π*，其中，后两者对紫外光谱有意义。此外，还包括主要存在于无机物的⑤电荷迁移跃迁和⑥配位场跃迁。 分子和原子与电磁波相互作用，从一个能级跃迁到另一个能级要遵循一定的规律，这些规律称为光谱选律。紫外光谱所遵循的选律包括：①自选旋律和②对称性选律。 影响紫外光谱最大吸收波长（λmax）的主要因素： ①电子跃迁类型； ②发色团（生色团）和助色团； ③π-π共轭、p-π共轭和σ-π超共轭（弱）； ④溶剂和介质； 〃规律：溶剂极性增大，n→π*跃迁发生篮移（紫移），π→π*跃迁发生红移。 〃总结：溶剂的选择原则即紫外透明、溶解度好、化学惰性。 〃例子：甲醇、95%乙醇、环己烷、1,4-二氧六环。 【相关概念】等色点：同一化合物在不同pH条件下测得的紫外光谱曲线相交于一点，此即~。 ⑤顺反异构、空间位阻和跨环效应。 影响紫外光谱吸收强度（εmax）的主要因素： εmax=0.87×1020×P(跃迁几率)×α(发色团的靶面积) 【提请注意】严格地说，跃迁的强度最好是用吸收峰下的面积来测量（如果是以ε对ν作图）！ 吸收带：跃迁类型相同的吸收峰称为~。包括：①R带（基团型谱带）、②K带（共轭型谱带）、③B带（苯型谱带）、④乙烯型谱带（E1带、E2带）。 【学习交流】不同文献对苯的吸收带命名不甚一致，有时也把E1带、E2带和B带分别叫做180带、200带和256带。为什么？ 紫外光谱中计算λmax的四大经验规则： 基 ①Woodward-Fieser规则Ⅰ（适用于共轭二烯、共轭三烯和共轭四烯）； ②Fieser-Kuhns规则（适用于共轭多烯）； λmax=114+5M+n(48-1.7n)-16.5R endo-10R exo ③Woodward-Fieser规则Ⅱ（适用于α , β不饱和羰基化合物）；
综合谱图解析 1.某未知物分子式为C5H12O,它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。并解释质谱中m/z 57和31的来源。
2?待鉴定的化合物（I ）和（II ）它们的分子式均为C 8H 12O 4。它们的质谱、红外 光谱和核磁共振谱见图。也测定了它们的紫外吸收光谱数据：（I ）入max 223nm , S 4100; （II ）入max 219nm 2300,试确定这两个化合物。 未之物（I ）的谱图 127 100-1 - 10 10 曲 凹 M 亠亲) ? 册 -J P 科 J S W
未之物（II）的谱图
3、某未知物的分子式为C 9H 10O 2，紫外光谱数据表明：该物入max 在26 4、262 I? 257、252nm （&maxIOI 、158、147、194、153）;红外、核磁数据如图所示，试 0 LOtMio. sopoiggg 翌g 嚴效 却31卿］卿丄电00 uyo iw mo 推断其结构，并说明理 由。 ! \ \ 「 1 CCh 1 I J —' 1 1 _■ ____ __ _ ,B . _ ，- T J.亠」亠亠」亠 | * --------------- U 5>0 4. 0 d/ppm
4.某未知物C ii H i6的UV 、IR 、中NMR 、MS 谱图及13C NMR 数据如下，推导 未知物结构。 序号 S c ( ppm ) 碳原子个数 序号 S c ( ppm ) 碳原子个数 1 143.0 1 6 32.0 1 2 128.5 2 7 31.5 1 3 128.0 2 8 22.5 1 4 125.5 1 9 10.0 1 5 36.0 1 MS(E[] 100 so 30D A/tnn 350 血 >0624*68<)2 4 內 OS n 2 2 98765^43211 0SU 'H bMRfCDCI^
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）670.7μ（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）σ→σ*（2）π→π*（3）n→σ*（4）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 （1）水（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷 6. 下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是
（1）（2） （3）
（4）7. 下列化合物，紫外吸收λmax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？ 3. 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? 4. 影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些？ 5. 溶剂对紫外吸收光谱有什么影响？选择溶剂时应考虑哪些因素？ 6. 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？ 7. 为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π*跃迁波长红移？而使羰基n→π*跃迁波长蓝移？ 8. 为什么共轭双键分子中双键数目愈多其π→π*跃迁吸收带波长愈长？请解释其因。 9. 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？ 10. 某些有机化合物，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？ 11. 画出酮羰基的电子轨道（π，n，π*）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。 12. 某化合物的紫外光谱有B吸收带,还有λ=240nm,ε=13×104及λ=319nm，ε=50两 个吸收带，此化合物中含有什么基团？有何电子跃迁？ 13. 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尔吸光 系数的范围。
第一章质谱习题 1、有机质谱图的表示方法有哪些是否谱图中质量数最大的峰就是分子离子峰，为什么 2、以单聚焦质谱仪为例，说明质谱仪的组成，各主要部件的作用及原理。 3、有机质谱的分析原理及其能提供的信息是什么 4、有机化合物在离子源中有可能形成哪些类型的离子从这些离子的质谱峰中可以得到一些什么信息 5、同位素峰的特点是什么如何在谱图中识别同位素峰 6、谱图解析的一般原则是什么 7．初步推断某一酯类（M=116）的结构可能为A或B或C，质谱图上m/z 87、m/z 59、m/z 57、m/z29处均有离子峰，试问该化合物的结构为何 （A）（B） （C） 8．下列化合物哪些能发生McLafferty重排 9．下列化合物哪些能发生RDA重排 10．某化合物的紫外光谱：262nm（15）；红外光谱：3330~2500cm-1间有强宽吸收，1715 cm-1处有强宽吸收；核磁共振氢谱：δ处为单质子单峰，δ处为四质子宽单峰，δ处为三质子单峰，质谱如
图所示。参照同位素峰强比及元素分析结果，分子式为C5H8O3，试推测其结构式。 部分习题参考答案 1、表示方法有质谱图和质谱表格。质量分析器出来的离子流经过计算机处理，给出质谱图和质谱数据，纵坐标为离子流的相对强度（相对丰度），通常最强的峰称为基峰，其强度定为100%，其余的峰以基峰为基础确定其相对强度；横坐标为质荷比，一条直线代表一个峰。也可以质谱表格的形式给出质谱数据。 最大的质荷比很可能是分子离子峰。但是分子离子如果不稳定，在质谱上就不出现分子离子峰。根据氮规则和分子离子峰与邻近峰的质量差是否合理来判断。 2、质谱仪的组成：进样系统，离子源，质量分析器，检测器，数据处理系统和真空系统。 进样系统：在不破坏真空度的情况下，使样品进入离子源。气体可通过储气器进入离子源；易挥发的液体，
波谱分析(spectra analysis) 波谱分析的内涵与外延： 定义：利用特定的仪器，测试化合物的多种特征波谱图，通过分析推断化合物的分子结构。特定的仪器：紫外，红外，核磁，质谱，（X-射线，圆二色谱等） 特征波谱图: 四大谱；X-射线单晶衍射，圆二色谱等 化合物：一般为纯的有机化合物 分子结构：分子中原子的连接顺序、位置；构象，空间结构 仪器分析（定量），波谱分析（定性） 综合性、交叉科学（化学、物理、数学、自动化、计算机） 作用：波谱解析理论原理是物理学，主要应用于化学领域（天然产物化学和中药化学、有机化学、药物化学等），在药物、化工，石油，食品及其它工业部门有着广泛的应用；分析的主要对象是有机化合物。 课程要求：本课将在学生学习有机化学、分析化学、物理化学等课程的基础上，系统讲授紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振光谱(NMR)和质谱(MS)这四大光谱的基本原理、特征、规律及图谱解析技术,并且介绍这四大光谱解析技术的综合运用,培养学生掌握解析简单有机化合物波谱图的能力。为学习中药化学有效成分的结构鉴定打下基础。 第一章紫外光谱（ultraviolet spectra,UV) 一、电磁波的基本性质和分类 1、波粒二象性 光的三要素：波长（λ），速度（c），频率(v) 电磁波的波动性 光速c：c=3.0 x 1010 cm/s 波长λ ：电磁波相邻波峰间的距离。用nm,μm,cm,m 等表示 频率v：v=c/ λ，用Hz 表示。 电磁波的粒子性 光子具有能量，其能量大小由下式决定： E = hν = hc/λ(式中E为光子的能量，h为普朗克常数，其值为6.624× 10-34j.s ) 电磁波的分类
有机波谱解析（习题一） 1、试推测有机化合物A 、B 和C 的结构式 （B ）有碘仿反应，红外光谱图在1715cm -1有强吸收峰。A 的NMR 数据为3H （单峰），2H （四重峰），3H （三重峰）。 2、化合物A （C 6H 14O ），1HNMR 如下：δ0.9（9H ，单峰），δ1.10（3H ，双峰），δ3.40（1H ，四重峰），δ4.40（1H ，单峰）。A 与酸共热生成B （C 6H 12），B 经臭氧化和还原水解生成C （C 3H 6O ），C 的1HNMR 只有一个信号：δ2.1，单峰。请写出A 、B 、C 的构造式。 3、一中性化合物C 7H 13O 2Br 不产生肟或苯腙衍生物，IR 谱显示在2850~2950cm -1有一些吸收峰，但在3000cm -1以上没有，另一强吸收在1740cm -1。1HNMR 谱显示如下的信号：δ1.0（三重峰，3H ），δ1.3（二重峰，6H ），δ2.1（多重峰，2H ），δ4.2（三重峰，1H ），δ4.6（多重峰，1H ）。试推断其结构并指认各谱峰的归属。 4、根据1HNMR 谱推测下列化合物的结构。 1）C 8H 10，δH ：1.2（t ，3H ），2.6（q ，2H ），7.1（b ，5H ）ppm ； 2）C 10H 14，δH ：1.3（s ，9H ），7.3~7.5（m ，5H ）ppm ；， 3）C 6H 14，δH ：0.8（d ，12H ），1.4（h ，2H ）ppm 4）C 4H 6Cl 4，δH ：3.9（d ，4H ），4.6（t ，2H ）ppm 5）C 4H 6Cl 4，δH ：1.4（d ，2H ），5.2（t ，4H ）ppm 6）C 4H 6Cl 2，δH ：2.2（s ，3H ），4.1（d ，2H ），5.1（t ，1H ）ppm 7）C 14H 14，δH ：2.9（s ，4H ），7.1（b ，10H ）ppm [其中：s 表示单峰；d 表示双峰；b 表示宽峰；t 表示三重峰；q 表示四重峰；m 表示多重峰；h 表示七重峰] C 4H 8Cl （A）C 4H 8O C 4H 6C 4H 8O C 4H 10O Hg 2+（B）（C）H 2O/H 2SO 4 H 2/Ni
波谱解析1 一、名词解释 1. 助色团 2. 特征频率区 二、简答题 1．1H-1H COSY谱的主要特征和用途？ 2. 在质谱中，判断分子离子峰的原则有哪些？ 三、化合物可能是A或B，它的紫外吸收λmax 为273nm （lgε=4.9），试计算并指出这个化合物是属于哪一种结构。 （A）（B） 参考答案： A: 217（基值）+30（共轭双烯）+36（同环二烯）＋5×1（环外双键）＋5×3（烷基）=303（nm） B: 217（基值）+30（共轭双烯）＋5×1（环外双键）＋5×4（烷基）=272（nm）其中，化合物B的计算值与给出的紫外吸收λmax （273nm）接近，因此，该化合物为B。 四、下面为化合物A、B的红外光谱图，请指出图中其主要官能团的振动吸收峰。 化合物A
化合物B 参考答案： 化合物A：约1750 cm-1 为酯羰基的振动吸收峰。 化合物B：3320 cm-1为苯环中酚羟基的O-H伸缩振动吸收峰；1598、1500、1475 cm-1为苯环骨架的C=C振动伸缩吸收峰。 五、归属下列化合物（乙醇）氢谱中的质子信号。 （乙醇结构式：CH3CH2OH）
参考答案： 乙醇： CH3 0.95（t，7.0）；OCH2 3.39（q，7.0）；OH 4.42（宽单峰） 0.95(t, 7.0) 4.42(br.s) H3C CH2OH 3.39(q, 7.0) 六、综合解析：某化合物分子式为C3H6O2，下面为其UV、IR、MS、13C-NMR（包含OFR）、 1H-NMR图谱，试推断该化合物的结构，并简要写明推导过程。
参考答案： 解析：C8H8O Ω=8＋1－(8/2) ＝5 13C-NMR中 δ26.3（q）为－CH3；
五大波普解析步骤 （一）紫外光谱 解析UV应用时顾及吸收带的位置，强度和形状三个方面。从吸收带（K带）位置可估计产生该吸收共轭体系的大小；从吸收带的强度有助于K带，B带和R带的识别；从吸收带的形状可帮助判断产生紫外吸收的基团，如某些芳香化合物，在峰形上可显示一定程度的精细结构。一般紫外吸收光谱都比较简单，大多数化合物只有一、两个吸收带，因此解析较为容易。可粗略归纳为以下几点： ① 如果化合物在220～800nm区间无吸收，表明该化合物是脂肪烃、脂环烃或它们的简单衍生物。 ② 如果在220～250nm间显示强吸收（ε近10000或更大），表明有R带吸收，即分子结构存在共轭双烯或α，β—不饱和醛、酮。 ③ 如果在250～290nm间显示中等强度（ε为200～1000）的吸收带，且常显示不同程度精细结构，表明结构中有苯环或某些杂芳环的存在。 ④ 如果在290nm附近有弱吸收带（ε<100），则表明分子结构中非共轭羰基。 ⑤如果在300nm上有***度吸收，说明该化合物有较
大的共轭体系；若***度吸收具有明显的精细结构，说明为稠环芳、稠环杂芳烃或其衍生物。 （二）红外光谱 1. 解析红外光谱的三要素（位置、强度和峰形） 在解析红外光谱时，要同时注意红外吸收峰的位置，强度和峰形。吸收位置是红外吸收最重要的特点，但在鉴定化合物分子结构时，应将吸收峰的位置辅以吸收峰强度和峰形综合分析。每种有机化合物均显示若干吸收峰，对大量红外图谱中各吸收峰强度相互比较，归纳出各种官能团红外吸收强度的变化范围。只有熟悉各官能团红外吸收的位置和强度处于一定范围时，才能准确推断出官能团的存在 2 .确定官能团的方法 对于任何有机化合物的红外光谱，均存在红外吸收的伸缩振动和多种弯曲振动。因此，每一个化合物的官能团的红外光谱图在不同区域显示一组相关吸收峰。只有当几处相关吸收峰得到确认时，才能确定该官能团的存在。例1. 甲基（CH3）：2960cm-1和2870cm-1为伸缩振动，1460cm-1和1380cm-1为其弯曲振动。例2. 亚甲基（CH2）：2920cm-1和2850cm-1为其伸缩振动，1470cm-1和720cm-1为其弯曲振动。 例3. 酯基：νC=O为1750~1725cm-1，νC－O在
分析化学考研有机化合物波谱解析真题
第一章 紫外光谱 一、简答 1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。试绘出其能级图，并说明能产生何种电子跃迁？各种跃迁可在何区域波长处产生吸收？ 2．指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸收波长较长的光线（只考虑π→π*跃迁）。 (2) (1) 及 NHR 3 CH CH OCH 3 CH 及CH 3 CH CH 2 3．与化合物（A ）的电子光谱相比，解释化合物（B ）与（C ）的电子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。 (C)(B) (A)入max ＝420 εmax ＝18600 入max ＝438 εmax ＝22000 入max ＝475 εmax ＝320003 N N N NO HC 32(CH )2 N N N NO H C 32(CH )2 2 32(CH )(CH )23N N N NO 4．苯胺在λmax 处的εmax 为1430，现欲制备一苯胺水溶液，使其透光率为30%（1cm 比色池），试问制备100ml 该溶液需取多少克苯胺？ 二、分析比较 1．指出下列两个化合物在近紫外区中的区别：
CH CH 3 2 (A) (B) 2．某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙 醇中）时，溶剂对n →π*跃迁及π→π* 跃迁有何影响？用能级图表示。 3．试述对二烷基苯甲酸在下面一些溶剂中的紫 外光谱的区别： λ 乙醚 max =277nm εmax ＝ 20600 λEtOH max =307nm εmax ＝19000 λ HCl max =307nm εmax ＝970 三、试回答下列各问题 1．某酮类化合物λhexane max ＝305nm ，其λEtOH max =307nm, 试问，该吸收是由n→π*跃迁还是π→π*跃迁引起的？ 2. 1,1二苯乙烯（A ）在环己烷中的UV 光谱与蒽（B ）的UV 光谱有相当大的区别。在浓硫酸中这两个化合物UV 光谱非常相似，见表1-5，而在稀硫酸中又与环己烷中的UV 光谱相同，试问在浓硫酸中这两个化合物发生了什么变化？ N R R COOH
最新有机波谱分析考试题库及答案目录 第二章:紫外吸收光谱 法 ..................................................................... ........................................................ , 第三章红外吸收光谱法...................................................................... ................................................... , 第四章 NMR习 题 ..................................................................... ........................................................ ,, 第五章质 谱 ..................................................................... ................................................................. ,, 波谱分析试卷 A ...................................................................... ................................................................. ,, 波谱分析试卷 B ...................................................................... ................................................................. ,, 波谱分析试卷 C ...................................................................... ................................................................. ,, 二 ..................................................................... ........................................................................
《波谱原理及解析》（二版）习题参考答案 第2章 UV (1)有机分子常见的有σ→σ* 、n →σ*、 π→π*、n →π* 跃迁、还有电荷转移跃迁和配位体场微扰 的d →d *跃迁等。得到紫外-可见吸收光谱的主要是π→π*、n →π* 跃迁；含原子半径较大的杂原子的n→σ*跃迁造成；还有电荷转移跃迁和配位体场微扰的d →d *跃迁。 (2)a. 227; b.242; c.274; d.286; e.242; f.268; g.242; h.353; i.298; j.268。 (3)(1)可以，232，242；（2）可以，237，249；（3）可以257，222；（4）可以，259， 242。 (4)上式：蓝移，ε变小，参见书； 下式：蓝移？，ε变小，参见书。 (5)2.65?104 (6)258nm （11000）为对硝基苯甲酸；255nm （3470）为邻硝基苯甲酸。后者有位阻，共轭差。 (7)乙酰乙酸乙酯有烯醇式和酮式，烯醇式有共轭体系，其π→π*在240nm 附近。可见溶剂极性小，烯 醇式多，ε大。 (8). (9).为B ，254nm (10).H 2C CH 3 CH 3 (11).样品在水中不溶，丙酮和苯的透明下限太大，水、丙酮和苯不能用。乙醇、环己烷、甲醇可用，乙 醇最好，无毒、便宜，且测定后与文献值对照不用做溶剂校正。 (12).A 大，因 A 中的NH 2上的未共用电子对与苯环形成共轭，而 B 上的NH 2上的未共用电子对与苯环不 形成共轭。 第3章 IR (1).不一定，只有有偶极距变化的振动产生红外吸收。 (2)υC=O 的大小：RCOOR ’>RCOR ’>RCONHR ’ (3)A 的υC=O 大，B 有二甲氨基给电子共轭效应。 (4)（a ）p-CH 3-Ph-COOH 与Ph-COOCH 3不同，前者有COOH 、对二取代；后者有酯基及单取代 苯。所以，在3200~2500、900~650cm -1处不一样。另外，后者有1330~1230 cm -1最强峰，无955~915 cm -1宽峰；前者有3200~2500特征峰、955~915 cm -1宽峰，最强峰为υC=O 。 （b ）苯酚有单取代苯环，3100~3000、1625~1450、900~650的相关吸收；环己醇在 3000~2800、~1465有相关吸收。δOH 和υC-O 的吸收位置也不一样。 （5）A 是环状酸酐，有两个υC=O ；B 是内酯，有1个υC=O 。 （6）为前者。 （7）Ph-COCH 3 ; （8）p-NO 2-Ph-CHO; （9）1-辛烯， （10）（a ）1738 cm -1、1650 cm -1、1717 cm -1 分别B 、C 、A 的υC=O ；(b) 当溶剂极性减小时烯醇式 增多，故C 增强，A 、B 减弱；(c) 此强吸收对应着烯醇式中αβ不饱和酯的UV 光谱，溶剂由乙醇变为己烷时烯醇式增多，故此吸收增强。 （11）邻二甲苯。 （12） 乙酸乙酯。 33C 3CH 23333 (242n m )
波谱解析试题A 二、选择题。（ 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H2S分子的基频峰数为：（ B） A、4 B、3 C、2 D、1 4.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、12C B、15N C、19F D、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 ) a.CH2=CH2 b.CH CH c.HCHO d. A、a、b、c、d B、a、c、b、d C、c、d、a、b D、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. 三、问答题（5*5分=25分） 1．红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？
1. 请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认（溶剂CDCl3）。 答：从结构式可知该化合物具有对称结构，两个苯环相应谱峰重合，只需考虑一个苯环。该化合物氢谱在7.0~8.0区间有三组峰，从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。其中，δ≈7.97的峰为d峰，2H，化学位移值较大说明它处于羰基的邻位（羰基为强吸电子基团，对邻对位有去屏蔽作用），应为a、a'。另外该峰为双峰也证明这一点（a仅和b，a'仅和b'耦合）。δ≈7.65的峰仅有一个H，因此应为c，该峰为t峰表明c与b、b'耦合。δ≈7.50的峰为t峰，2H，其化学位移值最小表明它应处于羰基间位，应为b、b'，另外b和a、c，b'和a'、c耦合，因此该峰应为三重峰，与谱图吻合。 2. 请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认（仪器频率400 MHz，溶剂CDCl3）。 解：该化合物的氢谱在低场共有6组峰，其中δ7.26处的单峰为溶剂峰（即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰）。剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1，对应a和a'、b和b'、c、d、e六种质子。 其中δ≈9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e，其耦合常数J = 8.0 Hz，应是e和邻位氢d的耦合常数。δ6.75处的峰（1H）为dd峰，耦合常数为J = 16, 8.0 Hz，其中16 Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数，而8.0 Hz即是与醛基氢e的耦合常数，因此该峰为d。δ7.38处的双峰耦合常数J = 16 Hz，说明该氢和峰d处于烯键反位，因此为c。 δ 6.68 (2H, d, J = 8.8 Hz)和7.45 (2H, d, J = 8.8 Hz)应为对位二取代苯环上的两组质子，两个取代基中，二甲胺基是供电子基团，使邻对位质子移向高场，而烯键是吸电子基团，使
核磁共振波谱分析法习题 一、简答题 1．根据o=H0/2,可以说明一些什么问题？ 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？ 3．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? 4．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？ 5．下列化合物OH的氢核，何者处于较低场?为什么? 6．解释在下列化合物中，Ha、Hb的值为何不同？
7．何谓自旋偶合、自旋裂分？它有什么重要性？ 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/ 9．简要讨论13C-NMR在有机化合物结构分析中的作用。 10．影响化学位移的因素有哪些？ 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，Li=3.2560, B=2.6880, As =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 2．在 O－H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) A 2 B 1 C 4 D 3 3．下列化合物的1H NMR谱，各组峰全是单峰的是 ( ) A CH3-OOC-CH2CH3 B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 C CH3-OOC-CH2-COO-CH3 D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3
四大谱图基本原理及图谱解析 一.质谱 1.基本原理： 用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。 在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+·)叫分子离子。它还会发生一些化学键的断裂生成各种 碎片离子。带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成： 式中：m／e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m／z表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。由于大多数离子只带一个电荷，故m／z就可以看作离子的质量数。 质谱的基本公式表明： （1）当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m／z ∝r2m)，质荷比(m／z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。 （2）当加速电压(V)一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m／z)与磁场强度的平方成正比(m／z∝H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。 （3）若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m／z)与加速电压(V)成反比(m／z∝1／V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范