聚合物研究方法復(fù)習(xí)題及答案

第一、二章紅外及拉曼一、思考題1、IR和拉曼光譜產(chǎn)生的條件。2、影響IR和拉曼吸收峰位置，峰數(shù)和強(qiáng)度的因素。3、常見基團(tuán)的特征吸收頻率。二、選擇題1、紅外光譜（圖10-28）表示分子式為C8H9O2N的一種化合物，其結(jié)構(gòu)與下列結(jié)構(gòu)式哪一個(gè)符合？解：（A）結(jié)構(gòu)含—OH，而圖中無vOH峰，排除（C）結(jié)構(gòu)中含CNH2，伯酰胺，而圖中無1650、1640cm-1的肩峰，排除。（D）與（E）結(jié)構(gòu)中有-COOH，而圖中無3000cm-1大坡峰，排除。（B）圖中3600cm-1，3300cm-1為vAr—N1680cm-1，為vC=O1600~1400cm-1為苯骨架振動(dòng)1300~1000cm-1表示有C-O-C所以應(yīng)為（B）。三、問答題4、下列化合物在紅外光譜中哪一段有吸收？各由什么類型振動(dòng)引起？HOCH=OCH3—CO2CH2C≡CH（A）（B）解：（A）C-H：vOH3700~3200cm-1δOH1300~1165cm-1vCH(O2820~2720cm-1雙峰vC=O1740~1720cm-1苯骨架振動(dòng)：1650~1450cm-1苯對(duì)位取代：860~800cm-1v=CH3100~3000cm-1（B）CH3COCH2C≡CH：vC=O1750~1735cm-1vC—O—C1300~1000cm-1vC≡C2300~2100cm-1v≡CH3300~3200cm-1vasC—H2962±10cm-1、2926±5cm-1vsC—H2872±10cm-1、2853±10cm-1δasC—H1450±20cm-1、1465±20cm-1δsC—H1380~1370cm-1四、結(jié)構(gòu)推斷題1、芳香化合物C7H8O，紅外吸收峰為3380、3040、2940、1460、1010、690和740cm-1，試推導(dǎo)結(jié)構(gòu)并確定各峰歸屬。解：Ω=7+1–8/2=43380cm-1表明有-OH3040cm-1表明為不飽和H690與740cm-1表明苯單取代得3380cm-1為vOH；2940cm-1為CH2的vC-H；3040cm-1為v=C-H；1460cm-1為苯骨架振動(dòng)；1010cm-1，為vC-O；690與740cm-1為苯單取代δC-H2、化合物C4H5N，紅外吸收峰：3080,2960,2260,1647,990和935cm-1，其中1865為弱帶，推導(dǎo)結(jié)構(gòu)。解：Ω=4+1+251(=3CH2=CHCH2C≡N3080cm-1為v=C-H；2960cm-1、2260cm-1為vC-H；1647cm-1為vC≡N；1418cm-1為δC-H；990cm-1和935cm-1為烯烴—取代δ=C-H3、分子式為C7H5OCl的化合物，紅外吸收峰：3080，2810，2720，1705，1593，1573，1470，1438，1383，1279，1196，1070，900及817cm-1，試推結(jié)構(gòu)。解：Ω=7+1–5/2=5ClC-H3080cm-1為v=C-H；2810cm-1、2720cm-1為vCH（O）費(fèi)米共振雙峰；1705cm-1為vC=O；1593、1573、1470、1438cm-1為苯骨架振動(dòng)vC=C；1383、1279、1196、1070cm-1為苯對(duì)位取代倍頻和組頻；900及817cm-1為苯對(duì)位取代δC-H。第三章紫外光譜一、問答題1、電子躍遷有哪些種類？能在紫外光譜上反映出的電子躍遷有哪幾類？答：電子躍遷有σ→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*、π→σ*、σ→π*能在紫外光譜上反映的：n→π*、π→π*、n→σ*2、下列化合物在反應(yīng)前后吸收帶將發(fā)生什么變化？為什么？答：當(dāng)苯胺在酸性溶液中轉(zhuǎn)變?yōu)殇@正離子，由于質(zhì)子與氨基的n電子結(jié)合，而不再與苯環(huán)的π電子共軛，這種離子的吸收帶與苯胺相比較紫移，強(qiáng)度減弱。不飽和羧酸與堿反應(yīng)后生成羧酸鹽，羧酸根中羧基碳原子和兩個(gè)氧原子上的P電子是共軛的，所以這種羧酸鹽類的吸收帶與羧酸相比，向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，并且吸收強(qiáng)度增加。二、選擇題1．光量子的能量正比于輻射的（A）A：頻率B：波長(zhǎng)C：波幅D：傳播速度2．電子能級(jí)間隔越小，躍遷時(shí)吸收光子的（B）A：能量越大B：波長(zhǎng)越長(zhǎng)C：波數(shù)越大D：頻率越高E：以上A、B、C、D、都對(duì)3．所謂真空紫外區(qū)，其波長(zhǎng)范圍是（C）A：200～400nmB：400～800nmC：100～200nmD：E：三、填充題1.化合物，除有和躍遷以外，還有n→σ*,π→π*類型的躍遷。2.環(huán)戊烯電子在能級(jí)間隔最小的兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷，其躍遷類型是＿π→π*＿。3．二甲醚（）的最長(zhǎng)吸收波長(zhǎng)約在185nm,對(duì)應(yīng)的躍遷類型是＿n→σ*＿。4．在生色基中，R吸收帶是由n→π*＿躍遷引起的。5.在型化合物，X上的n電子與上的電子共軛，使吸收帶＿紅移＿＿＿。6．苯的三個(gè)吸收帶波長(zhǎng)大小順序?yàn)?，而大小順序?yàn)椋逧1>E2>B。7．帶是由n→π*躍遷引起，其特征波長(zhǎng)較長(zhǎng)強(qiáng)度＿較弱＿。K帶是由＿π→π*＿躍遷引起，其特征波長(zhǎng)＿較短，吸收強(qiáng)度很強(qiáng)。8.與的帶，波長(zhǎng)長(zhǎng)的是＿后者＿，與的帶，波長(zhǎng)長(zhǎng)的是＿后者＿。9.化合物在正丁烷與水中均能出現(xiàn)兩個(gè)吸收帶，一對(duì)是230nm1和329nm,這是在＿正丁烷為溶液中測(cè)定。另一對(duì)是243nm和305nm，這是在水為溶液中測(cè)定。第四章核磁共振nm310nm310-,*→σσ*→πσ*→σπ33CHOCH--ON=-XCOR--COπ*→ππ12EEB>>maxεR66HC256NHHC-B66HC256CHCHHC=-B233(CHCCOCH=一、問答題1、HNMR和CNMR的原理是什么2、影響化學(xué)位移的因素有哪些二、選擇題1、在O-H體系中，質(zhì)子受氧核自旋－自旋偶合產(chǎn)生多少個(gè)峰?(2(12(21(34(432.下列化合物的1HNMR譜,各組峰全是單峰的是(3(1CH3-OOC-CH2CH3(2(CH32CH-O-CH(CH32(3CH3-OOC-CH2-COO-CH3(4CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH33.一種純凈的硝基甲苯的NMR圖譜中出現(xiàn)了3組峰,其中一個(gè)是單峰,一組是二重峰，一組是三重峰.該化合物是下列結(jié)構(gòu)中的(b4、在下面四個(gè)結(jié)構(gòu)式中(3哪個(gè)畫有圈的質(zhì)子有最大的屏蔽常數(shù)？5、下圖四種分子中，帶圈質(zhì)子受的屏蔽作用最大的是(b三、結(jié)構(gòu)推斷1、試推測(cè)分子式為C3H6Cl2,且具有下列NMR譜數(shù)據(jù)的化合物結(jié)構(gòu).d質(zhì)子數(shù)信號(hào)類型2.22五重峰3.84三重峰答：d2.2,2H五重峰說明有4個(gè)等價(jià)的鄰接H,故該化合物結(jié)構(gòu)為:CH2(CH2Cl22、一個(gè)沸點(diǎn)為72OC的碘代烷,它的1H-NMR譜:d=1.8(三重峰,3H和3.2(四重峰,2H試推測(cè)其結(jié)構(gòu)并加以說明。答：δ=1.8(三重峰,3H和3.2(四重峰,2H,這兩個(gè)結(jié)合是典型的乙基峰,而且該化合物沸點(diǎn)低.該結(jié)構(gòu)為:CH3CH2I第五章質(zhì)譜一、問答題1、比較電子轟擊離子源、場(chǎng)致電離源及場(chǎng)解析電離源的特點(diǎn)。答：（1）電子轟擊源，電子轟擊的能量遠(yuǎn)高于普通化學(xué)鍵的鍵能，因此過剩的能量引起分子多個(gè)鍵的斷裂，產(chǎn)生許多碎片離子，因而能夠提供分子結(jié)構(gòu)的一些重要的官能團(tuán)信息，但對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量較大、或極性大，難氣化，熱穩(wěn)定性差的有機(jī)化合物，在加熱和電子轟擊下，分子易破碎，難以給出完整分子離子信息。（2）在場(chǎng)致電離源的質(zhì)譜圖上，分子離子峰很清楚，但碎片峰則較弱，因而對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定有利，但缺乏分子結(jié)構(gòu)信息。（3）場(chǎng)解析電離源，電離原理與場(chǎng)致電離相同，解吸試樣分子所需能量遠(yuǎn)低于氣化所需能量，因而有機(jī)化合物不會(huì)發(fā)生熱分解，即使熱穩(wěn)定性差的試樣仍能得到很好的分子離子峰，分子中的C-C鍵一般不會(huì)斷裂，因而很少生成碎片離子?？傊?，場(chǎng)致電離和場(chǎng)解析電離源都是對(duì)電子轟擊源的必要補(bǔ)充，使用復(fù)合離子源，則可同時(shí)獲得完整分子和官能團(tuán)信息。2、試述化學(xué)電離源的工作原理。答：化學(xué)電離源內(nèi)充滿一定壓強(qiáng)的反應(yīng)氣體，如甲烷、異丁烷、氨氣等，用高能量的電子（100eV）轟擊反應(yīng)氣體使之電離，電離后的反應(yīng)分子再與試樣分子碰撞發(fā)生分子離子反應(yīng)形成準(zhǔn)分子離子QM+,和少數(shù)碎片離子。在CI譜圖中,準(zhǔn)分子離子峰往往是最強(qiáng)峰,便于從QM+推斷相對(duì)分子質(zhì)量，碎片峰較少，譜圖簡(jiǎn)單，易于解釋。3、有機(jī)化合物在電子轟擊離子源中有可能產(chǎn)生哪些類型的離子？從這些離子的質(zhì)譜峰中可以得到一些什么信息？答：（1）分子離子。從分子離子峰可以確定相對(duì)分子質(zhì)量。（2）同位素離子峰。當(dāng)有機(jī)化合物中含有S,Cl,Br等元素時(shí)，在質(zhì)譜圖中會(huì)出現(xiàn)含有這些同位素的離子峰，同位素峰的強(qiáng)度比與同位素的豐度比相當(dāng)，因而可以也來判斷化合物中是否含有某些元素（通常采用M+2/M強(qiáng)度比）。（3）碎片離子峰。根據(jù)碎片離子峰可以和闡明分子的結(jié)構(gòu)。另外尚有重排離子峰、兩價(jià)離子峰、亞穩(wěn)離子峰等都可以在確定化合物結(jié)構(gòu)時(shí)得到應(yīng)用。4、如何利用質(zhì)譜信息來判斷化合物的相對(duì)分子質(zhì)量？判斷分子式？答：利用分子離峰可以準(zhǔn)確測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量。高分辨質(zhì)譜儀可以準(zhǔn)確測(cè)定分子離子或碎片離子的質(zhì)荷比，故可利用元素的精確質(zhì)量及豐度比計(jì)算元素組成。二、選擇題B、B、A、A、B、C、C1、下列化合物中，分子離子峰的質(zhì)荷比為奇數(shù)的是（B）。AC8H6N4BC6H5NO2CC9H10O22、C、H和O的有機(jī)化合物的分子離子的質(zhì)荷比（B）。A為奇數(shù)B為偶數(shù)C由儀器的離子源所決定D由儀器的質(zhì)量分析器決定3、含C、H和N的有機(jī)化合物的分子離子m／z的規(guī)則是（A）。A偶數(shù)個(gè)N原子數(shù)形成偶數(shù)m／z，奇數(shù)個(gè)N原子形成奇數(shù)m／zB偶數(shù)個(gè)N原子數(shù)形成奇數(shù)m／z，奇數(shù)個(gè)N原子形成偶數(shù)m／zC不管N原子數(shù)的奇偶都形成偶數(shù)m/zD不管N原子數(shù)的奇偶都形成奇數(shù)m/z4、某含氮化合物的質(zhì)譜圖上，其分子離子峰m/z為265，則可提供的信息是（A）。A該化合物含奇數(shù)氮，相對(duì)分子質(zhì)量為265B該化合物含偶數(shù)氮，相對(duì)分子質(zhì)量為265C該化合物含偶數(shù)氮D不能確定含奇數(shù)或偶數(shù)氮5、一個(gè)酯類（M＝116），質(zhì)譜圖上在m/z57（100％），m/z29（27％）及m/z43（27%）均有離子峰，可推測(cè)該化合物的結(jié)構(gòu)式應(yīng)是（B）。A(CH32CHCOOC2H5BCH3CH2COO(CH22CH3CCH3(CH23COOCH36、在磁場(chǎng)強(qiáng)度保持恒定，而加速電壓逐漸增加的質(zhì)譜儀中，最先通過固定的收集器狹縫的是（C）。A質(zhì)荷比最低的正離子B質(zhì)量最高的負(fù)離子C質(zhì)荷比最高的正離子D質(zhì)量最低的負(fù)離子7、在質(zhì)譜圖譜中，CH3Br的M＋2峰的強(qiáng)度約為M峰的（C）。A1/3B1/2C相當(dāng)三、填空題1．某化合物分子式為C4H8O2，M=88，質(zhì)譜圖上出現(xiàn)m/z60的基峰。則該化合物最大可能為___正丁酸_______________________。2．考慮到12C和13C的分布，乙烷可能的分子式是121212131313這些同位素分子的分子離子值m/z分別是m/z(M、m/z31(M+1、m/z32(M+2。3．丁苯質(zhì)譜圖上m/z134、m/z91和m/z92的峰分別由于_分子失去一個(gè)電子、和-開裂和麥?zhǔn)现嘏臺(tái)_過程產(chǎn)生的峰。4．對(duì)含有一個(gè)碳原子和一個(gè)氯原子的化合物，可能有的同位素組合是_C12Cl35、1335、C1237、C1337_,它們所對(duì)應(yīng)的分子離子峰是M、M＋1、M＋2、M＋3_。5．除同位素離子峰外，如果存在分子離子峰，則其一定是最大的峰，它是分子失去_一個(gè)電子生成的，故其m/z是該化合物的__相對(duì)分子質(zhì)量_，它的相對(duì)強(qiáng)度與分子的結(jié)構(gòu)及_相對(duì)強(qiáng)度_有關(guān)。６．質(zhì)譜儀的離子源種類很多，揮發(fā)性樣品主要采用__電子轟擊_離子源。特別適合于分子量大、難揮發(fā)或熱穩(wěn)定性差的樣品的分析的是_離子源_離子源。工作過程中要引進(jìn)一種反應(yīng)氣體獲得準(zhǔn)分子離子的離子源是__化學(xué)_電離源。在液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀中，既作為液相色譜和質(zhì)譜儀之間的接口裝置，同時(shí)又是電離裝置的是_電噴霧__電離源。7．質(zhì)譜圖上出現(xiàn)質(zhì)量數(shù)比相對(duì)分子質(zhì)量大1或2的峰，即M＋1和M＋2峰，其相對(duì)豐度與化合物中元素的天然豐度成__正比_，這些峰是_同位素離子__峰。預(yù)測(cè)在氯乙烷的分子離子峰附近，將出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)峰，其質(zhì)荷比為_64和__66_，其強(qiáng)度比為_3:1____。有機(jī)波普綜合習(xí)題1、某未知物的IR、1HNMR、MS譜圖及13CNMR數(shù)據(jù)如下，紫外光譜在210nm以上無吸收峰，推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)。未知物碳譜數(shù)據(jù)解：（1）分子式的推導(dǎo)MS：分子離子峰為m/z125，根據(jù)氮律，未知物分子中含有奇數(shù)個(gè)氮原子；13CNMR：分子中由7個(gè)碳原子；1HNMR：各質(zhì)子的積分高度比從低場(chǎng)到高場(chǎng)為1：2：2：6，以其中9.50ppm1個(gè)質(zhì)子作基準(zhǔn)，可算出分子的總氫數(shù)為11。IR：1730cm-1強(qiáng)峰結(jié)合氫譜中9.5ppm峰和碳譜中204ppm峰，可知分子中含有一個(gè)－CHO；由相對(duì)分子量125－C×7－H×11－O×1＝14，即分子含有1個(gè)N原子，所以分子式為C7H11NO。（2）計(jì)算不飽和度Ω＝3。（該分子式為合理的分子式）（3）結(jié)構(gòu)式推導(dǎo)IR：2250cm-1有1個(gè)小而尖的峰，可確定分子中含一個(gè)R－CN基團(tuán)；13CNMR：119ppm處有一個(gè)季碳信號(hào)；不飽和度與計(jì)算值相符。UV：210nm以上沒有吸收峰，說明腈基與醛基是不相連的。1HNMR：可能組合的結(jié)構(gòu)有：計(jì)算兩種結(jié)構(gòu)中各烷基C原子的化學(xué)位移值，并與實(shí)例值比較：從計(jì)算值與測(cè)定值的比較，可知未知物的正確結(jié)構(gòu)式應(yīng)為B。（4）各譜數(shù)據(jù)的歸屬：UV：210nm以上沒有吸收峰，說明腈基與醛基是不相連的，也與結(jié)構(gòu)式相符。X射線衍射名詞解釋：相干散射（湯姆遜散射）、X射線與原子中束縛較緊的內(nèi)層電子發(fā)生剛性相撞光子能量全部轉(zhuǎn)給電子電子繞其平衡位置發(fā)生受迫振動(dòng)，向四周輻射散射波,新的散射波與入射波的ν、相同，λ位相差恒定，為相干散射.不相干散射（康普頓散射）、X射線與原子中束縛較松的電子或自由電子發(fā)生彈性相撞電子被撞離原運(yùn)行方向成為反沖電子（帶走一部