谱学导论各章习题参考答案

1、第一章 习 题1. 127I35Cl的转动常数是0.1142 cm-1，计算ICl的键长。2. 12C16O2的转动常数是0.39021 cm-1。计算分子的键长。3. 已知14N16O的键长是115 pm。计算该分子跃迁的纯转动光谱的频率。4. 计算12C16O分子纯转动跃迁的频率。已知分子的键长是112.81 pm。5. 已知35Cl19F转动常数是1.033 cm-1，计算分子的转动惯量和键长。6. 下列那些分子有纯转动光谱？H2、HCl、CH4、CH3Cl。7. 下列那些分子有红外吸收光谱？O2、CCl3-CCl3、HF、CO2。8. 35Cl2的振动基频是564.9 cm-1，计算分

2、子化学键的力常数。9. 79Br81Br振动基频是323.2 cm-1。计算分子化学键的力常数。10. 拉曼光谱的入射频率是20487 cm-1，计算O2分子的Stokes线的波数。11. 拉曼光谱的入射频率是20623 cm-1，计算N2分子的Stokes线的波数。12. 实验测定得到H2和D2在入射波长为488.0 nm的激光照射下的大拉曼位移分别是612.1 nm和571.4 nm。计算他们的力常数并说明力常数变化不大的原因。13. 对下列点群，写出给定直积表示的特征标，并约化成不可约表示的直和：（1） C2h点群：（2） C4v点群：14. 求积分不等于零时，应该属于那些不可约表示？（

3、1） D3点群：，（2） C2v点群：，15. 画出乙炔分子所有可能的简正振动方式，并指出哪些是有红外活性的，哪些没有？16. 写出下列分子的基态和第一激发态的电子谱项，并根据选律判断，哪些跃迁是允许的，哪些是禁阻的？（1）H2；（2）LiH；（3）N217. HCl分子的光谱学解离能=5.33eV，cm-1，=52.05 cm-1。估算HCl分子和DCl分子的热力学解离能。18. 对N2分子，和跃迁的频率分别是2345.15、4661.40和6983.73 cm-1。计算和。19. CF3I是对称陀螺，其中。已知= 0.05081 cm-1，= 0.1910 cm-1。计算=0和=1时转动能

4、量的数值及4条最低的微波吸收频率。20. 什么叫做光度分析法？光度分析法的定量基础是什么？光度分析中常用的定量分析法是什么方法？21. 称取相对分子质量为160的某化合物5.0 mg，溶于100 ml环已烷中，用1 cm吸收池在270 nm处测得吸光度为 0.573，求该化合的摩尔吸光系数。22. 称量抗坏血酸50.0 mg，溶于100 ml、0.0055 moll-1的H2SO4溶液中，移取2.00ml该溶液，置于1cm的吸收池中，于246nm处测得吸光度为0.551，已知吸收系数a = 565 mlg-1cm-1，试计算该抗坏血酸的质量分数。23. 已知一麻醉品在人体内的代谢产物，在270

5、 nm处几乎没有吸收，而在345 nm处，其摩尔吸光系数为4.6103 lmol-1cm-1。如果用1.0010-2moll-1的该麻醉品标准溶液进行测量，吸收池为1 cm，则在270 nm处其吸光度为0.400，而在345 nm时，其吸光度为0.010。现取一病人尿样10 ml稀释至100 ml，尿中含有该麻醉品及其代谢产物，将它们萃取出来后，同样以1cm吸收池在270 nm处测得A=0.325，在345 nm处测得A=0.720。试计算，在这100 ml尿样中所含的麻醉品及其代谢产物的物质的量的浓度各为多少？24. 现有一升含未知量化合物C11H14O2的乙醇溶液，如用1cm吸收池，在其最

6、大吸收处测得吸光度为0.520。如再称取C11H14O2纯物质0.258 mg溶于该乙醇溶液中后，在相同条件下重新进行测量，测得吸光度为0.700，试求原来乙醇溶液中的C11H14O2的浓度。（假定第一次测量时损失的溶液的量可忽略不计）第一章习题答案1116.21pm2112.8pm32.0471011s-14 31691011s-15 162.8pm6 HCl CH3Cl7 HF CO28 329.5Nm-19 245.9Nm-110 20478cm-111 20602cm-113 （1） Bu (2) E14（1）E (2) B116(1) 、； (2) 、； (3) 、17 5.15eV

7、 5.20eV182374.05cm-1, 6.08710-3211.83103 Lmol-1cm-122. 97.5%23. 8.1010-3 molL-1；1.5910-4 molL-1240.745 mg/L第二章 习题1. 何谓红外吸收光谱？它是如何得到的？2. 简述色散型红外光谱仪的工作原理。3. 与色散型红外光谱仪相比，傅立叶红外光谱仪有哪些优点？4. 压片法制取固体红外样品时，为什么其颗粒要磨细至小于红外辐射的短波长？5. 测试条件对红外光谱有哪些影响？6. 根据所给红外光谱图给出化合物C8H10O的一个或几个结构式：7. 根据所给红外光谱图给出化合物C8H6的一个或几个结构式：

8、8. 根据所给红外光谱图给出化合物C3H6O2的一个或几个结构式： 9. 根据所给红外光谱图给出化合物C2H5NO的一个或几个结构式：10. 根据所给红外光谱图给出化合物C3H3N的一个或几个结构式： 11. 根据所给红外光谱图给出化合物C9H12的一个或几个结构式： 12. 根据所给红外光谱图给出化合物C9H12的一个或几个结构式： 13. 根据所给红外光谱图给出化合物C4H8O的一个或几个结构式：14. 请将列出的化合物名称与适当的红外光谱相对应，在每一光谱中识别其特征谱带。(1) 1-辛烯；(2) 二苯基乙炔；(3) 异丁胺；(4) 丁酰胺；(5) 乙酸正丁酯(6) 苯甲醛； (7) 4

9、-羟基-4-甲基-2-戊酮； (8) 间甲基苯甲酸（A）：(B)：(C)：(D)：(E)：(F)： (G)： (H)：第二章习题答案67CH3CH2COOH8C6H5CCH 或9 10CH2=CHCN11 12 13 14 (A) : (2)二苯基乙炔；(B): (1)1-辛烯；(C): (5)乙酸正丁酯；(D): (4)丁酰胺(E): (3)异丁胺；(F): (6)苯甲醛； (G): (8)间甲基苯甲酸；(H): (7)4-羟基-4-甲基-2-戊酮第三章 习 题1. 何谓紫外和可见光谱？它是如何得到的？2. 简述紫外和可见光谱仪的主要组成。3. 双光束分光光度计与单光束分光光度计有什么不同？

10、4. 紫外及可见光谱有哪几种谱带系？产生的原因是什么？有些什么特点？5. 测试条件对紫外及可见光谱有哪些影响？6. 如何区别紫外光谱中的和n跃迁？7. 何谓生色团和助色团？为什么说紫外光谱基本上是分子中生色团和助色团的特性？8. 在有机化合物的鉴定与结构分析上，紫外光谱能提供哪些信息？有什么应用？9. 何谓电荷转移吸收带？有哪些类型？10何谓配位体场吸收带？在结构分析中有什么应用？11试比较荧光光谱仪与紫外分光光度计在结构上的相同与不相同处。12影响分子发光的因素有哪些？13荧光光谱有哪些主要应用？14根据伍德瓦特规则计算下列化合物的紫外最大吸收波长。 15计算下列化合物的紫外最大吸收波长。

11、16根据斯科特规则计算下列化合物的紫外最大吸收波长。 17紫罗兰酮有两种异构体，-异构体的吸收峰在228 nm（=14000）。而-异构体的吸收峰在296 nm（=11000）。试指出这两种异构体分别属于下列结构中的哪一种？ 18分析下面两种化合物在紫外-可见光谱上可能有的差异。 19已知（CH）N在227 nm处有一吸收峰（=900 Lmolcm）,如将该化合物溶于HSO中，然后再去测量，原来吸收峰会有什么变化？为什么？20已知肉桂酸（CHCH=CHCOOH）有顺、反两种异构体，现测得肉桂酸的两个化合物的紫外最大吸收波长分别为295 nm和280 nm，试确定这两个化合物的结构。第三章习题答

12、案14（1）227 nm (2) 242 nm (3) 242 nm15 (1) 308 nm (2) 237 nm (3) 303 nm16 (1) 263 nm (2)253 nm (3) 375 nm17. (1)-紫罗兰酮 （2）-紫罗兰酮18 (1) 与丙酮相似，在270 nm 处有吸收 （2）有共轭双键，在400 nm处有吸收19 吸附峰消失，因为在酸溶液中N原子上的电子会失去20 由于顺式有影响共轭，前者为反式，后者为顺式第四章 习题1. 简述物质磁性的分类及其产生的原因。2. 简述核磁共振的基本原理。3. 核磁共振可分为哪几种？（以样品被测试时的状态分类），它们的主要区别是什么

13、？4. 1H, 2H, 12C, 13C, 14N, 15N哪些核可以进行核磁共振实验？哪些不可以？为什么？5. 1H，13C的旋磁比分别是26.753和6.728；当磁场强度分别为7.0463特斯拉和11.7440特斯拉时，1H和13C的共振频率是多少？6. 什么叫化学位移? 简述影响化学位移的因素。7. 某化合物在300 MHz谱仪上的1H NMR谱线由下列三条谱线组成，它们的化学位移值分别是0.3ppm, 1.5ppm和7.3ppm，在500 MHz谱仪上的它们化学位移是多少？用频率（赫兹Hz）来表示其值分别是多少？8. 判断下列化合物1H化学位移的大小顺序，并说明理由：CH3Cl, C

14、H3I, CH3Br, CH3F。9. (1)计算CH3CH2F; CH3CH2OH; CH3CH2COOH; CH3CH2CN中CH2的d值。（2）计算中烯氢的d值。10. 试比较下述化合物中Ha和Hb的化学位移大小，并说明理由。 11. 在常规13C谱中，能见到13C13C的耦合吗？为什么？12. 简述在13C谱中，宽带去耦合和反门控去耦的区别，简述它们的主要用途。13. 试说出下面化合物的常规13C NMR谱中有几条谱线？并指出它们的大概化学位移值。 14. 根据下面化合物的结构，在右面它的1H NMR图谱中表明各峰对应的质子。 15. 化合物C5H5NO的1H NMR和13C NMR谱

15、图如下，且该化合物经红外证实有CHO结构，试写出其结构式。16. 化合物C6H10O的1H NMR和13C NMR谱图如下，试给出其结构式。17产生电子顺磁共振的条件是什么？18g因子在电子顺磁共振中有什么意义？如果说g因子是表示磁场共振的位置，那么共振磁场数值变了，g因子的数值也就变了。这种说法是否准确？为什么？19试述超精细谱线产生的原因，并判断CH3自由基的ESR谱线的数目和各谱线间的强度比。如果其超精细分裂常值=25 G，请画出其谱图的大致形状。20. 测得DPPH苯溶液的ESR谱图是由五条线组成，其强度比为1:2:3:2:1，根据它的结构（见4.7.3节的分子结构式），试解释之。21

16、.在某些实验中，如有机合成、催化反应、电极反应、或高分子材料的加工或受辐射时，可能会产生自由基，请设计一个鉴定其存在的实验方案。22. 试比较NMR和ESR现代分析方法的异同。（提示：从研究对象、实验条件和方法，以及应用范围等方面考虑）。第四章习题答案41H、13C、15N可以; 2H、12C、14N不可以。51H：300MHz、500MHz。 13C：75.432MHz、 125.721MHz。7150Hz，750Hz，3650Hz。8CH3ICH3BrCH3ClHa。135条，C12H14O414C9H10O3，151619谱线数目：4；谱线强度比：1:3:3:1第五章 习题1 质谱仪器有

17、哪些主要部件组成？他们的作用是什么？2 试述电子轰击电离源的工作原理以及优缺点。3 比较化学电离源、快原子轰击电离源、激光解析电离源的工作原理及特点。4 质谱仪的质量分析器有哪些主要类型？比较他们的工作原理及特点。5 比较光电倍增管和电子倍增器的异同点。6 有机化合物在电子轰击电离源轰击下，会产生哪些类型离子？其相应的离子峰在谱图解析中各起什么作用？7 试述有机化合物简单碎裂的类型。他们的引发因素是什么？又有何种碎裂特征？8 区别简单碎裂和重排，各举一例说明。9 试述GC-MS，LC-MC联用的关键技术是什么？各举一例说明之。10如今要开展生物大分子方面的分析工作，你认为应配置一套怎样的质谱系

18、统（各主要部件采用何种类型结构组合）才是最佳的选择？简单说明理由。 11有机化合物C6H4N2O4（A）和C12H24（B），它们的M均为168，计算的相对强度比值？12在CH3SH中硫同位素作出怎样贡献？所作贡献的相对强度怎样？ 13化合物CH3CH2Br，其分子离子的同位素峰簇，有多少个峰组成？估算各峰的强度？（以分子离子峰强度为100）从中可归纳出含Br化合物的特征是什么？14 下列化合物在质谱图上有几种碎片离子峰？何者强度最大？ 15 比较正十六烷和5-甲基十五烷质谱图（见图）。并讨论十六烯质谱图（见图）。16 正丁酸甲酯的质谱图如下，请指出标出m/z数据的相应离子峰为何种碎片？讨论其

19、碎裂类型。 17 CH3-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH3质谱如图，请指出图上标出m/z的相应碎片？讨论其碎裂类型？18 对于M=134的某芳烃，质谱图上m/z 91处有一强峰，问其结构可能为下列化合物中哪一种？ (a) (b) (c) (d) 19一个M=116的酯类，在质谱图上有m/z57(100%)、m/z29(57%)及m/z43(27%)处有离子峰，试问该化合物为下列的哪一个：(a) (CH3)2CHCOOC2H5(b) CH3CH2COOCH2CH2CH3(c) CH3CH2CH2CH2COOCH3。20 未知酮有质谱图如下，请提出其分子结构式21某一液体分子式为C4H8

20、O2，质谱数据如图，试推断其结构式第五章习题答案11A : 7.68%; B : 13.8%12M+2； M : M+2 = 100 : 4.413四连峰；M : M+1: M+2 : M+3 = 100 : 1.1 :98 : 1.118（b）19（b）20.21. 第七章 习题1 用30.4 nm辐射为激发源产生苯的光电子能谱时，最高能量的光电子的动能是31.5 eV，找出苯中最高占有轨道的电离能（是 电子轨道），若改用58.4 nm 辐射为激发源，则苯中发射的最高能量光电子的动能应是多少 ？2 N2电子基态的振动基频o=2345 cm -1，N2光电子能谱在16.69 eV处的谱带相邻线的间隔近似为1810 cm -1 ，解释为什么间隔小于2345 cm 1 。3 对下列每一种分子，说明C(1S) 的XPS峰的数目和相对强度，同样方法说明O(1S) 的 XPS峰的情况。 (1) C2H5OH (2) CH3OCH3 (3) CH3COOCH3 (4) C6H5OH (苯酚)4 由甲烷的UPS图谱给出两个成键分子轨道的电离能为 2a1 : 23.0 eV, 1t1 :12.6 eV （绝热电离能）, 14.0 eV（垂直电离能），若用He (II) 线3.233105 cm-1 作为激发源，分