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第八章现代物理测试方法习题1、指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型。（1）CH3CH2CH=CH2π-π*（2）n-σ*（3）n-π*（4）CH3CH2OCH2CH3n-σ*（5）CH2=CH-CH=On-π*2、按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物。（1）解：（2）CH3-CH=CH-CH=CH2CH2=CH-CH=CH2CH2=CH2CH3-CH=CH-CH=CH2CH2=CH-CH=CH2CH2=CH2（3）CH3ICH3BrCH3Cl解：CH3ICH3BrCH3Cl（4）NO2Cl解：NO2Cl（5）反-1,2-二苯乙烯顺-1,2-二苯乙烯解：反-1,2-二苯乙烯顺-1,2-二苯乙烯3、指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带：（1）（2）CH3CH2OCH(CH3)2（3）CH3CH2C≡CH（4）（5）CH2=C=O（6）CH2=CH-CH=CH-CH3解：可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷，⑸，⑹。4、图8-32和图8-33分别是乙酸乙酯和1-己烯的红外光谱图，试识别各图的主要吸收峰：解：图8-32己酸乙酯的IR图的主要吸收峰是：①.2870-2960cm-1为-CH3、CH2的VC-H碳氢键伸缩振动②.1730cm-1为VC=O羰基伸缩振动③.1380cm-1是-CH3的C-H弯曲振动，④.1025cm-1,1050CM-1为VC-O-C伸缩振动。图8-33，1-己烯的IR图主要吸收峰是①.=C-H伸缩振动②.-CH3,CH2中C-H伸缩振动③.伸缩振动,④.C-H不对称弯曲振动.⑤.C-H对称弯曲振动.⑥.R-CH=CH2一取代烯。5、指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体：（1）和CH3-C≡C-CH2OH前者：νC=C：1650cm-1，νC=O：1720cm-1左右；后者：νC=C：2200cm-1，ν-O-H：3200-3600cm-1。（2）和=C-H面外弯曲，反式，980-965cm-1强峰=C-H面外弯曲，顺式，730-650峰形弱而宽。（3）和在共轭体系中，羰基吸收波数低于非共轭体系的羰基吸收。（4）和前者C=C=C伸缩振动1980cm-1；后者C=C伸缩振动1650cm-1。（5）和吸收波数νC≡NνC=C=N，νC≡N在2260-2240cm-1左右；C=C=H的面外弯曲振动910-905cm-16、化合物E，分子式为C8H6，可使Br/CCl4溶液褪色，用硝酸银氨溶液处理，有白色沉淀生成；E的红外光谱如图8-34所示，E的结构是什么？图8-36化合物E的IR图解：①．3300cm-1是≡C-H伸缩振动，②．3100cm-1是Ar-H的伸缩振动，③．2200cm-1是C≡C的伸缩振动。④．1600-1451cm-1是苯环的骨架振动。⑤．710cm-1，770cm-1表示苯环上单取代，所以化合物E的结构是：CCH.7、试解释如下现象：乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在3350cm-1处都有有一个宽的O-H吸收带，当用CCl4稀释这两种醇溶液时，乙二醇光谱的这个吸收带不变，而乙醇光谱的这个带被在3600cm-1一个尖峰代替。解：在3350cm-1是络合-OH的IR吸收带，在3600cm-1尖峰是游离-OH吸收峰，乙醇形成分子间氢键，溶液稀释后，-OH由缔合态变为游离态，乙二醇形成分子内氢键，当溶液稀释时，缔合基没有变化，吸收峰吸收位置不变。8、预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号？（1）CH3CH2CH2CH3两个（2）四个（必须是高精密仪器，因有顺反异构）（3）CH3-CH=CH2（有顺反异构）（4）反-2-丁烯两个（5）1,2-二溴丙烷三个（6）CH2BrCl一个（7）三个（8）2-氯丁烷四个9、定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号的化合物结构式。（1）C5H12（2）C3H6（3）C2H6OCH3-O-CH3（4）C3H4CH2=C=CH2（5）C2H4Br2BrCH2-CH2Br（6）C4H6CH3-C≡C-CH3(7)C8H18（8）C3H6Br210、二甲基环丙烷有三个异构体，分别给出2，3和4个核磁共振信号，试画出这三个异构体的构型式。解：2组信号4组信号3组信号11、按化学位移δ值的大小，将下列每个化合物的核磁共振信号排列成序。（1）δbδa（2）δbδa（3）δaδb（4）δaδbδcδd（5）δaδb（6）δaδcδb（7δbδa（8）δbδaδc12、在室温下，环己烷的核磁共振谱只有一个信号，但在-100℃时分裂成两个峰。试解释环己烷在这两种不同温度下的NMR图。解：在室温下，环己烷的环以104-105次/秒快速转动，6个α键质子与6个e键质子处于平均环境中，所以室温下，NMR图只有一个单峰。当温度降至-100℃时，环己烷的转环速度很慢，所以在NMR图中可记录下α键质子和e键质子各有一个单峰。即有两个峰。13、化合物A，分子式为C9H12，图8-35图8-36分别是它的核磁共振普和红外光谱，写出A的结构。解：IR中：710-690和810-750有吸收，为间二取代芳烃。14、推测具有下列分子式及NMR谱的化合物的构造式，并标出各组峰的相对面积。(a)：峰面积比为6:1（b）：Br2CHCH3峰面积比为3:1（c）：ClCH2CH2CH2Cl峰面积比为2:115、从以下数据推测化合物的结构：实验式：C3H6ONMR：δ=1.2(6H)单峰δ=2.2(3H)单峰δ=2.6(2H)单峰δ=4.0(1H)单峰IR：在1700cm-1及3400cm-1处有吸收带。解：这个化合物是：16、用1mol丙烷和2molCl2进行游离基氯化反应时，生成氯化混合物，小心分馏得到四种二氯丙烷A、B、C、D，从这四种异构体的核磁共振谱的数据，推定A、B、C、D的结构。化合物A：（b.p.69OC）δ值8.4(6H)单峰。化合物B：(b.p.82OC)δ=1.2(3H)三重峰，1.9(2H)多重峰，5.8(1H)三重峰。化合物C：(b.p.96OC)δ=1.4(3H)二重峰，3.8(2H)二重峰，4.1(1H)多重峰化合物D：(b.p.120OC)δ=2.2(2H)五重峰，3.7(4H)三重峰。解：A：B：C：D：17、化合物A，分子式为C5H8，催化反应后，生成顺-1,2-二甲基环丙烷。（1）写出A的结构式。（2）已知A在890cm-1处没有红外吸收，的可能结构又是什么？（3）A的NMR图在δ值2.2和δ=1.4处有共振信号，强度比为3:1，A的结构如何？（4）在A的质谱中，发现基峰是m/e=67，这个峰是什么离子造成的，如何解释它的光谱？解：：（1）的可能结构为(2)的可能结构为或（3）(4)因为它具有芳香性，稳定，所以相对丰度高。(M-1)峰18、间三甲苯的NMR图δ=2.35(9H)单峰，δ=6.70(3H)单峰，在液态SO2中，用HF和SbF5处理间三甲苯，在NMR图中看到的都是单峰δ=2.8(6H)，δ=2.9(3H)，δ=4.6(2H)，δ=7.7(2H)这个谱是由什么化合物产生的？标明它们的吸收峰。解：19、1，2，3，4-四甲基-3，4-二氯环丁烯(I)的NMR图在δ值1.5和δ值2.6各有一个单峰，当把(I)溶解在SbF5和SO2的混合物中时，溶液的NMR图开始呈现三个峰，δ值2.05(3H)，δ值2.20(3H)，δ值2.65(6H)，但几分钟后，出现一个的谱，只在δ值3.68处有一单峰。推测中间产物和最终产物的结构，并用反应式表示上述变化。解：20、某化合物的分子式为C7H8O，其13C、1H谱中各峰的δ值分别为140.8、128.2、127.2、126.8和64.5，而这些峰在偏振去偶谱中分别表现为单峰、二重峰、二重峰和三重峰。其1HNMR谱有三个单峰，δ值分别为7.3(5H)、4.6(2H)和2.4(1H)。试推出该化合物的结构式。解：此化合物的结构式为CH2OH21、一化合物的分子式为C5H10O，其红外光谱在1700cm-1处有强吸收，1HNMR谱在δ值为9-10处无吸收峰。从质谱知，其基峰m/z为57，但无m/z为43和71的峰，试确定该化合物的结构式。解：此化合物的结构式为CH3CH2CCH2CH3O22、戊酮有三个异构体，A的分子离子峰为m/z为86，并在m/z在43和71处各有一个强峰，但在m/z为58处没有峰；B在m/z为86、57处各有一个强峰，但没有m/z为43、47的强峰；C有一个m/z为58的强峰，试推出这三个戊酮的构造式。解：A：CH3CHCCH3CH3OB：CH3CH2CCH2CH3OC：CH3CH2CH2CCH3O23、一中性化合物C7H13O2Br的IR谱在2850-2950cm-1有一些吸收峰，但在以上无吸收峰，另一强吸收峰在1740cm-1处。1HNMR谱在δ为1.0(三重峰，3H)，1.3(二重峰，6H)，2.1(多重峰，2H)，4.2(三重峰，1H)和4.6(多重峰，1H)有信号，碳谱在δ为168处有一个特殊的共振信号。试推断该化合物可能的结构，并给出各谱谱的归属。解：U=7+1-0.5ⅹ(13+1)=1IR谱中，2850-2950cm-1的吸收峰产生于饱和C-H键的伸缩振动。在3000cm-1以上无吸收峰，而在1740cm-1处有一强吸收峰，说明不饱和度产生于羰基，而不是不饱和碳碳双键。碳谱中δ为168处有一个特殊的共振信号，是由羰基碳产生的。HNMR谱中，a对应于δ为1.0(三重峰，3H)的信号；b对应于2.1(多重峰，2H)的信号；c对应于4.2(三重峰，1H)的信号；；d对应于4.6(多重峰，1H)的信号；e对应于1.3(二重峰，6H)的信号。该化合物结构：CHOCCHCH2CH3OBrH3CH3Cabcdee如果是CHCOCHCH2CH3OBrH3CH3Cabcdee则σCσd所以这种情况被排除。