2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——核磁共振譜學(xué)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在核磁共振氫譜中，化學(xué)位移主要取決于（）。A.氫核與磁場(chǎng)相互作用的大小B.氫核周圍電子云密度分布的局部差異C.氫核的自旋量子數(shù)D.氫核與質(zhì)子的相對(duì)距離2.對(duì)于一氯甲烷（CH?Cl）分子，其1HNMR信號(hào)與異丙基氯（(CH?)?CHCl）分子中甲基氫的1HNMR信號(hào)相比，前者（）。A.化學(xué)位移值更小B.化學(xué)位移值更大C.峰形更尖銳D.峰面積更大3.某化合物在1HNMR譜中顯示為一個(gè)單峰，其峰面積比為1:2:2:1，且化學(xué)位移位于δ1.2。關(guān)于該化合物結(jié)構(gòu)，以下說(shuō)法最合理的是（）。A.它是一種對(duì)稱的烷烴B.它是一種烯烴C.它是一種鹵代烷，且氯原子與三個(gè)甲基處于同一化學(xué)環(huán)境D.它是一種醇，且羥基氫與其他氫處于同一化學(xué)環(huán)境4.在1HNMR譜中，一個(gè)化學(xué)位移為δ7.8的信號(hào)，如果其峰形為雙峰，峰強(qiáng)度比為3:1，這表明該質(zhì)子（）。A.連接一個(gè)鄰近質(zhì)子B.連接兩個(gè)鄰近質(zhì)子C.連接三個(gè)鄰近質(zhì)子D.處于非對(duì)稱環(huán)境，且受到偶合裂分5.DEPT實(shí)驗(yàn)的主要目的是（）。A.測(cè)定化學(xué)位移B.確定分子中碳原子的類型（伯、仲、叔或季碳）C.確定分子中氫原子的類型D.顯示分子中的遠(yuǎn)程耦合6.下列哪種二維核磁共振譜圖主要用于確定分子中碳原子與直接相連的氫原子之間的連接關(guān)系？（）A.COSYB.HSQCC.HMBCD.NOESY7.在核磁共振實(shí)驗(yàn)中，自旋回波實(shí)驗(yàn)（SpinEcho）主要用于（）。A.提高信噪比B.測(cè)量T?弛豫時(shí)間C.測(cè)量T?弛豫時(shí)間D.克服化學(xué)交換效應(yīng)8.如果一個(gè)有機(jī)分子在13CNMR譜中只顯示一個(gè)信號(hào)，以下哪種情況是可能的？（）A.分子中所有碳原子都處于完全相同的化學(xué)環(huán)境B.分子為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，某些碳原子處于等效環(huán)境C.實(shí)驗(yàn)中使用了DEPT135脈沖序列D.分子含有強(qiáng)烈的化學(xué)交換，導(dǎo)致所有碳信號(hào)重疊9.遠(yuǎn)程耦合（Long-rangecoupling）通常指原子核之間（）的偶合。A.相距一個(gè)鍵B.相距兩個(gè)鍵C.相距三個(gè)鍵以上D.通過(guò)氫鍵連接10.在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定中，核磁共振譜（NMR）與質(zhì)譜（MS）相比，其主要優(yōu)勢(shì)在于（）。A.可以提供分子量信息B.可以提供原子序數(shù)信息C.可以提供詳細(xì)的原子連接信息D.操作相對(duì)簡(jiǎn)單，樣品要求較低二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.核磁共振波譜中，化學(xué)位移用_______表示，其單位通常為_(kāi)______。2.當(dāng)一個(gè)氫核周圍存在n個(gè)化學(xué)環(huán)境不同的鄰近氫核時(shí)，其信號(hào)通常被裂分為_(kāi)______個(gè)峰。3.在1HNMR譜中，位于δ0-2的化學(xué)位移范圍通常對(duì)應(yīng)_______基團(tuán)；位于δ6-8的化學(xué)位移范圍通常對(duì)應(yīng)_______基團(tuán)。4.1HNMR譜中的偶合裂分現(xiàn)象是由于_______之間的相互作用引起的。5.脈沖傅里葉變換核磁共振（PFT-NMR）技術(shù)利用_______原理將時(shí)間域的自由感應(yīng)衰減（FID）信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率域的譜圖。6.2DHSQC譜圖中的每個(gè)交叉峰對(duì)應(yīng)_______個(gè)碳原子和_______個(gè)直接相連的氫原子。7.核磁共振實(shí)驗(yàn)中，T?弛豫是指_______能級(jí)上的質(zhì)子系統(tǒng)回到熱平衡狀態(tài)的過(guò)程；T?弛豫是指_______能級(jí)上的質(zhì)子系統(tǒng)失去相位coherence的過(guò)程。8.通過(guò)核磁共振譜圖，可以確定分子中_______的連接順序。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）1.簡(jiǎn)述影響1HNMR化學(xué)位移的主要因素。2.簡(jiǎn)要說(shuō)明COSY和HMBC這兩種二維核磁共振譜圖的主要區(qū)別及其應(yīng)用。四、譜圖解析題（每題10分，共20分）1.某化合物（分子式為C?H??O）的核磁共振氫譜（1HNMR）如下圖所示（峰面積已給出）：δ1.0(t,3H,J=6Hz),δ2.0(s,3H),δ3.7(q,2H,J=6Hz)請(qǐng)根據(jù)譜圖信息，寫(xiě)出該化合物的結(jié)構(gòu)式，并標(biāo)明各峰的歸屬（化學(xué)位移、峰型、裂分情況、積分面積代表的氫原子數(shù)）。2.某化合物的核磁共振碳譜（13CNMR）和二維HSQC譜圖如下圖所示（僅展示部分關(guān)鍵信號(hào)和連接）：13CNMR譜（部分）：δ20(s),δ13(s),δ31(s),δ60(d,J=10Hz),δ170(s)HSQC譜（部分）：δ31碳與δ60碳有連接，δ60碳與δ170碳有連接。請(qǐng)根據(jù)碳譜和HSQC譜圖信息，推斷該化合物的結(jié)構(gòu)式。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.B5.B6.B7.B8.A9.C10.C二、填空題1.δ；ppm（或赫茲/兆赫）2.n+13.醇、醚；芳香環(huán)4.自旋-自旋（或核-核）5.旋轉(zhuǎn)波6.一；一7.自旋取向；自旋相位8.原子（或核）三、簡(jiǎn)答題1.影響1HNMR化學(xué)位移的主要因素包括：①化學(xué)環(huán)境，即氫核周圍電子云密度分布的局部差異；②分子對(duì)稱性，對(duì)稱性高的分子化學(xué)位移重合；③原子核類型；④化學(xué)鍵類型（電負(fù)性）；⑤磁場(chǎng)強(qiáng)度；⑥溶劑效應(yīng)等。2.COSY譜圖主要用于顯示分子中直接相連的氫原子對(duì)之間的偶合關(guān)系，即氫-氫連接（連接距離通常小于3個(gè)鍵）。HMBC譜圖主要用于顯示分子中碳原子與相距3個(gè)或更多鍵的氫原子之間的遠(yuǎn)程偶合關(guān)系，對(duì)于確定分子骨架的遠(yuǎn)程連接非常有用。COSY更側(cè)重于連接順序，HMBC更側(cè)重于結(jié)構(gòu)骨架。四、譜圖解析題1.結(jié)構(gòu)式：CH?CH?CH?OCH?(甲乙醚或丁基甲醚)譜圖解析：*δ1.0(t,3H,J=6Hz)：三重峰，化學(xué)位移在1.0ppm，峰面積比為3:1，偶合裂分（n+1規(guī)則，n=2），歸屬為CH?CH?CH?基團(tuán)中與CH?相連的-CH?-上的3個(gè)氫（α-氫）。*δ2.0(s,3H)：?jiǎn)畏?，化學(xué)位移在2.0ppm，峰面積比為3:1，無(wú)裂分，歸屬為與氧原子相連的-CH?基團(tuán)上的3個(gè)氫（α-氫）。*δ3.7(q,2H,J=6Hz)：四重峰，化學(xué)位移在3.7ppm，峰面積比為2:1，偶合裂分（n+1規(guī)則，n=3），歸屬為-CH?OCH?基團(tuán)中與氧原子相連的-CH?-上的2個(gè)氫（α-氫）。*偶合常數(shù)J=6Hz，通常屬于-CH?-CH?-類型的α-氫與α'-氫之間的裂分。*分子式C?H??O，符合上述結(jié)構(gòu)。2.結(jié)構(gòu)式：CH?CH?CH?C(=O)CH?(丁酸甲酯)譜圖解析：*13CNMR譜顯示有5個(gè)化學(xué)環(huán)境不同的碳原子：δ20(s)，δ13(s)，δ31(s)，δ60(d,J=10Hz)，δ170(s)。*δ20(s)：?jiǎn)畏?，為季碳，歸屬為與三個(gè)甲基相連的碳（α碳）。*δ13(s)：?jiǎn)畏?，為伯碳，歸屬為與三個(gè)氫相連的碳（α碳）。*δ31(s)：?jiǎn)畏?，為季碳，歸屬為與一個(gè)氫、一個(gè)氧雙鍵相連的碳（羰基碳）。*δ60(d,J=10Hz)：雙峰，為仲碳，有偶合裂分，歸屬為與一個(gè)氫、一個(gè)季碳、一個(gè)羰基相連的碳（β碳）。*δ170(s)：?jiǎn)畏?，為羰基碳（C=O），化學(xué)位移在160-200ppm范圍內(nèi)。*HS