现代仪器分析试题
《现代仪器分析》复习题（第一套）一、选择
1．用氢焰检测器，当进样量一定时，色谱峰面积与载气流速（）
A. 成正比
B. 成反比
C. 无关
D. 有关，但不成比例
2．物质的吸光系数与（）因素无关。
A. 跃迁几率
B. 物质结构
C. 测定波长
D. 溶液浓度
3．下列化合物中νC=O最大者是（）
A.C
O
R
B.
R
O C
O
C.
OR
C
O
CH2
D.
OR
C
O
O CH2
4．下列化合物在NMR谱图上峰组数目最多的是（）
A. (CH3)2CHOH
B. CH3CH2CH2OH
C. HOCH2CH2CH2OH
D.
CH2CH3
5．表示色谱柱柱效的物理量是（）
A.R
B. t R
C. n
D. V R
6．Van Deemter方程中，影响A项的因素有（）
A. 载气分子量
B. 固定相颗粒大小
C. 载气流速
D. 柱温
7．气相色谱中，相对校正因子与（）无关。
A. 载气种类
B. 检测器结构
C. 标准物
D. 检测器类型
8．化学位移δ值与下列（）因素有关。
A. 电子云密度
B. 溶剂
C. 外磁场强度
D.与A、B、C均无关
二、判断：
1．组分被载气完全带出色谱柱所消耗的载气体积为保留体积。（）
2．内标法定量时，样品与内标物的质量需准确称量，但对进样量要求不严。（）
3．在反相HPLC中，若组分保留时间过长，可增加流动相中水的比例，使组分保留时间适当。（）
4．分子骨架中双键数目越多，其UV最大波长越长。（）
5．在四种电子跃迁形式中，n→π*跃迁所需能量最低。（）
6．由于简并和红外非活性振动，红外光谱中的基频峰数目常少于基本振动数。（）
7．红外光谱中，基频峰峰位仅与键力常数及折合质量有关。（）
8．化合物CHX3中，随X原子电负性增强，质子共振信号向低磁场方向位移。（）
9．不同m/z的碎片离子进入磁偏转质量分析器后，若连续增大磁场强度（扫场），则碎片离子以m/z由大到小顺序到达接收器。（）
三、填空：
1. 化合物气相色谱分析结果：保留时间为
2.5min，死时间为0.5min，则保留因子为____。
2. 气相色谱中，α主要受_____影响。k主要受_____影响。
3. 热导池检测器是基于_____而给出电信号的。
4. 化合物UV光谱显示在正己烷中λmax为230nm，而在乙醇中λmax为243nm，此最大吸收峰由____跃迁引起,此现象称为_____。
5. 对线性分子，振动自由度为3N - 5，其中5的含意为_____。
6. IR光谱区分苯乙腈与苯酚的主要依据是_____。
7. 自旋量子数不为零的原子核，产生能级分裂的必要条件是__ 、 __ 。
8.质谱图中,若M:M+2:M+4为1:2:1则含_____个_____原子，若为9：6：1 则含___个____原子。
四、计算
1．精称某化合物标准品0.1012克及样品0.1087克，分别置250mL容量瓶中溶解，定容。各精密量取2.00mL分别置于100mL容量瓶中定容。
以1cm比色皿，在254nm处测吸光度，标准品As = 0.652，样品Ax = 0.690（已知溶液符合比尔定律，化合物的分子量为190）。
（1）计算样品中化合物的百分含量。（2）求摩尔吸光系数。
2. 用长度为2m的色谱柱分离A与B的混合物，已知柱的死体积为10mL，载气流速为40mL/min，记录纸速为2.0cm/min。
A组分：t R=90(s) W 1/2=0.22(cm) B组分: t R=135(s) W1/2=0.34(cm)
求：（1）组分A 与B的分离度（2）以组分B计算色谱柱的有效塔板高度
五、光谱解析：
1．化合物C8H8O的IR光谱如下，主要吸收峰位（cm-1）：2820，2720，1710，1610，1580，1380，1210，1170，850，810，760，试推测其结构式。
2．化合物C13H16O2的NMR谱如下，推出结构式，并注明自旋系统。化学位移：
a．0.97ppm，b．1.98 ppm，c．3.91 ppm，d. 6.36 ppm, e. 7.34 ppm, f. 7.62 ppm,积分高度：12、2、4、2、10和2cm
3．化合物的MS谱图如下，推出结构式并注明所标质谱峰归属。
m/z 相对峰强(%)
128(M) 21.0
129(M+1) 1.87
130(M+2) 0.126
《现代仪器分析》复习题（第二套）
一、选择
1. 丙酮在己烷中的紫外吸收λmax=279 nm，εmax=14.8, 该吸收带是由哪种跃迁引起的?（）
A.π→π* B n→π* C n→ζ* D ζ→ζ*
2. 某稀溶液浓度为C, 测得透光率为T，若该溶液浓度变为0.5C，2C，3C，则其透光率将分别为（）。
A、0.5T，2T，3T
B、T1/2，T2，T3
C、T×lg0.5，T×lg2，T×lg3
D、T/0.5, T/2, T/3
3. 一种含有卤素的化合物，其质谱图上的M:M+2:M+4=9:6:1，以下推测正确的是（）。
A 该化合物含有一个氟 B该化合物含有一个氯 C 该化合物含有两个氯
D该化合物含有一个溴 E 该化合物含有两个溴
4. 在下述方法中，组分的纵向扩散可忽略不记的是（）。
A 毛细管色谱法
B 高效液相色谱法
C 气相色谱法
D 在气相色谱法中，两根固定相不同色谱柱串联法
5. 有a、b、c三种质子，其屏蔽系数ζa<ζb, ζa>ζc，则其共振磁场H的大小顺序为（）。
A H a > H c > H b
B H c < H b< H a
C H c > H a > H b
D H b > H a > H c
6. 关于水分子和二氧化碳分子的红外光谱说法正确的是( )。
A 水的自由度数大于二氧化碳的自由度数
B 水有三个红外吸收峰，后者有四个红外吸收峰
C 水和二氧化碳的自由度数都为三
D 水的红外吸收峰多于后者
7. 氨中N-H化学键力常数为6.5 N/cm，其振动波数为（）cm-1。
A 3436
B 3548
C 3207
D 3175
8. 在质谱图中，被称为基峰的是（）。
A 质荷比最大的峰
B 一定是分子离子峰
C 强度最大的峰
D 亚稳离子峰
9. 在气相色谱法中其他条件均不改变，柱长增加一倍则将发生( )。
A 物质对的分离度增大，但半峰宽不变
B 理论塔板高度增加
C 分离度和半峰宽都增大至2倍
D 每米所含塔板数增大
10. 下列哪种因素将使组分的保留时间变短？( )。
A 降低流动相的流速 B增加色谱柱柱长
C 正相色谱环己烷-二氯甲烷流动相系统增大环己烷比例
D 反相色谱乙腈-水流动相系统增加乙腈比例
12. 对于异丙叉丙酮CH3COCH=C(CH3)2的溶剂效应，以下说法正确的是（）。
A 在极性溶剂中测定n→π*跃迁吸收带，λmax发生短移。
B在极性溶剂中测定n→π*跃迁吸收带，λmax发生长移。
C在极性溶剂中测定π→π*跃迁吸收带，λmax发生短移。
D n→π*和π→π*跃迁吸收带波长与溶剂极性无关。
13. 使质子化学位移出现在高场的原因是（）。
A 形成氢键
B 去屏蔽效应
C 屏蔽效应
D 连接了电负性大的基团
14. 关于分子离子峰，下面说法正确的是（）。
A 是丰度最大的峰
B 不含氮或含偶数氮的化合物，分子离子峰必为偶数
C 在质谱图的最右端的离子峰
D 分子离子峰含偶数电子
16. 在气相色谱中降低液相传质阻力以提高柱效，可采取（）。
A 适当降低固定液液膜厚度
B 增加柱压 C增加柱温 D 增大载气流速
17. 使组分的相对保留时间改变的原因是（）。
A 适当降低固定液液膜厚度
B 柱长增加
C 流速降低
D 柱温改变
二、判断题(10分)
1. 没有驰豫历程不可能测定到稳定的核磁共振信号。 ( )
2. 在一级偶合中组内核为不偶合而组间核为弱偶合。（）
3. 分子离子峰的精密荷质比就是化合物的精密分子量。 ( )
4. 亚稳离子峰与同质荷比峰在质谱图上相同位置出现。（）
5. 吸光系数是物质的特性常数，是特定条件下的吸光度。 ( )
6. 某组分的相对校正因子越小则检测器对其灵敏度越高。 ( )
7. 在气相色谱中，柱效、检测器灵敏度都和载气种类无关。 ( )
8. 在紫外可见分光光度法中没有参比溶液有时也能进行含量测定。 ( )
9. 含碳基团的伸缩振动频率随碳原子杂化轨道S 成分增加而明显增大。 （ ） 10. 分别使用60MHz 和300MHz 核磁共振仪所测同一质子的化学位移相等。（ ） 三、填空题（10分）
1 紫外可见光吸收光谱的峰位（λmax
）取决于
2 有两种酯类化合物，分子式C 4H 6O 2,它们都有一个末端乙烯基，（1）的羰基伸缩峰为1715cm -1
, （2）的羰基伸缩峰为1760 cm -1
，其结构分别
是：（1）为 ，（2）为 。
3 在高效液相色谱中，溶剂的种类主要影响 ，溶剂的配比主要影响 。
4 在气相色谱中为改善宽沸程样品的分离常采用 的方法，而在高效液相色谱中为改善组分性质差异较大样品的分离常用 的方法。
5 用SG 和SM 2的标准品分别配制浓度均为8.0×10-4
g/100mL 单组分溶液，测得SM 2：A 223=A 252= 0.480, 测得SG ：A 223=0.360,A 252= 0.120，又测得SG ，SM 2的混合溶液：A 223nm =0.760，A 252= 0.510， 以上均用1cm 吸收池测定，则混合溶液中SG 浓度为 ；SM 2浓度为 。 6 产生核磁共振吸收的条件是1 和 2 。 四、计算
1. (10分) P 与Q 两种物质的纯品溶液及混合溶液用等厚度的吸收池，在各波长下测得吸光度如下：
测定波长
238nm 282 nm 300 nm
纯P 3.0μg/mL 0.112 0.216 0.810 纯Q 5.0μg/mL 1.075 0.360 0.080
P+Q 混合溶液
0.442 0.278 ———
（1）求被测混合物中P 和Q 含量 （2）求被测混合物在300nm 处的吸光度 （3）若被测样品分别为P 和Q 的单组分，指出以上最佳测定波长。 2. (10分) 在一根长3米的色谱柱上，分离某样品的结果如图： （1）用组分2计算有效塔板数n eff 和有效塔板高度H eff ； （2）求调整保留时间/
R
/
R
2
1
t t 和；并求容量因子k 1及k 2；
（3）求分配系数比α及组分1和组分2的分离度；
（4）若柱长变为2米，此二组分的分离度是多少？组分1的半峰宽变为多少?
（5） 若组分1是组分2的内标物且f g1/ f g2=0.87, 每100克样品含组分1为0.2548克，h 1=2.43cm, h 2=3.21cm, 求组分2的百分含量是多少?
样品的色谱图
光谱解析
五、（10分）化合物C 18H 14O 3的红外光谱（图2）如下，试推断其结构式并对图中标出的红外吸收峰进行归属（要求指出振动类型）。
未知化合物的红外吸收光谱
六、（10分）根据化合物C11H14O2的NMR谱（图3）推测其结构式，并指明该化合物有那几种自旋系统。
未知化合物的核磁共振氢谱
七、（8分）化合物的质谱图（图4）如下，试推测其化学结构式，要求写出裂解过程并对已经注明质荷比（m/z）的质谱峰进行峰归属。
图4 未知化合物的质谱
《现代仪器分析》复习题（第三套）
一、选择（15分）
1．在气-液色谱中，保留值实际上反映下列哪种物质分子间的相互作用力？（）
A. 组分和载气
B. 载气和固定液
C. 组分和固定液
D. 组分和担体
2．若其它条件相同，仅理论塔板数增加一倍，两个邻近峰的分离度将是（）
1
A. 原来的2倍
B. 原来的2倍
C. 原来的22倍
D. 原来的
2
3. 在GC法中，对某一组分来说，一定的柱长下，与组分的保留时间无关的是（）
A. 保留比
B. 分配系数
C. 扩散速度
D. 分配比
4. 红外非活性振动是指（）
A. 分子的偶极距为零
B. 分子没有振动
C. 非极性分子
D. 分子振动时没有偶极距变化
5. 下列四种化合物中，羰基伸缩振动的频率最大者是（）
A. RCOR’
B. RCHO
C. RCOOR’
D. ClCOCl
6. 共扼效应使羰基双键按哪种形式改变（）
A. 双键电子云密度增大
B. 双键略有缩短
C. 键力常数增大
D. 键力常数减小
7．某有色物质溶液，每100mL中含该物质0.2㎎。今用1㎝比色杯在某波长下测得透光率为10％，这该物质的E1％1㎝ = ( )
A. 1.0 × 102
B. 1.0× 103
C. 5.0 × 102
D. 5.0× 103
8. 符合比尔定律的溶液稀释时,其浓度,吸光度和最大吸收波长的关系为 ( )
A. 减小, 减小, 减小
B. 减小, 减小, 不变
C. 减小, 不变, 减小
D. 减小, 不变, 增加
9. 某一含卤素化合物,其质谱图上同位素峰强比 M : M+2 : M+4 = 3 : 4 : 1,则该化合物中含有( ) A. 两个氯 B. 两个溴 C. 一个氯一个溴 D. 两个氯两个溴
10. 关于分子离子,下面哪个叙述是正确的( )
A. 质谱图上最右侧的峰是分子离子峰
B. 质谱图上的基峰是分子离子峰
C. 由C, H, O, N组成的化合物,分子离子的质量数是奇数
D. 分子离子含奇数个电子
11. H0一定时, H a, H b, H c, H d四种核的屏蔽系数大小顺序为ζa.>ζb>ζc>ζd,那种核的共振吸收峰出现在核磁共振谱的低频端( )
A. H a
B. H b
C. H c
D. H d
12. 在离子化区,样品蒸汽分子受电子流的轰击,失掉一个电子成为分子离子,最易失去的电子是( )
A. C-C键上的ζ电子
B. C-H键上的ζ电子
C. 杂原子上的n电子
D. 双键上的π电子
13. 关于磁等价核,下列那种叙述是不正确的( )
A. 组内核的化学位移相等
B. 与组外核偶合时偶合常数相等
C. 无组外核干扰时,组内核不偶合,因此不分裂
D. 无组外核干扰时,组内核偶合,但不分裂
14. 下列四种核哪种不产生核磁共振信号( )
A. 1H
B. 2H
C. 12H
D. 13H
15. 使用热导检测器时,载气流量略有波动,使用下列那个参数定量更准确( )
A. 峰面积
B. 峰高
C.A和B同样准确
D. A和B同样不准确
二、判断（10分）（正确的划√，错误的划×）
( ) 1. 在红外吸收光谱中，分子振动有自由度数等于基频峰的数目。
( ) 2. 在红外吸收光谱中V c=o吸收峰比V c=c吸收峰的强度大是由于K c=o〉K c=c。
( ) 3. 某一组分的分配比k=1/3，表明该组分的移动速度是流动相速度的3倍。
( ) 4 分配系数取决于组分和固定相与流动相的性质，与两相体积比无关。
( ) 5. ODS是反相色谱法中常用的固定相。
( ) 6. GC法中，当载气流速增大时，组分保留体积不变。
( ) 7. 吸光系数是物质的特性常数，其大小与波长无关。
( ) 8. 不含氮或含偶数氮的麦氏重排碎片，质量数一定是偶数。
( ) 9. 纸色谱的固定相是纸纤维吸附的水。
( ) 10.化合物在溶液中的紫外吸收光谱受溶剂影响，改用极性较大的溶剂一般使n→*π跃迁产生的吸收峰向短波方向移动。
三、填空(15分)
1. 当分子中的助色团与生色团相连时，使π-π*吸收带向( )移动；同时吸收峰强度将( ).
2. 在反相色谱法中,流动相的极性增大洗脱能力将( )；组分的K将( )；组分的t R将( ).
3. 在HPLC中,给定固定相后,流动相的种类主要影响( )；流动相的配比主要影响( )
4．产生核磁共振吸收的条件（①②）。
5．某未知物M（107）：M+1（108）：M+2（109）=100:8.0:0.30,则该未知物的分子式为（）。
6．采用不同场强的核磁共振仪对同一物质进行测定，所测得H核的进动频率（）；化学位移（）。
7．紫外法测定中，为使测定结果的相对误差较小，吸光度测量最适宜范围是（）。
8．红外吸收光谱产生的条件是（①②）。
9．当质谱图上出现m/z为91，77，65，51，39的特征离子峰时，可以判断该化合物是（）。
10下列化合物的IR光谱上有三个υc=o吸收峰（1738cm－1，1717cm－11650cm－1）其原因（）。
四、计算（15分）
1．柱相比 (β＝V m/V s ) 为20,理论塔板高度为0.6mm，已知两组分在柱温下的分配系数分别为45.2，50.5。（1）若使R＝1.0，所需的柱长是
多少？（2）若使R ＝1.5，所需的柱长又是多少？（10分）
2. 已知某化合物的摩尔质量为397.3，将其配成浓度为8.45mg/L 的甲醇溶液，在 380nm 处以1cm 吸收池测得吸光度为0.285。求该化合物的摩尔吸收系数？（5分）
五、光谱分析（45分）
1.一分子式为C 8H 8O 的化合物，其紫外光谱如图所示。由图简要说明该化合物分子中有何种吸收带？又有哪些生色团？（5分）
2．某一未知分子式为C 11H 14O 2 。IR 光谱如下。主要吸收峰为3030，2970，2870，1750，1580，1480，1450，1390，1370，1190，730，690cm -1
。试推测其结构，并找出以上各IR 峰归属。（10分）
3．根据化合物C 9H 12O 的NMR 谱推测其结构。（8分）
4．化合物的MS 谱图如下，试推测其结构。写出裂解过程，并指出已标明质荷比（m/z ）质谱峰的归属。（8分） m/z 相对强度（％） M （102） 100 M+1（103） 5.64 M+2（104） 0.53
《现代仪器分析》复习题（第四套）
一、选择（15分）
1.某物质（M=323.1）在278nm有吸收，用1cm比色杯测定， A=0.614，ε=9920，浓度为（）。
A. 2×10-3mg/ml
B. 2×10-2 mg/ml
C. 6.2×10-3mg/ml
D. 6.2×10-2mg/ml
2.一含卤素化合物，质谱图上M:M+2:M+6=1:1:1/3:1/27，以下推测正确的是（）。
A.该化合物含两个氯
B.该化合物含三个氯
C.该化合物含两个溴
D.该化合物含三个溴
3.关于A=ECl，正确的是（）。
A.适用于复合光
B.仅适用于最大吸收波长
C.适用于稀溶液
D.适用于各种浓度溶液
4.用气相色谱法分离样品时，两组分的分离度太小,应选择更换（）。
A.载气
B.固定液
C.检测器
D.柱温
5.衡量色谱柱的柱效应使用（）。
A保留值 B.半峰宽 C.板高 D.峰面积
6.在一根1米长的柱上测得两组峰的分离度为0.68，若使它们完全分离，则柱长至少应为（）米。 A.45 B.4.5 C.
5.0 D.5.5
7.红外光谱是（）。
A.电子光谱
B.原子光谱
C.振动光谱
D.发射光谱
8.分配系数K=10，溶质在流动相中的百分率为（）。
A.9.1%
B.10%
C.90%
D.91%
9.对于麦氏重排，错误的是（）。
A.有双键和?氢可以发生重排
B.有三键和?氢可以发生重排
C.重排所得离子，质量一定是偶数
D.离子也可能发生重排，
10.某化合物，其红外光谱3000～2800cm-1，1460cm-1，1375cm-1，等处有吸收峰，该化合物可能是（）。 A.芳烃 B.炔烃 C.含氮化合物 D.烷烃
11.丁酮的紫外光谱在280nm处有一吸收带，该吸收带称为（）。
A.B带
B.E1带
C.K带
D.R带
12．以下判断正确的是（）。
A.m/e85是庚酮-3的基峰 B．m/e71是庚酮-3的基
C．m/e57是庚酮-3的基峰 D．m/e99是庚酮-3的基峰
13．柱长一定时，与色谱峰的宽窄无关的是（）。
A.保留值
B.灵敏度
C.分配系数
D.分配比
14．某物质的摩尔吸光系数很大，表明（）。
A.该物质浓度大
B.光通过该物质溶液的光程
C.测定该物质的灵敏度低
D.该物质对某波长的光吸收能力强
15.关于MS图谱，下面叙述正确的是（）。
A.最右侧的峰为分子离子峰
B.基峰是分子离子峰
C.由C、H、O、N组成的化合物，分子离子峰的质量数为奇数
D.分子离子含奇数个电子
二、判断（10分，划√和?）
（）1.在红外吸收图谱，√C=O比√C=C 峰强度大是因为K C=0>K c=c。
（）2.ODS柱主要用于分离极性大的分子型化合物。
（）3.采用不同场强的核磁共振仪对同一物质进行测定，所测H核的进动频率和化学位移均不发生变化。
( ) 4.某化合物的分子量就是该化合物在质谱图中分子离子峰的质荷比。
（）5.内标法（气相色谱）不适用于样品中微量有效成分的含量测定。
（）6.仪器分析法的精密度比化学分析法好。
（）7.V R’（调整保留时间）与流速无关。
（）8.M/e31+14n是醚的特征峰。
（）9.在核磁共振波谱中，偶合常数与外磁场强度无关。
（）10.一个化合物含有奇数个氮原子，则分子离子峰的质荷比一定为奇数。
三、填空（15分）
1.在作正相洗脱时，流动相的极性增大，洗脱力（）。
2.具有AMX自旋系统的化合物的例子是（）。
3.基峰是质谱图中的（）峰。
4.液相色谱法中的Van Deenmter方程式为（）。
5.溶液中两个组分的浓度比为1：5，校正因子之比为2：1，则峰面积比为（）。
6.纸层析属于（）色谱法。
7.屏蔽常数ζ大的氢核，δ值（）。
8.对于I=1/2的氢核，核磁距在外磁场中有（）种取向。
9.红外吸收光谱产生的条件是①（）②（）。
10.相对重量校正因子f gi=（）。
11.核自旋产生的核磁矩间的相互干扰称为（）。
12.分子形成氢键后会使羰基的波数（）。
13.在红外光谱中，共轭效应的存在常使吸收峰向（）方向移动。
14.测定结果的相对误差和透光率测量误差△T与（）有关。
四、计算（15分）
1. 取冰醋酸5
2.16g，加甲醇（内标）0.4896g,用气相色谱法测定冰醋酸中含水量。得
h（水）=16.30cm, W1/2(水)=0.519cm，h（甲）=14.40cm，W1/2（甲）=0.239cm，f水（面积）=0.55，f甲（面积）=0.58，求冰醋酸的含水量。
2.某化合物分子量为160，ε=2.4×103，问取此化合物多少克，溶解并稀释至100ml，使得它再稀释100倍后所得溶液在1cm比色杯中的吸光
度为0.60。
3.在2米长的某色谱柱上，分析苯（1）与甲苯（2）的混合物。测得死时间为0.2min，甲苯的保留时间为2.1min，半峰宽为0.285cm，记录
纸速度为2cm/min。苯比甲苯先流出色谱柱，分离度为1.0。求①甲苯于苯的分配系数比（α）；②苯的容量因子与保留时间。
五、光谱解析（45分）
1.已知某液体样品的分子量为123.16，分子式为C6H9N3。IR光谱如下。试推测出结构，并找出各峰归属。（10分）。
2. 某末知物的MS图谱如下，试推
测出结构。写出裂解过程，并指出各峰的归属。（10分）
3.某纯化合物的分子式为C8H18O，根据其NMR谱推测结构式。（10分）
《现代仪器分析》复习题（第五套）
一、选择题（20分）
1. 碘丁烷在非极性溶媒中的紫外吸收λmax=257nm，εmax=486，此吸收峰是由哪种能级跃迁引起的？（） A．n→π*; B. π→π*;
C. n→ζ*；
D. ζ→ζ*
2. 醋酸可的松在羰基区的吸收峰如下,试指出结构中(1)、（2）、（3）、（4）对应的吸收峰。(1)是（）；（2）是（）；（3）是（）；（4）
是（）。
A．1750cm-1 ; B. 1720cm-1; C. 1700 cm-1; D.1650 cm-1;
3. 对CH3CH2Cl的NMR谱,以下几种预测正确的是( ).
A.CH2中的质子比CH3中的质子共振磁场强度高;
B.CH2中的质子比CH3中的质子共振频度高;
C.CH2中的质子比CH3中的质子屏蔽常数大;
D.CH2中的质子比CH3中的质子化学位移δ值小.
4.对于麦氏重排,下述哪些说法是不正确的( )
A.含有双键和γ位氢的化合物,就可能发生麦氏重排;
B.重排所得离子的质量数一定是偶数;
C.不含氮或含偶数个氮的重排离子,质量数一定是偶数;
D.含三键(如氰基等)和γ位氢的化合物,也可能发生麦氏重排;
5. 在气相色谱法中,下列哪个因素对溶质的保留体积几乎没有影响( ).
A. 载气流速;
B. 增加固定液用量 C .增加柱温. D. 增加柱长
6. 对同一样品，程序升温色谱与恒温色谱比较,正确的说法是： ( )
A.程序升温色谱图中的色谱峰数与恒温色谱图中的色谱峰数相同;
B.程序升温色谱图中的色谱峰数大于恒温色谱图中的色谱峰数;
C.改变升温程序,各色谱峰保留时间改变但峰数不变;
D.程序升温色谱法能缩短分析时间,改善保留时间、峰形，从而改善分离度及提高检测灵敏度，峰数也可能改变。并且使样品中的各组分在适宜的柱温下分离。
7．用ODS柱，分析一有机弱酸混合物样品。以某一比例甲醇水为流动相时，样品保留因子较小，若想使保留因子适当减小，如何改变流动相的组成（）？
A.增加流动相中甲醇的比
B.增加流动相水中的比例
C. 流动相中加入少量HAc
D.流动相中加入少量的氨水.
二、计算题（30分）
1.分别用0.5mol/L HCl、0.5mol/L NaOH和pH=4.00的邻苯二酸钾缓冲液配制某弱酸溶液,浓度均为含该弱酸0.001g/100ml。在λmax=590nm
分别测出三者吸收光度如下表。求该弱酸的pKa值。
2.在某甲、乙两色谱柱上，分离三组分（ABC）的混合物，实验结果如下：
计算：（1）以A、B、C三物质计算甲柱的理论塔板数？
（2）B、C两组分在乙柱上的分离度？
（3）如果将甲、乙两柱串起来（连接体积可忽略），在相同实验条件下进样，得到组分A的半峰宽是多少？
四、光谱解析题（35分）
1．某化合物的分子式为C8H9NO2；测得该化合物的红外吸收光谱如图1所示，试推测其结构式。A.3350cm-1,B .3180 cm-1,C .1650 cm-1, D.1600 cm-1, E.1550 cm-1, F.1500 cm-1, G.1460 cm-1, H1370 cm-1, J.1250 cm-1, I. 800 cm-1。
2．已知某化合物的分子式为C9H10O2，测得其核磁共振谱如图所示。试推测其结构式。
《现代仪器分析》复习题（第六套）
一、选择（25分）
1. 电磁辐射的微粒性表现在哪种性质上（）。
A. 能量
B. 频率
C. 波长
D. 波数
2. 物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外可见吸收光谱是由于（）。
A. 分子的振动
B. 分子的转动
C. 原子核外层电子的跃迁
D. 原子核内层电子的跃迁
3. 在紫外可见分光度计中，用于紫外光区的光源是（）。
A. 钨灯
B. 卤钨灯
C. 氘灯
D. 能斯特灯
4. 下列叙述正确的是（）。
A. 透光率与浓度成线性关系
B. 一定条件下，吸光系数随波长变化而变化
C. 浓度相等的x，y两物质，在同一波长下，其吸光度一定相等
D. 质量相等的x，y两物质，在同一波长下，其吸光系数一定相等
5. 指出下列化合物中，哪个化合物的紫外吸收波长最大（）。
A. CH3（CH2）5CH3
B.（CH3）2 C=CHCH2CH=C(CH3)2
C. CH2=CHCH2CH=CHCH3
D. CH3CH=CHCH=CHCH3
6. 下列叙述正确的是（）。
A. 共轭效应使红外吸收峰向高波数方向移动
B. 诱导效应使红外吸收峰向低波数方向移动
C. 分子的振动自由度数等于红外吸收光谱上的吸收峰数
D. 红外吸收峰的强度大小取决于跃迁几率和振动过程中偶极距的变化
7. 化合物CH3-C-CH2-C-O-CH2-CH3的IR光谱中，将出现（）个羰基吸收峰。‖‖
O O
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
8. 分子吸收红外线，其振动能级由基态跃迁至第一激发态所产生的吸收峰为（）。
A. 特征峰
B. 相关峰
C. 基频峰
D. 泛频峰
9. 某化合物在紫外光区270nm处有一弱吸收带，在红外特征区有如下吸收峰：
2700cm-1~2900 cm-1（双峰），1725 cm-1。则该化合物可能是：（）
A. 醛
B. 酮
C. 羧酸
D. 酯
10. 用下列哪个或哪几个参数可以确定分子中基团的连接关系（）。
A. 化学位移
B. 偶合常数
C. 峰裂分数
D. （A）和（C）
11. 对于I=1的原子核，在外加磁场中，存在的特定能级数是（）。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
12. 核磁共振氢谱不能给出的信息是：（）
A. 质子类型
B. 氢分布
C. 氢核间的关系
D.碳的骨架信息
13. 关于分子离子，下列叙述正确的是：（）
A. 质量数最大的峰为分子离子峰
B. 相对强度最大的峰为分子离子峰
C. 质量数第二大的峰为分子离子峰
D. 分子离子的质量数服从氮律
14. 某化合物用一个具有固定狭缝位置和恒定加速电压的质谱仪进行分析，当磁场（H）强度慢慢增加时。首先通过狭缝的是（）
A. 质荷比最高的正离子
B. 质荷比最低的正离子
C. 质量最大的正离子
D. 质量最小的正离子
15. 在气相色谱法中，保留值实际上反映了哪些分子间的相互作用？（）
A. 组分与载气
B. 组分与固定相
C. 组分与组分
D. 载气与固定相
16. 在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（）
A. 改变固定相的种类
B. 改变载气的种类和流速
C. 改变色谱柱的柱温
D. （A）和（C）
17. 在高效液相色谱中，下述哪种操作，不能改变色谱柱的选择性？（）
A. 改变固定相的种类
B. 改变流动相的种类
C. 改变填料的粒度和柱长
D. 改变流动相的配比
18. 衡量色谱柱效能的参数为（）。
A. 分离度
B. 容量因子
C. 塔板数
D. 分配系数
19. 下列哪种色谱方法的流动相，对色谱选择性无影响？（）
A. 液-固吸附色谱
B. 液-液分配色谱
C. 空间排阻色谱
D. 离子交换色谱
20. 已知某混合试样a、b、c三组分的K分别为400、450、500，a、b、c三组分在薄层上的R f值的大小顺序为：（）
A. R f(a)> R f(b)> R f(c)
B. R f(c)> R f(b)> R f(a)
C. R f(b)> R f(a)> R f(c)
D. R f(a)> R f(c)> R f(b)
21. HPLC法和GC法的区别是：（）
A. 基本理论
B. 流动相
C. 适用性
D. 操作条件
E.（B）（C）（D）
二、填空
1. Lamber-beer定律的适用条件是和。
2. 由于结构不同，物质对不同波长的电磁辐射吸收不同的现象称作。
3. 异丙叉丙酮CH3COCHC(CH3)2分子中的n-π*跃迁在氯仿中的吸收波长于在甲醇中的吸收波长。
4. 某基团或分子的基本振动吸收红外线而发生能级跃迁必须满足的条件。
5. 是保持核磁共振信号固有强度必不可少的过程。
6. 分子中不同化学环境的氢核进动（共振）频率不同的原因是。
7. 磁等价核的特点是⒈⒉⒊。
8. 分子离子发生麦氏重排的条件为和。
9. 某化合物的分子离子峰的m/z201，由此可得出和。
10. 色谱仪的两个主要组成是 1. 2. ；前者的作用是；后者的作用是。
11. 采用内标法定量的优点。
三、计算题（22分）
2. 已知咖啡碱的摩尔质量为212g/mol-1，λmax＝272，εmax为1.08×104。称取0.1300g咖啡配制成酸性溶液，稀释至500ml，用1cm的吸收池，
在272nm处测得为0.480。求咖啡碱的含量（已知咖啡中其他组分在272nm无吸收）？（6分）
3. 在1m长的填充柱上，某化合物A及其异构体B的保留时间分别为5.80min和6.60min；峰宽分别为0.78min和0.82min，空气通过色谱柱
需1.10min。计算：（1）载气的平均线速度；（2）组分A和B的k；（3）该色谱柱的平均理论塔板数；（4）组分A和B的R；（5）组分A和B达到完全分离时所需柱长。（7分）
四、光谱解析(34分)
1.某化合物的分子式为C10H10O2, IR光谱如下。主要吸收峰：3100~3000，2960，1720，1640，1585，1500，1450，1375，1170，980，760，710cm-1。试推测其结构，并给出峰归属。（8分）
2. 某化合物的分子式为C9H10O3，NMR谱如下。IR谱表明该化合物结构中有羰基，NMR谱图中δ=11.3还有一吸收峰。试推测其结构，并给出峰归属。（8分）
3．某化合物的分子式为C6H12O2，其分子离子的m/z=116，质谱图如下。试推测其结构，并写出裂解过程。（8分）
《现代仪器分析》复习题答案（第一套）
一、选择
1. C
2. D
3. B
4. B
5. C
6. B
7. B
8. A 二、判断
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. √
6. √
7. ×
8. √
9. × 三、填空
1. 4
2. 固定液性质、柱温
3. 组分与载体的热导率不同
4. π→π*，溶剂效应
5. 3个平动自由度，2个转动自由度
6. v C ≡N 在2000cm -1
左右，v OH 在3500cm -1
左右 7. 有外加磁场 8.2，Br ，2，Cl 四. 1.解：（1） 3.805100.2250
1012
.0652
.01%1cm
=??=
=Cl
A E s
%6.98%1001087
.000.2250
13.805690.0%1001087
.000
.2250%1%1cm
=??
?=??
=
l E
A
x
(2) 41%1cm 1053.110
190
3.80510?=?==M E ε
2.解：（1）
15.3699.1234
.022.060
/0.2)90135(699
.12
1/2(B))1/2(A R(A)R(B)=?+?-=?+-=
W W t t R
（2） s t 156040
10
=?=
767]34
.060/0.2)15135([54.5)(
54.5222/1=?-?='=W t n R
eff
mm n L H
eff eff
61.2767
1023=?==
五. 1.解：
U =（2+2×8-8）/2=5，可能有苯环
峰归属： 2820，2720 cm
-1
v CH （O ）
1710 cm
-1
v C=O HC O
1610，1580 cm
-1
v C=O （ф）
850，810，760 cm -1
γфH
1380 cm
-1
δ
S
CH3
－CH 3
所以为：
CH 3
HC
O
2.解： U =（2+2×13-16）/2=6，可能有苯环 δ 0.97 6H 两个CH 3
δ 1.98 1H CH δ 3.91 2H
CH 2
δ 6.36 1H
CH
δ 7.34 5H
δ 7.62 1H CH
综上结构为：
CH CH C
O
O CH 2CH
CH 3CH 3
3.解：（1）M 为偶数，为不含N 或含偶数个N 。先以不含N ，只含C ，H ，O 推断： 将质谱中同位素峰强的相对丰度换算为以M 为100时的百分比 m/z M （%）
128（M ） 100 129（M+1） 8.9 130（M+2） 0.6 根据同位素峰强度计算分子式：
n C =8.9/1.1=8 n O =（0.6-0.006×82
）/0.2=1 n H =128-8×12-16=16 分子式为C 8H 16O （2）U =（2+2×8-16）/2=1
含有一个双键，可能是酮、醛或烯醇类化合物。 （3）确定结构式： 碎片离子（m/z ） 归属
29 C 2H 5+（直链烷基） 43 C 3H 7+（直链烷基） 57 C 4H 9+（直链烷基） 71 C 3H 7C ≡O +
85 C 4H 9C ≡O + 86 麦氏重排离子 100 麦氏重排离子
综上结构为：
CH 3
CH 2
CH 2CH 2
CH 2CH 2
C
O
CH 3
《现代仪器分析》复习题答案（第二套）
一 、选择：
1.B
2. B
3. C
4. B
5. D
6. D
7. C
8. C
9. C 10.B 11.B 、C 、E 12. A 13. C14. B 16. A 17. D 二、判断题：（10分） 1. √ 2. ?
3. ?
4. ?
5. √
6. √
7. ?
8. √
9. √ 10. √
三、填空题：（每空1分，总计10分）
1 . 物质的分子结构特征
2 . (1)CH 3O 2CCH=CH 2 （2） CH 3C O 2CH=CH 2
3 . 分配系数比α， 容量因子k 4. 程序升温，梯度洗脱 5. 8.33×10-4
g/100mL ； 6.42×10-4
g/100mL 6. υ0=υ， Δm=±1 四、计算：
a) 解：037.03112.0238p
238
===
C A E 215.05
075.1238Q
238===C A E
072.03216.0282p 282===
C A E 072.05
360.0282Q
282===C A E
)
2(278
.0072.0072.0)1(442.0215.0037.0Q P Q P =+=+C C C C
解得C P =2.185μg/ml ；C Q =1.676μg/ml
在300nm 处的吸光度为：A 300=2.185×（0.810/3）+1.676×（0.080/5）=0.617 测定P 的最佳波长是300nm ，测定Q 的最佳波长是238nm ， 2. 解： (1) mm 53.05673
3000 5673)5.0117(54.5eff 2====-=eff eff
n L H n
(2) min 13114 min 161170R1/
R10R2/
R2
=-=-==-=-=t t t t t t
161
16 131130/R220/R11======t t k t t k (3)
88
.3)
50.041.0(699.13
2)
(699.1)2( ; 231.113
16)2(2/1)1(2/11R21212=+?=
+-=
====
W W t t R k k K K R α
（4）min 33.041.03
2
;17.3816.088.332
1/212
=?==?=?=
W R R ，
(5)%48.0%10087
.010041.043.22548
.050.021.3%100065.1065.1%
112/1122/122=??????=??=
W m f W h f W h C
五、 图谱解析 解：12142
1
)118(=?-+=U
，可能含2个苯环。
峰归属： IR ：
1773cm -1
、1702cm -1
v C=O as
、v
C=O
s
2个
O
（数值低说明与其他基团共轭）
1630cm -1 v C C = 2个—C=C —（数值低说明与其他基团共轭） 1580cm -1
、1500cm
-1
共轭的苯环
3060 cm -1、3020 cm -1
v as
Ar H -
1070 cm
-1
v C-O
760 cm
-1
γAr-H
690 cm
-1
γC C =
上述信息，推测未知物结构是C 6H 5-CH=CH-CO-O-CO-CH=CH-C 6H 5。 六、解: 5142
1
)111(=?-
+=U ，可能含苯环。 确定氢分布：a:b:c:d:e=1.10:1.11:0.74:0.73:1.46=3:3:2:2:4; δ 1.10 3H 三峰 CH 3-CH 2-O δ 4.04 2H 四重峰 δ 7.04 4H 单峰
δ 2.29 3H 单峰 －CH 3 δ 3.42 2H 单峰 －CH 2—
δ 7.04 4H 为对位或邻位取代苯 因此推断化合物的结构为：CH 3-C 6H 4-CH 2CO-O-CH 2CH 3（对位或邻位取代）。 七、解：（1）先求分子式：
01
.110026263
.01002)%2(1.111000.2689
.21001)%1(=?=?+=+=?=?+=
+M M M M M M 2
2.0100006.001.12.0006.0)%2(10
%10012
.11.1112.1)%1(2
C O C =?-=?-+==?=+=
n M n M n 分子式为C 10H 12O 2 （2）计算不饱和度 5122
1
)110(=?-+=U
，说明含苯环。
（3）MS 归属： 碎片离子（m/z ） 归属
164 +?M
39 C 3H 3+ 51 C 4H 3+ 65 C 5H 5+ 77 C 6H 5+ 91 C 7H 7+
104 为麦氏重排离子C 6H 5-CH-CH 2+
105 C 6H 5-CH 2CH 2+
122 为酯4元环重排离子C 6H 5-CH 2CH 2OH +
因此推测化合物结构为C 6H 5-CH 2CH 2-O-COCH 3。
《现代仪器分析》复习题答案（第三套）
一、选择（15分）
1.C
2. B
3. C
4. D
5. D 6 .D 7. D 8. B 9. C 10. D 11. A 12. C 13. C 14. C 15. A 二、判断：（10分）
1.×
2.×
3.×
4.√
5.√
6.√
7.√
8.√
9.√ 10.√ 三、填空： (15分)
1.长波长、增加；
2.降低、增大、增大；
3. 选择性或α、洗脱能力或ｋ；
4． ① υ0 = υ ② ?m = ± 1； 5.C 7H 9N ； 6.不同、相同； 7.0.2~0.7 A 或 65~20％（T ）； 8.① υL = ?V ×υ ② ?μ
≠ 0； 9.CH 2
R
烷基取代苯 ； 10. 烯醇与酮式互变异构体 CH 3
C
O CH 2
C
O
OC 2H 5 。
四：计算（15分） 1.解： ① ｋ2 ＝2250.5 2.520S V K K Vm ?
=＝＝β ② α＝
21
K K ＝
2
.455
.50 ＝ 1.1 ③ R =
4n ?α
α1
- ? 122+κκ
＝
4
H L
?
α
α1- ?122+κκ
1.0 =
15.25.21.11
1.146.0+?-?L
L 1 = 2.35 m
④
2
1
R R =
2
1L L
5.10.1 = 2
35.2L L 2 = 5.17 m
2. 解： A = εC L
43
1034.110
45.83.397285.0?=??- 五．光谱分析（45分） 1.解： U ＝
2
8
822-?+ ＝5
R 带 K 带 B 带
C
O
？
2.解：
C O O C CH 3CH 3
3
⑴ 计算不饱和度
U ＝
52
14
1122=-?+ （可能含苯环）
⑵ 解析：
① 苯环一组相关峰 1580 cm -1
,1480 cm -1
v C=C (骨架振动)
3030 cm
-1
v Φh
1190 cm -1 βΦh
730 cm -1
, 690 cm -1
γΦh 双峰， 单取代苯
② 1750 cm
-1 v C=O
③ 2970 cm -1
, 2870 cm -1
v CH3as , v CH3s
1390 cm -1
, 1370 cm -1
δCH3
as , δCH3s 双峰，说明结构中含有—C(CH)3
3. 解：
CH 3
CH 2O CH 3
U ＝
42
12
922=-?+
a: H 数 H
3127
.07.07.000.100.10
.1=?++++
b: 3H c: 2H d:2H e: 2H a : 3H 三重峰
CH 3
CH 2
b ： 3H 单峰 CH 3
c: 2H 四重峰
CH 3CH 2O
d: 2H
e: 2H
4. 解： n c =
51
.164
.5= n o =
22
.05006.053.02
=?-
n H =
102 _
(12165+?2?) = 10
∴ 分子式为C 5H 10O 2 可能结构式为：
CH 3CH 2CH 2C O
O CH 3
U =
12
10
522=-?+
CH 3CH 2CH 2O CH 3+
.
CH 3CH 2CH 2O +
.
m / z 71
CH 3CH 2CH 2O 3+
.
CH 3CH 2CH 2C
O O +
.
m / z 87
现代仪器分析简答
1、现代仪器分析法有何特点？它的测定对象与化学分析法有何不同？ 分析速度快，自动化程度高，特别适用于大批量分析； 灵敏度高，试样用量少，适合微量和痕量组分； 用途范围广，能适合各种分析的要求；选择性高 2、评价一种仪器分析方法的技术指标是什么？ 主要技术指标： 1、精密度； 2、准确度； 3、标准曲线； 4、灵敏度； 5、检出限； 6、选择性 3、影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？ 答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度 △ fN 多普勒变宽和压力变宽。 其中最主要的 是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 4、原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成？各有何作用？ 答：原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。 光源的作用：发射待测元素的特征谱线。 原子化器的作用：将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子。 分光系统的作用：把待测元素的分析线与干扰线分开，使检测系统只能接收分析线。 检测系统的作用： 把单色器分出的光信号转换为电信号， 经放大器放大后以透射比或吸光度 的形式显示出来。 5、与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器有哪些优缺点？ 答：与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器的优点有：原子化效率高， 气相中基态原子浓度 比火焰原子化器高数百倍，且基态原子在光路中的停留时间更长，因而灵敏度高得多。 缺点：操作条件不易控制，背景吸收较大，重现性、准确性均不如火焰原子化器，且设备复 杂，费用较高。 6、测定植株中锌的含量时，将三份 1.00g 植株试样处理后分别加入 0.00mL 、 1.00mL 、 2.00mL0.0500mol?L-1ZnCl2 标准溶液后稀释定容为 25.0mL ，在原子吸收光谱仪上测定吸光 度分别为0.230、0.453、0.680,求植株试样中锌的含量( 3.33 X10-3g.g-1 )。 解：设植株试样中锌的含量为 Cx mol.L-1 ??? A1=KCx A2=K(25 X 10-3Cx+1.00 0X .0500 A3=K(25 X 10-3Cx+2.00 0X .0500 解之得 Cx=2X 10-3 mol.L-1 7、 电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外及可见光区吸收光谱中反映出来？ 答：电子跃迁的类型有四种： 6^6 * n 宀6* n ^n* n^n 。* 其中n ~6* n ~n* n^n 的跃迁能在紫外及可见光谱中反映出来。 8、何谓发色团和助色团？举例说明。 答：发色团指含有不饱和键，能吸收紫外、可见光产生 n ^n*或 n^n 跃迁的基团。例如： > C=C V, — C = C — ,> C=O , — N=N —, — COOH 等。 助色团：指含有未成键 n 电子 本身不产生吸收峰 但与发色团相连能使发色团吸收峰向 长波方向移动 吸收强度增强的杂原子基团。 例如： —NH2 —OH —OR —SR —X 等。 ?/ A=KC X 65.4 X 10-3)/25 1X 0-3 X 65.4 X 10-3) /25 10X -3 ?植株试样中锌的含量为 3.33X 10-3g.g-1
现代仪器分析-荧光分析教案
学习好资料欢迎下载 题目: 荧光分析法 教学目的与要求: （1）掌握分子荧光、磷光和化学发光的产生机理；掌握激 发光谱和发射光谱特征。 （2）掌握荧光与分子结构的关系以及溶液的荧光（磷光） 强度影响因素。 （3）熟悉荧光（磷光）分析法的特点及定量测定方法。 （4）了解磷光分析法的类型。 （5）熟悉荧光、磷光和化学发光分析仪器的结构。 内容与时间分配: ①荧光分析原理：120min； ②荧光仪器：20min； ③分析方法：40min； ④磷光分析简介：20min； 重点与难点: 1、荧光的产生； 2、荧光光谱与激发光谱； 3、荧光与分子结构 4、影响因素 5、分析方法 教具准备: PPT
荧光分析法（fluorometry） 灵敏度高，紫外－可见法10－7g/ml 待测物质：分子荧光 原子荧光 激发光：紫外可见荧光 红外可见荧光 X－射线荧光 1、基本原理 利用目一波长得光照射试样，使试样吸收这一辐射，然后再发射出波长相同或较长得光，若这种再发射约在10-9秒内发生，称为荧光，利用荧光得强度和特性对物质进行定性、定量分析，称为荧光分析法。 当分子轨道中电子吸收光子跃迁， 若电子跃迁后，处于自旋方向相反得状态，则总自旋量子数S＝0，体系的多重性M=2S+1，既为激发态的单线态（此分子在磁场中不产生能级裂分） 若电子跃迁后，处于自旋方向相同的状态，则总自旋量子数S=1/2+1/2=1,体系的多重性M=2S+1=3,即为三线态（在磁场中，三线态的电子能级产生裂分，一条线可分裂成三条线。三线态的能量较相应单线态的能量低）。 [电子由单→单跃迁，所需E1 第一章绪论复习题 一.名词解释 1. 灵敏度 2. 相对标准偏差 3. 检出限 4. 信噪比 5. 定量限 二．简答题 1.仪器分析方法有哪些分类？ 2.仪器性能指标有哪些？分别如何判定？ 3.常用三种仪器分析校正方法各有何特点？ 第二章原子发射光谱法复习题 一．名词解释 1. 等离子体 2. 趋肤效应 3. 通道效应 4. 共振线 5. 分析线 6. 谱线自吸 7. 光谱载体 8. 光谱缓冲剂 二.简答题 1.原子光谱与原子结构、原子能级有什么关系？为什么能用它来进行物质的定性分析？ 能量，跃迁，转换，电磁辐射释放 2.光谱分析时狭缝宽度如何选择？ 定性：较窄提高分辨率 定量：较宽提高灵敏度 3.影响原子发射谱线强度的因素有哪些？（同教材P46-47 3-9） 1）统计权重：谱线强度与激发态和基态的统计权重之比g i/g o成正比 2）跃迁概率：谱线强度与跃迁概率成正比 3）激发能：负相关 4）激发温度：正相关。但升高温度易电离。 5）基态原子数：一定实验条件下，上述条件影响因素均为常数，则谱线强度与基态原子数成正比。 4.简述ICP ：光源的组成、形成原理及特点。 组成：ICP 光源是由高频发生器和感应圈、等离子体炬管和供气系统、试样引入系统组成 原理：当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场。 开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流磁场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流），其电阻很小，电流很大（数百安），产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。 特点：优点： （1）检出限低，一般在10-5~10-1ug/mL。可测70多种元素。 中国矿业大学 2016级硕士研究生课程考试试卷 考试科目现代仪器分析 考试时间2016-10-18 学生姓名王一鹏 学号TS16040101A3 所在院系化工学院 任课教师何亚群教授 中国矿业大学研究生院培养管理处印制 XRF在矿物加工领域中的应用 王一鹏 （中国矿业大学化工学院） 摘要：X射线荧光光谱分析（X Ray Fluorescence，XRF）是固体物质成分分析的常规检测手段，也是一种重要的表面/表层分析方法。本文主要介绍了X射线荧光光谱仪的工作原理及主要构造，并分析了X射线荧光光谱分析在矿物加工学领域中的应用。 关键词：XRF 原理表面/表层分析矿物加工 1 X射线荧光光谱分析概述 X射线荧光光谱分析（X Ray Fluorescence，XRF）是固体物质成分分析的常规检测手段，也是一种重要的表面/表层分析方法。由于整体技术和分光晶体研制发展所限，早期的X射线荧光光谱仪检测范围较窄，灵敏度较差。随着测角仪、计数器、光谱室温度稳定等新技术的进步，使现代X射线荧光光谱仪的测量精密度与准确度有了较大改善。特别是人工合成多层膜晶体的开发应用使轻元素铍、硼、碳、氮、氧等的X射线荧光光谱分析分析成为可能，这类晶体是由低原子序数和高原子序数物质以纳米级厚度交替叠积而成，其层间厚度可以人工控制，如OVO－B晶体的间距为20纳米，适用于硼和铍的分析。由于X射线管的功率增大，铍窗减薄，X射线管与样品的距离缩短，为轻元素分析配备了超粗准直器，降低了元素的检出限，技术发展使现代X射线荧光光谱仪的检测范围可达到4Be(铍)～92U(铀)，对元素的检测范围为10-6%~100%。 2 X射线荧光光谱仪工作原理 2.1 X射线荧光的物理原理 X射线是电磁波谱中的某特定波长范围内的电磁波，其特性通常用能量（单位：千电子伏特，keV）和波长（单位nm）描述。 X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行，内层电子（如K层）在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚，释放出来，电子 绍兴文理学院《现代仪器分析》复习题 一、填空题 1、按照固定相的物态不同，可将气相色谱法分为_气固色谱_和气液色谱，前者的固定相是固体吸附剂，后者的固定相是涂在固体担体上或毛细管壁上的液体。 2、按固定相外形，可将气相色谱法分为柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱) 3、分离非极性物质，用非极性固定液，试样中各组分按沸点次序流出，沸点低，tr小，沸点高，tr大。 4、分离极性物质，用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小，tr小；极性大， tr 大。 5、最为有效地增加柱效的方法是减小填充物的粒径。 6、电子从基态吸收光后跃迁到激发态，称这种吸收谱线为共振线，如果跃迁到第一激发态，就称之为第一共振线 7、色谱分离的基本理论是塔板理论、速率理论。分别从组分在两相间的分配、组分在色谱柱中的运动描述了色谱行为。 8、为使组成复杂的混合物能够更好的分离，气相色谱法常常采用程序升温分析模式，而高效液相色谱法常采用梯度淋洗分析模式。 9、气相色谱仪中气化室的作用是保证样品迅速完全气化。气化室温度一般要比柱温高30-70℃，但不能太高，否则会引起样品分解。 10、在气液色谱中，被分离组分分子与固定液分子的性质越相近，则它们之间的作用力越大，该组分在柱中停留的时间越长，流出色谱柱越慢。 11、按组份在固定相上的分离机理，气相色谱法可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱以及凝胶色谱（尺寸排阻色谱）等几种。 12、气相色谱气化室的作用是将液体或固体试样瞬间气化而不分解。 13、两组分保留值差别的大小，反映了色谱柱分离能力的高低。 14、分子对红外辐射产生吸收要满足的条件是(1) _分子的振动方式必须是红外或心活性的_，(2) _某一振动方式频率与红外线对的某一频率相同（即能产生瞬时偶极矩变化）_。 15、原子的吸收线具有一定的宽度，引起原子吸收线变宽的主要原因是自然宽度，多普勒变宽和压力变宽（劳伦兹变宽）。 现代仪器分析：一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。灵敏度：指待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度。灵敏度也就是标准曲线的斜率。斜率越大，灵敏度就越高 光分析法：利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射强度等光学特性，进行物质的定性和定量分析的方法。 光吸收：当光与物质接触时，某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱，这种现象称为物质对光的吸收。 原子发射光谱法：元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。 多普勒变宽：原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 洛伦兹变宽：待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。 助色团：本身不吸收紫外、可见光，但与发色团相连时，可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动，且吸收强度增强的杂原子基团。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。 使用石墨炉原子化器是，为防止样品及石墨管氧化应不断加入（N2）气，测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。 光谱及光谱法是如何分类的？ ⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。 原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同 原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。 选择内标元素和分析线对有什么要求？ a. 若内标元素是外加的，则该元素在分析试样中应该不存在，或含量极微可忽略不计，以免破坏内标元素量的一致性。 b. 被测元素和内标元素及它们所处的化合物必须有相近的蒸发性能，以避免“分馏”现象发生。 c. 分析线和内标线的激发电位和电离电位应尽量接近（激发电位和电离电位相等或很接近的谱线称为“均称线对”）；分析线对应该都是原子线或都是离子线，一条原子线而另一条为离子线是不合适的。 d. 分析线和内标线的波长要靠近，以防止感光板反衬度的变化和背景不同引起的分析误差。分析线对的强度要合适。 e. 内标线和分析线应是无自吸或自吸很小的谱线，并且不受其他元素的谱线干扰。 原子荧光光谱是怎么产生的？有几种类型？ 过程：当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的辐射即为原子荧光。 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光。 为什么原子发射光谱法可采用内标法来消除实验条件的影响？ 影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果，实际工作多采用内标法。内标法属相对强度法，是在待测元素的谱线中选一条谱线作为分析线，然后在基体元素或在加入固定量的其他元素的谱线中选一条非自吸谱线作为内标线，两条谱线构成定量分析线对。 通常为什么不用原子吸收光谱法进行物质的定性分析？ 答：原子吸收光谱法是定量测量某一物质含量的仪器，是定量分析用的，不能将物质分离，因此不能鉴定物质的性质，因此不能。。。。 原子吸收光谱法，采用峰值吸收进行定量分析的条件和依据是什么？ 为了使通过原子蒸气的发射线特征(极大)频率恰好能与吸收线的特征(极大)频率相一致，通常用待测元素的纯物质作为锐线光源的阴极，使其产生发射，这样发射物质与吸收物质为同一物质，产生的发射线与吸收线特征频率完全相同，可以实现峰值吸收。 朗伯比尔定律的物理意义是什么？偏离朗伯比尔定律的原因主要有哪些？ 物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中的吸光物质的浓度C及液层厚度L的乘积成正比。A=kcL 偏离的原因是：1入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。2溶液的不均匀性，如部分入射光因为散射而损失。3溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。 影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？ 答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度Δf N、多普勒变宽和压力变宽。其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 原子吸收光谱法，采用极大吸收进行定量的条件和依据是什么？ 答：原子吸收光谱法，采用极大吸收进行定量的条件：①光源发射线的半宽度应小于吸收线半宽度；②通过原子蒸气的发射线中心频率恰好与吸收线的中心频率ν0相重合。定量的依据：A=Kc 原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成？各有何作用？ 答：原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。 1.以下属于仪器分析方法的是？光学分析法、色谱分析法 2.色谱分析过程中，欲提高分离度，可采取降低柱温 3.仪器分析法的主要特点是：分析速度快，灵敏度高，重现性好，试样用量少，选择性高 4.同一人员在相同条件下，测定结果的精密度称为：重复性 5.不同人员在不同实验室测定结果的精密度称为：再现性 6.分析测量中系统误差和随机误差的综合量度是：准确度 7.分析方法的灵敏度和精密度的综合指标是：检出限 8.分析仪器的主要性能指标是：精密度、准确度、检出限 9.在1840年发生的法国玛丽投毒案中，采用马氏试砷法进行毒物检验。加热式样中含有砷的化合物，则生成的AsH3在管内生成黑亮的单质砷。此分析方法属于：化学分析法 10.在1840年发生的法国玛丽投毒案中，玛丽被怀疑采用砷毒杀自己的丈夫，法医在鉴定砒霜中毒时，第一次没有检测到死者胃粘膜中的砷，原因是：采样方法有误 11.在1993年发生的史瓦哥投毒案中，毒物鉴定的分析方法属于：仪器分析法 12.在1993年发生的史瓦哥投毒案中，试样的纯化方法属于：色谱法 13.光谱分析法与其他仪器分析法的不同点在于光谱分析法研究涉及的是：光辐射与试样间的相互作用与能级跃迁 14.每一种分子都具有特征的能级结构，因此，光辐射与物质作用时，可以获得特征的分子光谱。根据试样的光谱，可以研究试样的组成和结构。 15.太阳光（日光）是复合光，而各种等（如电灯、酒精灯、煤气灯）光是复合光。× 16.受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐射形式释放多余能量，这种现象称为：光的发射 17.原子光谱是一条条彼此分立的线光谱，分子光谱是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。√ 18.不同物质，在产生能级跃迁是，吸收的光的频率是相同的。× 19.频率、波长、波数及能量的关系是：频率越高，波长越短，波数越高，能量越高 20.按照产生光谱的物质类型不同，光谱可以分为：原子光谱、分子光谱、固体光谱 21.光谱分析仪通常由四个基本部分组成：信号发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 22.原子发射光谱是由于原子的外层电子在不同能级间的跃迁而产生的。 23.原子发射光谱属于线光谱 24.原子发射光谱法利用标准光谱比较法定性时，通常采用铁谱 25.无法用原子发射光谱分析的物质是有机物和大部分非金属元素 26.在原子光谱仪器中，能够将光信号转变为电信号的装置是光电倍增管 27.下面哪一项不是原子发射光谱法使用的光源？空心阴极灯 28.处于第一激发态的电子直接跃迁到基态能级时所发射的谱线成为主共振（发射）线 29.根据待测元素的原子在光激发下所辐射的特征光谱研究物质含量的方法称为原子荧光法 30.大米中的镉含量可以使用下面哪些方法进行检测？原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光法 31.原子吸收光谱法中，背景吸收产生的干扰主要表现为火焰中产生的分子吸收及固体微粒的光散射 32.原子吸收光谱法中的物理干扰可用下述哪种方法消除？标准加入法 33.原子吸收测定中，以下叙述和做法正确的是？在维持稳定和适宜的光强条件下，应尽量选用较低的灯电流 一，原子发射光谱法：元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。 多普勒变宽：原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 洛伦兹变宽：待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。 助色团：本身不吸收紫外、可见光，但与发色团相连时，可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动，且吸收强度增强的杂原子基团。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 2.根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 3.原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。 4.使用石墨炉原子化器是，为防止样品及石墨管氧化应不断加入（N2）气，测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。 5.光谱及光谱法是如何分类的？⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同 6.原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 7.分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 8.吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。 9.发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。 10.原子荧光。 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光。 11.原子发射光谱法可采用内标法来消除实验条件的影响 12.朗伯比尔定律 物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中的吸光物质的浓度C及液层厚度L的乘积成正比。A=kcL 偏离的原因是：1入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。2溶液的不均匀性，如部分入射光因为散射而损失。3溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。 13.影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度ΔfN、多普勒变宽和压力变宽。其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 14.原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。 原子化器的作用：将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子。 分光系统的作用：把待测元素的分析线与干扰线分开，使检测系统只能接收分析线。 检测系统的作用：把单色器分出的光信号转换为电信号，经放大器放大后以透射比或吸光度的形式显示出来。 15.与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器有哪些优缺点？ 与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器的优点有：原子化效率高，气相中基态原子浓度比火焰原子化器高数百倍，且基态原子在光路中的停留时间更长，因而灵敏度高得多。缺点：操作条件不易控制，背景吸收较大，重现性、准确性均不如火焰原子化器，且设备复杂，费用较高 16.原子吸收光谱法的干扰按其性质主要分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰四类 17.比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。 答：标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便。缺点是：对个别样品测定仍需配制标准系列，手续比较麻烦，特别是遇到组成复杂的样品测定，标准样的组成难以与其相近，基体效应差别较大，测定的准确度欠佳。 标准加入法的优点是可最大限度地消除基干扰，对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析，准确度较高；缺点是 现代仪器分析复习资料 1、什么叫吸光光度法？ 吸光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。按物质吸收光的波长不同，吸光光度法可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法（又称红外光谱法）。 2、紫外与可见分光光度法的特点。 灵敏度较高，适用于微量组分的测定。其灵敏度一般能达到10-5~10-6mol·L-1的数量级。 选择性好。 通用性强，应用广泛。 仪器、操作简单，分析速度较快。 准确度较高。方法的相对误差约为2~ 5%。 3、朗伯—比耳定律的数学表达式及物理意义。 A=lg(I O/I)=lg(1/T)=kcL 式中A，吸光度b，液层厚度(光程长度) c，溶液的浓度；k，比例常数。仅与入射光波长、溶液的性质及温度有关，而与浓度无关。 物理意义：当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中吸光物质的浓度c及液层厚度L的乘积成正比。 4、试述摩尔吸光系数的物理意义，在光度分析中，摩尔吸光系数是否越大越好？ 摩尔吸光系数在数值上等于浓度为1mol·L-1、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 摩尔吸光系数越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。 5、偏离朗伯—比耳定律的原因 （1）物理性因素：难以获得真正的纯单色光。 (2) 化学性因素：朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用。故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液 6、紫外—可见分光光度计的基本组成 光源、单色器、样品室、检测器、显示器 7、比色皿使用注意事项及如何清洗 清洗：CH3 OH∶HCl = 2 ∶1 水蒸馏水试液，绝对不能用洗液、毛刷、去污粉 8、分光光度测定中为什么需要使用参比溶液？ 利用参比溶液来调节仪器的零点，消除比色皿壁及溶剂入射光的反射和吸收带来的误差。即测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。 9、分光光度测定中如何控制最佳吸光度范围？ 吸光度A = 0.80~0.20 （1）控制溶液浓度 （2）选择不同厚度的比色皿 10、原子吸收分光光度法的概念 原子吸收分光光度法(AAS) 又称原子吸收光谱法，是基于从光源发射出待测元素的特征谱线，通过样品蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由特征谱线强度减弱的程度，从而进行定量分析的一种现代仪器分析方法。 11、原子吸收的特点（和紫外分光光度法比较） 传统分析方法与现代仪器分析法的比较 【摘要】随着现代科技的发展，传统的化学分析方法也在与时俱进，逐步与现代科技相融合、渗透，从而使化学分析的效率比以往更加富有成效，分析的精密度、准确度更加优异，分析结果也使人更加放心，通过氯化物的传统滴定方法与间断式流动分析仪仪器法的对比，得出传统法与仪器法的各自优缺点，仅作参考。 【关键词】滴定法；仪器法；氯化物 1 实验原理比较 氯化物广泛存在于天然水中，传统测定方法是滴定法，在中性或弱碱性溶液中，以铬酸钾为指示剂，用硝酸银滴定氯化物时，由于氯化银的溶解度小于铬酸银，氯离子首先被完全沉淀，然后铬酸根才以铬酸银的形式沉淀出来，产生砖红色物质，指示氯离子滴定的终点。 目前分析氯化物的仪器主要是间断化学分析仪、流动注射分析仪、离子色谱仪等，以间断化学分析仪为例，Smartchem140全自动化学分析仪工作原理实际上是经典的比色法，试剂和样品被精确地加入反应槽，搅拌混匀，反应，然后反应混合物被传送到高精度比色计测量吸光度。 2 仪器与试剂比较 滴定法所用实验器材 锥形瓶；棕色酸式滴定管； NaCI、AgNO3、K2CrO4、NaOH（均为分析纯）； 间断化学分析仪所用实验器材 比色杯、流通池、0.45微米滤膜过滤装置（上海摩速有限公司） 3 样品测定比较 滴定法首先取150mL水样置于锥形瓶中，另外取一个锥形瓶加入50mL蒸馏水作空白，加入1mL K2CrO4指示液，用AgNO3、标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现即为终点，整个实验过程都是手工操作，费时费力，分析一个水样耗时十几分钟，不适合大批量样品分析。 间断化学分析仪Smartchem-140采用目前世界上最先进的第二代全自动间断化学分析技术，吸光率反应终点采取了比色管直读式，样品与试剂在独立的 中南林业科技大学食品科学与工程学院课程考试试卷 此课程为闭卷考试！ 课程名称：现代仪器分析；试卷编号： A 卷；考试时间：100分钟 注意：答案请写在答题纸上！ 一、填空题（每空2分，共20分） 1、根据固定相的不同，气相色谱法分为 和 。 2、紫外可见分光光度计中，在可见光区使用的光源是 ，用的棱镜和比色皿的材质可以是玻璃； 而在紫外光区使用的光源是 ，用的棱镜和比色皿的材质一定是 。 3、在荧光光谱中, 测量时, 通常检测系统与入射光的夹角呈 度。 4、物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中 及 的特性，而不是它的整个分子的特 性。 5、在原子吸收光谱分析中，只有采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的 ，且使它们的 中心频率一致，方可采用测量 来代替测量积分吸收的方法。。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、气相色谱分析使用热导池检测器时，最好选用（ ）做载气，其效果最佳。 ①H 2气 ②He 气 ③Ar 气 ④N 2气 2、分离有机胺时，最好选用的气相色谱柱固定液为（ ）。 ①非极性固定液 ②高沸点固定液 ③混合固定液 ④氢键型固定液 3、一般气相色谱法适用于（ ）。 ①任何气体的测定 ②任何有机和无机化合物的分离测定 ③无腐蚀性气体与在气化温度下可以气化的液体的分离与测定 ④无腐蚀性气体与易挥发的液体和固体的分离与测定 4、气相色谱仪分离效率的好坏主要取决于下列何种部件( )。 ①进样系统 ②分离柱 ③热导池 ④检测系统。 5、选择固定液的基本原则是( )。 ①相似相溶 ②待测组分分子量 ③组分在两相的分配 ④流动相分子量 6、原子吸收光谱分析仪的光源是( )。 ①氢灯 ②氘灯 ③钨灯 ④空心阴极灯 7、电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的( )。 学专业班级 装订线(答题不得超过此线) 现代仪器分析与实验技术 一.名词解释 标准曲线:是待测物质的浓度或含量与仪器信号的关系曲线,由于是用标准溶液测定绘制的,所以称为标准曲线。 准确度:是指多次测定的平均值与真值(或标准值)相符合的程度,常用相对误差来表示。 超临界流体:某些具有三相点和临界点的纯物质,当它在高于其临界点即高于其临界温度和临界压力时,就变成了既不是气体也不是液体而是一种性质介于气体和液体之间的流体,称为超临界流体。 延迟荧光:分子跃迁至T1态后,因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态,经振动弛豫到达S1的最低振动能级再发射荧光。这种荧光称为延迟荧光。 精密度:是指在相同条件下用同一方法对同一试样进行的多次平行测定结果之间的符合程度。 灵敏度：指被测组分在低浓度区，当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的改变量，它受校正曲线的斜率比较和仪器设备本身精密度的限制。 检出限：是指能以适当的置信度被检出的组分的最低浓度或最小质量。 线性范围：指定量测定的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围。 梯度洗脱:指在一个分析周期中,按一定的程序连续改变流动相中溶剂的组成(如溶剂的极性、离子强度、pH等)和配比,使样品中的各个组分都能在适宜的条件下得到分离。 锐线光源:锐线光源是空心阴极灯中特定元素的激发态,在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。 自吸收：指当浓度较大时，处于激发光源中心的原子所发射的特征谱线被外层处于基态的同类原子所吸收，使谱线的强度减弱，这种现象称为自吸收。 原子线:原子外层电子吸收激发能后产生的谱线称为原子线。 离子线：离子外层电子从高能级跃迁到低能级时所发射的谱线。 电离能：使原子电离所需要的最小能量。 共振线：在所有原子发射的谱线中凡是由各高能级跃迁到基态时所长生的谱线。 武汉工程大学 2010—2011学年度第二学期期末试卷 考试课程：现代仪器分析考核类型：考试A卷 考试形式：闭卷出卷教师：徐兰英 考试专业：环境工程考试班级：研究生 一、名词解释（5×4） 1、离子色谱 2、参比电极 3、生色团 4、摩尔吸光系 5、酸差 二、选择题（从下列各题备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸上。多选 或少选均不给分。每小题2分，共30分。） 1、符合吸收定律的溶液稀释时，其最大吸收峰波长位置。 A、向长波移动 B、向短波移动 C、不移动 D、不移动，吸收峰值降低 2、分子的紫外-可见吸收光谱呈带状光谱，其原因是什么？。 A、分子中价电子运动的离域性质； B、分子中价电子能级的相互作用； C、分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁； D、分子电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁。 3、下列因素中，对色谱分离效率最有影响的是。 A、柱温 B、载气的种类 C、柱压 D、固定液膜厚度 4、用NaOH直接滴定法测定H3BO3含量能准确测定的方法是。 A、电位滴定法 B、酸碱中和法 C、电导滴定法 D、库伦分析法 5、总离子强度调节缓冲剂的最根本的作用是。 A、调节pH值 B、稳定离子强度 C、消除干扰离子 D、稳定选择性系数 6、已知在c(HCl)=1mol/L的HCl溶液中：ΦCr2O72-/Cr3+=1.00V, ΦFe3+/Fe2+=0.68V。若以K2CrO7滴定Fe2+ 时，选择下列指示剂中的哪一种最适合。 A、二苯胺（Φ=0.76V）； B、二甲基邻二氮菲—Fe3+（Φ=0.97V）； C、次甲基蓝（Φ=0.53V）； D、中性红（Φ=0.24V）； 7、进行电解分析时，要使电解能持续进行，外加电压应。 A、保持不变 B、大于分解电压 C、小于分解电压 D、等于分解电压 A卷【第页共页】 《现代仪器分析》教学大纲 课程编号： 课程名称：现代分析/ Modern Instrumental Analysis 学时/学分：40 /2.5 先修课程：无机及分析化学、有机化学 适用专业：化学工程与工艺 开课学院（部）、系(教研室)：化学工程学院制药工程系 一、课程的性质与任务 仪器分析与光谱解析是制药工程专业的学科基础必修课。 本课程要求学生掌握各种仪器分析方法的基本原理、基本方法和基本操作。熟悉各种典型光谱的解析及色谱法的分离条件的选择。了解各种仪器的工作原理，以及各种仪器分析方法在药学中的应用。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1.电位法及永停滴定法 电化学分析法的基本原理（分类、基本原理）；直接电位法、电位滴定法和永停滴定法的测定方法、应用及示例。 2.气相色谱法 气相色谱法的基本原理（基本概念、塔板理论、Van Deemter方程式简介），色谱柱（固定液、载体、气－液色谱填充柱的制备），气－固色谱填充柱、毛细管色谱柱简介，检测器（热导、氢焰）分离条件的选择，定性、定量分析方法，应用与示例等。 3.高效液相色谱法 高效液相色谱法的基本原理（Van Deemter）； 方程式在HPLC与GC中表现形式、Giddings方程式简介），各类高效液相色谱法：液－固吸附色谱法、液－液分配色谱法、化学键合相色谱法（反相键合相色谱法、正相键合相色谱法、离子抑制色谱法、离子对色谱法），离子交换色谱法与离子色谱法、空间排斥色谱法，其他色谱法简介（胶束色谱法、手性色谱法、亲合色谱法），高效液相色谱固定相，流动相、仪器装置、定性与定量分析方法及毛细电泳法简介。 4.紫外—可见光度法 紫外—可见光谱的跃迁机理；Lambert-beer定律；精细结构；溶剂效应；wood-word吸收定则及应用。 5.红外光谱法 红外光谱的跃迁机理；判别定则；拉曼光谱；Fourier变换红外光谱；试样的制备和仪器等。 6.核磁共振 核自旋能级跃迁的基本原理；Zeeman能级；Boltzman分布；核的进动与弛豫；化学位移及其影响因素；13C—1H自旋—自旋偶合；偶合常数及其影响因素；NMR光谱的改进；奥氏核效应；二维谱。 7.质谱 08研究生现代仪器分析试卷（二）班级姓名分数 三、计算题 ( 共 6题 30分 ) 31. 5 分 已知亚异丙基丙酮(CH3)2C＝CHCOCH3在各种溶剂中实现n→π*跃迁的紫外光谱特征如下：溶剂环己烷乙醇甲醇水 λmax/nm 335 320 312 300 εmax25 63 63 112 假定这些光谱的移动系全部由与溶剂分子生成氢键所产生，试计算在各种极性溶剂中氢键的强度。(N A= 6.02×1023mol·L-1，h= 6.623×10-34J?s，c = 3×1010cm/s) 32. 5 分 （1）.在核磁共振波谱法中，常用TMS(四甲基硅烷) 作内标来确定化学位移，这样做有什么好处？ （2）1,2,2-三氯乙烷的核磁共振谱有两个峰。用60MHz 仪器测量时，＝CH2质子的吸收峰与TMS 吸收峰相隔134Hz，≡CH 质子的吸收峰与TMS 吸收峰相隔240Hz。试计算这两种质子的化学位移值，若改用100MHz 仪器测试，这两个峰与TMS 分别相隔多少？ 33. 5 分 计算甲醛中的C＝O 键(k= 1.23×103N/m) 和苯中的C－C 键(k= 7.6×102N/m) 在红外吸收光谱中所产生吸收峰的近似波数和波长。 34. 5 分 一气相色谱柱的操作条件如下： 载气流速F C (25℃) 40.0 mL/min 柱温122℃ 进口压力p i143988Pa 出口压力p0102658Pa 保留时间t (min) 空气0.24 苯 1.41 甲苯 2.67 乙苯 4.18 异丙苯 5.34 固定液体积V s(122℃) 14.1 mL 试计算：(1) 每一种物质的校正保留体积V R'； (2) 每一种物质的分配系数K； (3) 每一对相邻组分的相对保留值α2,1； (4) 如果这些组分都能完全分开，柱的有效理论塔板数至少是多少？ 35. 5 分 用氟离子选择电极测定牙膏中的F－含量，称取0.205g牙膏，并加入50mLTISAB试剂，搅拌微沸冷却后移入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，移取25.0mL于烧杯中测其电位值为-0.155V，加入0.10mL，0.50mg/mL F－标准溶液，测得电位值为-0.176V。该离子选择电极的斜率为59.0mV/pF－，氟的相对原子质量为19.00，计算牙膏中氟的质量分数。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 已知一物质在它的最大吸收波长处的摩尔吸收系数κ为 1.4×104L·mol-1·cm-1，现用1cm吸收池测得该物质溶液的吸光度为0.850，计算溶液的浓度。 解：∵A=KCL ∴C=A/（KL）=0.850/(1.4×104×1)=0.607×10-4（mol·L-1 ） 10．K2CrO4的碱性溶液在372nm处有最大吸收,若碱性K2CrO4溶液的浓度c(K2CrO4)=3.00×10-5mol· L-1,吸收池长度为1cm,在此波长下测得透射比是71.6%。计算：（1）该溶液的吸光度；（2）摩尔吸收系数；（3）若吸收池长度为3cm，则透射比多大？ 解：(1)A=-lgT=-lg71.6%=0.415 (2)K=A/(CL)=0.415/(3.00×10-5×1)=4.83×103 （L·mol-1·cm-1 ） (3)∵lgT=-A=-KCL=-4.83×103×3.00×10-5×3=-0.4347 ∴T=36.75% 苯胺在λmax为280nm处的κ为1430 L·mol-1·cm-1，现欲制备一苯胺水溶液,使其透射比为30%,吸收池长度为1cm,问制备100mL该溶液需苯胺多少克? 解：设需苯胺X g,则∵A=-lgT= KCL ∴0.523=1430×(X/M×100×10-3) ×1 X=3.4×10-3g 精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次平行测定所得测定结果的一致程度。精密度常用测定结果得标准偏差 s 或相对标准偏差（sr）量度。 二光分析导论 和活度） 四原子吸收光谱法 原子吸收光谱法的分析方法 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。主共振吸收线就是该元素的灵敏线，也是原子吸收中最主要的分析线。基态原子数与待测元素含量的关系温度增加，则Nq/N0 大，即处于激发态的原子数增加；当温度保持不变时，电子跃迁能级差越小的元素，形成的激发态原子就越多， Nq/N0 则越大 轮廓表示原子吸收线轮廓的特征量 是吸收线的特征频率V o和宽度。 2）极大（峰）值吸收法以半宽比 吸收线的半宽还要小得多的锐线光 源来代替产生连续光谱的激发光 源，测量谱线的峰值吸收。 光源：锐线光源空心阴极灯 火焰类型：富燃焰、贫燃焰、化学 计量火焰 低温原子化技术：氢化物发生法（Sn As Se Sb Ge Pb）和冷原子化法（汞） 测定条件选择 ①狭缝宽度——不引起吸光度减 小的最大狭缝宽度②分析线— —灵敏度高、干扰少 ③灯电流——保证输出稳定和适 当光强的条件下，尽量选用低的工 作电流 ④试样用量——根据实验确定，在 合适的燃烧器高度下，调节毛细管 出口的压力以改变进样速率，达到 最大吸光度值的进样量 特征浓度：Cc（又称百分灵敏度） 是指产生1%净吸收（吸光度为 0.0044）的待测元素浓度。 干扰及消除方法※ 物理干扰、化学干扰、电离干扰、 光谱干扰 1、物理干扰消除：配制与待测溶液 组成相似的标准溶液或者采用标准 加入法，使试液与标准溶液的物理 干扰相一致 2、化学干扰消除：①加释放剂消除： 能与干扰元素生成更稳定、更难挥 发的化合物，而释放待测元素。 ②加保护剂消除：能与待测元素形 成络合物，在元素中更易原子化 3、电离干扰消除：加入消电离剂消 除，大量易电离的其它元素抑制待 测元素的电离 4、光谱干扰消除：非共振线干扰— 减小狭缝消除 背景吸收干扰（空白校正、氘灯校 正和塞曼效应校正） 五紫外-可见吸收光谱法 利用紫外-可见分光光度计测量物 质对紫外-可见光的吸收程度和紫 外-可见吸收光谱来确定物质的组 成、含量，推测物质结构的分析方 法。 朗伯—比尔定律A=kcL 电子跃迁的类型 成键σ电子（单键轨道） 成键π电子（双键或叁键轨道） 未成键n 电子（非键轨道）主要有 四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序 为：n→π*＜π→π*≤n→σ*＜σ →σ* 吸收带：R吸收带n→π*跃迁产生 K共轭体系中的π→π*B芳香族 化合物的π→π*产生的精细结构 吸收带E芳香族化合物的π→π* 产生的，芳香族化合物特征吸收 影响紫外可见吸收光谱的因素 1. 共轭效应π→π共轭使吸收峰 波长长移，吸收强度增加 2. 助色效应助色团的n电子与发 色团的π电子共轭，使吸收峰波长 长移，吸收强度增加的现象。 3. 超共轭效应烷基的σ电子与共 轭体系中的π电子共轭，使吸收峰 波长长移，吸收强度增加的现象。 4. 溶剂效应由溶剂的极性强弱引 起吸收峰波长发生位移，吸收强度 和形状发生改变的现象。（溶剂极性 增加）长移：π→π*吸收峰向长波 方向移动的现象。红移短移：π→ π*吸收峰向短波方向移动的现象。 紫移 测量条件选择，应注意: 1、入射光波长的选择： 选择被测物质的最大吸收波长作为 入射光波长。这样，灵敏度较高， 偏离朗伯-比耳定律的程度减小。 当有干扰物质存在时，应根据“吸 收最大、干扰最小”的原则选择入 射光波长。 2、吸光度读数范围的选择：为了减 少浓度的相对误差，提高测量的准 确度，一般控制待测液的吸光度在 0.2~0.7，可通过改变称样量、稀释 溶液以及选择不同厚度的吸收池来 控制吸光度。 3参比的溶液选择原则是使溶 液的吸光度能真正反应待测物的浓 度。 ①纯溶剂空白：当试液、试剂、显 色剂均无色时，可用蒸馏水作参比 液，称纯溶剂空白。 ②试剂空白：试液无色，试剂、显 色剂有色，采用不加试液的空白溶 液作参比，称试剂空白。 ③试液空白：试剂和显色剂均无色 时，而试液中其他离子有色时，应 采用不加显色剂的试液溶液作参比 液，称试液空白。 4、溶剂的选择：饱和有机化合物的 选择：低极性、惰性 5、显色反应条件：ph值范围 七分子发光光谱 分子去激类型：无辐射去激；辐射 去激 分子荧光分子磷光 原理分子第一 单重激发 态（S1） 的最低振 动能级到 基态（S0） 的不同振 动能级的 辐射跃迁 分子第一 三重激发 态（T1） 的最低振 动能级到 基态（S0） 的不同振 动能级的 辐射跃迁 特点概率大， 辐射过程 快， 损耗能量 大，波长 磷光大于 荧光，寿 命长 十一电化学分析法 电极分类 按电极电位形成的机理把能够建立 平衡电位的电极分为金属基电极和 膜电极第一类电极：金属和该金 属离子溶液组成的电极体系，电位 由金属离子活度系数决定 第二类电极;金属、金属难溶盐与该 难溶盐的阴离子溶液相平衡构成， 与该溶液中构成难容盐的阴离子活 度的对数呈线性关系常见甘汞电 极、Ag—AgCl电极 第三类电极：零类电极，由石墨、 金铂等惰性导体浸入含有氧化还原 电对的溶液中构成，也成氧化还原 电极。（溶液中氧化还原电对的性质 十六气相色谱法 适用范围：沸点在500度以下；在 操作条件下，热稳定性良好的物质， 原则上均可采取气相色谱法。 固定液的选择：根据相似相容原理 气相色谱检测器类型 浓度型：热导检测器、电子捕获器 质量型：氢火焰离子化检测器、火 焰光度检测器 操作条件的选择：载气及其流速的 选择；柱温的选择；载体和固定液 含量的选择；进样条件的选择 毛细血管和填充柱的区别：1、采用 分流进样方式 2、尾吹系统 十七高效液相色 适用范围：不受样品挥发和热稳即 相对分子质量的限制，只要把样品 制成溶液即可 基本部分：高压输液系统，进样系 统，分离系统，检测系统 正相键合色谱与反向键和色谱的区 别： 正相：流动相极性低而固定相高 反向：流动相极性大于固定相极性现代仪器分析复习题不完全整理中国海洋大学
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