儀器分析試卷及答案

1、儀器分析試卷(2005.6.25)一、選擇題(共15題22分)1. 所謂真空紫外區(qū),所指的波長(zhǎng)范圍是()(1) 200400nm(2)400800nm(3)1000nm(4)10200nmCl0CH30CH30(c)2.比較下列化合物的UVVIS吸收波長(zhǎng)的位置COOH(A)max(1)abc(2)cba(3)bac(4)cab3. 可見(jiàn)光的能量應(yīng)為()(1)1.24X1041.24X106eV(2)1.43XIO271eV(3)6.23.1eV(4)3.11.65eV4. 電子能級(jí)間隔越小,躍遷時(shí)吸收光子的()(1)能量越大(2)波長(zhǎng)越長(zhǎng)(3)波數(shù)越大(4)頻率越高5. 熒光分析法和磷光分析法

2、的靈敏度比吸收光度法的靈敏度()(1)高(2)低(3)相當(dāng)(4)不一定誰(shuí)高誰(shuí)低6. 三種原子光譜(發(fā)射、吸收與熒光)分析法在應(yīng)用方面的主要共同點(diǎn)為()(1)精密度高,檢出限低(2)用于測(cè)定無(wú)機(jī)元素(3)線性范圍寬(4)多元素同時(shí)測(cè)定7. 當(dāng)彈簧的力常數(shù)增加一倍時(shí),其振動(dòng)頻率()(1)增加倍(2)減少倍(3)增加0.41倍(4)增加1倍8. 請(qǐng)回答下列化合物中哪個(gè)吸收峰的頻率最高？(4)OII(1)RcR4)FC-RII9. 下列化合物的1HNMR譜,各組峰全是單峰的是()(1)CH-OOC-CHCH(2)(CH)CH-O-CH(CH)3233232(3)CH-OOC-CH-COO-CH(4)C

3、HCH-OOC-CHCH-COO-CHCH32332222310. 某化合物的相對(duì)分子質(zhì)量M=72,紅外光譜指出，該化合物含羰基,則該化合物可能的分子式為()r(1)CH0(2)CH0(3)CHNO(4)(1)或(2)483423611. 物質(zhì)的紫外-可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生是由于()(1)分子的振動(dòng)(2)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)(3)原子核外層電子的躍遷(4)原子核內(nèi)層電子的躍遷12. 磁各向異性效應(yīng)是通過(guò)下列哪一個(gè)因素起作用的?()(1)空間感應(yīng)磁場(chǎng)(2)成鍵電子的傳遞(3)自旋偶合(4)氫鍵13. 外磁場(chǎng)強(qiáng)度增大時(shí),質(zhì)子從低能級(jí)躍遷至高能級(jí)所需的能量()(1)變大(2)變小(3)逐漸變小(4)不變化14.

4、某化合物在一個(gè)具有固定狹峰位置和恒定磁場(chǎng)強(qiáng)度B的質(zhì)譜儀中分析，當(dāng)加速電壓V慢慢地增加時(shí)，則首先通過(guò)狹峰的是:()(1)質(zhì)量最小的正離子(2)質(zhì)量最大的負(fù)離子(3)質(zhì)荷比最低的正離子(4)質(zhì)荷比最高的正離子15. 某化合物Cl-CH-CH-CH-Cl的1HNMR譜圖上為()222(1)1個(gè)單峰(2)3個(gè)單峰(3)2組峰:1個(gè)為單峰，1個(gè)為二重峰(4)2組峰:1個(gè)為三重峰，1個(gè)為五重峰二、填空題(共15題33分)1. 當(dāng)一定頻率的紅外光照射分子時(shí)，應(yīng)滿足的條件是紅外輻射應(yīng)具有剛好滿足分子躍遷時(shí)所需的能量和_分子的振動(dòng)方式能產(chǎn)生偶極矩的變化。才能產(chǎn)生分子的紅外吸收峰。2. 核磁共振的化學(xué)位移是由于而

5、造成的化學(xué)位移值是以為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制定出來(lái)的。3. 拉曼位移是，它與無(wú)關(guān)，而僅與4拉曼光譜是光譜，紅外光譜是光譜；前者是由于產(chǎn)生的，后者是由于產(chǎn)生的；二者都是研究，兩種光譜方法具有。5. 帶光譜是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷；產(chǎn)生的，線光譜是由_原子或離子的外層或內(nèi)層電子能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的。6. 在分子熒光光譜法中，增加入射光的強(qiáng)度，測(cè)量靈敏度增加(或提高，或增大)原因是熒光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度呈正比7. 在分子(CH)NCH-CH中，它的發(fā)色團(tuán)是一NC=CV,322在分子中預(yù)計(jì)發(fā)生的躍遷類型為bfb*nf*nf6兀f兀*8. 在原子吸收法中，由于吸收線半寬度很窄，因此測(cè)量積分吸收有困難，所以

6、用測(cè)量_峰值吸收系數(shù)來(lái)代替.9. 高分辨質(zhì)譜儀一個(gè)最特殊的用途是獲得化合物精確的相對(duì)分子質(zhì)量、分子式、化合物的大致類型10. 用原子發(fā)射光譜進(jìn)行定性分析時(shí)，鐵譜可用作譜線波長(zhǎng)標(biāo)尺來(lái)判斷待測(cè)元素的分析線11. 當(dāng)濃度增加時(shí)，苯酚中的OH基伸縮振動(dòng)吸收峰將向低波數(shù)方向位移.12. 苯上6個(gè)質(zhì)子是化學(xué)等價(jià)的，同時(shí)也是_磁等價(jià)的。13. 核磁共振波譜中，乙烯與乙炔，質(zhì)子信號(hào)出現(xiàn)在低場(chǎng)是乙稀14. CO經(jīng)過(guò)質(zhì)譜離子源后形成的帶電粒子有CO+C0+、C+、CO2+等，它們經(jīng)加速后進(jìn)入磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)量分析器，它們的運(yùn)動(dòng)軌222跡的曲率半徑由小到大的次序?yàn)橐驗(yàn)椋篊0+、C0+、C+、CO2+m/z44281222次

7、序?yàn)椋篊+、CO2+、C0+、CO+222215. 在核磁共振波譜法中，記錄紙上橫坐標(biāo)自左向右對(duì)應(yīng)于掃描磁場(chǎng)由_弱_變_強(qiáng)，故稱橫坐標(biāo)左端為_(kāi)低場(chǎng)，右端為_(kāi)高場(chǎng)。三、計(jì)算題(共2題15分)1. 計(jì)算化合物(如下式)的紫外光區(qū)的最大吸收波長(zhǎng)。2. 將含有色組分X的500mg試樣溶解并稀釋至500mL。取此溶液的一部分在1.00cm的吸收池中，于400nm處測(cè)得吸光度為0.900。將10.0mg純X溶于1L相同的溶劑中，按同樣的操作在0.100cm的吸收池中測(cè)得吸光度是0.300,試求原試樣中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。四、綜合題(共4題35分)1. (5分)試分析M-NMR與1H-NMR圖譜的差別及其原因。2

8、欲檢測(cè)小白鼠血液中有毒金屬元素Cd的含量，請(qǐng)：(1) 寫(xiě)出你認(rèn)為最佳的儀器分析方法；(2) 扼要說(shuō)明所提方法的原理及樣品預(yù)處理的大致過(guò)程。4. (15分)已知一化合物的IR、UV、NMR、MS四譜的數(shù)據(jù)如下，試推斷其結(jié)構(gòu)。圖中的主要數(shù)據(jù)必須用到，闡述條理清晰。儀器分析試卷答案題庫(kù)題組卷答案：一、選擇題(共15題22分)1. (4)2.(4)3.(4)4.(2)5.(1)6.(2)7.(3)8.(4)(3)10.(4)11.(3)12.(1)13.(1)14.2分(1626)(4)15.(4)二、填空題(共15題33分)1. 紅外輻射應(yīng)具有剛好滿足分子躍遷時(shí)所需的能量；分子的振動(dòng)方式能產(chǎn)生偶極矩

9、的變化。2. 核外電子云所產(chǎn)生的屏蔽作用的大小不同；TMS(四甲基硅烷)(8=0)o5. 分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷；原子或離子的外層或內(nèi)層電子能級(jí)的躍遷。6.1.增加(或提高，或增大)2.熒光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度呈正比7. NC=CVG*nf兀*nfg*兀f兀*8. 1.積分吸收2.峰值吸收系數(shù)9. 精確的相對(duì)分子質(zhì)量、分子式、化合物的大致類型10. 譜線波長(zhǎng)標(biāo)尺來(lái)判斷待測(cè)元素的分析線11. 低波數(shù)12.化學(xué)；磁。13.乙烯14. 因?yàn)椋篊O+、CO+、C+、CO2+m/z44281222次序?yàn)椋篊+、CO2+、CO+、CO+222215. 弱、強(qiáng)、低、高。三、計(jì)算題(共2題15分)1

10、.3134根據(jù)WoodWardFieser規(guī)則計(jì)算母體基214nm環(huán)外雙鍵X525烷基取代X735延長(zhǎng)一個(gè)共軛雙鍵30304nm2. 3318c=(10.0/1)X10-3=1.00X10-2g/Ls0.900=aX1.00Xcx0.300=aX0.100X1.00X10-2解之:c=3.00X10-3g/L=3.00X10-3mg/mLx已知試樣的c=500/500=1.00mg/mL所以(c/c)=(3.00X10-3/1.00)=3.0X10-3x四、綜合題(自己命題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及說(shuō)明)2. AAS，DPP，ASV方法均可3分方法原理3分樣品處理4分4.平分標(biāo)準(zhǔn)：(1)M/M+1/M+2=

11、100：7.7：0462分(2) 化學(xué)式CHO及不飽和度U=11分714(3) IR譜分析2分(4) 質(zhì)譜碎片2分(5)NMR譜分析3分(6)UV吸收分析1分（7）結(jié)構(gòu)式4分只有結(jié)構(gòu)，沒(méi)有分析只給2分，只給各譜沒(méi)有分析，結(jié)構(gòu)正確適當(dāng)扣1-3分儀器分析一、單項(xiàng)選擇題（46分，每小題2分，第9小題兩空各1分）1、在原子發(fā)射光譜分析（簡(jiǎn)稱AES）中，光源的作用是對(duì)試樣的蒸發(fā)和激發(fā)提供所需要的能量。若對(duì)某種低熔點(diǎn)固體合金中一些難激發(fā)的元素直接進(jìn)行分析，則應(yīng)選擇（）。直流電弧光源，交流電弧光源，高壓火花光源，電感耦合等離子體（簡(jiǎn)稱ICP）光源2、在AES分析中，把一些激發(fā)電位低、躍遷幾率大的譜線稱為（）

12、。 共振線，靈敏線，最后線，次靈敏線3、待測(cè)元素的原子與火焰蒸氣中其它氣態(tài)粒子碰撞引起的譜線變寬稱為（）。 多普勒變寬，羅倫茲變寬，共振變寬，自然變寬4、在原子吸收光譜（簡(jiǎn)稱AAS）分析中，把燃助比與其化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系相近的火焰稱作（）。中性火焰，富燃火焰，貧燃火焰，等離子體炬焰5、為了消除AAS火焰法的化學(xué)干擾，常加入一些能與待測(cè)元素（或干擾元素）生成穩(wěn)定絡(luò)合物的試劑，從而使待測(cè)元素不與干擾元素生成難揮發(fā)的化合物，這類試劑叫（）。消電離劑，釋放劑，保護(hù)劑，緩沖劑6、為了同時(shí)測(cè)定廢水中ppm級(jí)的Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr，最好應(yīng)采用的分析方法為（）。ICP-AES，AAS，原子熒光光譜

13、（AFS）,紫外可見(jiàn)吸收光譜（UV-VIS）7、在分子吸收光譜中，把由于分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷而產(chǎn)生的光譜稱作（）。紫外吸收光譜（UV）,紫外可見(jiàn)吸收光譜，紅外光譜（IR）,遠(yuǎn)紅外光譜8、雙光束分光光度計(jì)與單光束分光光度計(jì)比較，其突出的優(yōu)點(diǎn)是（）?？梢詳U(kuò)大波長(zhǎng)的應(yīng)用范圍，可以采用快速響應(yīng)的探測(cè)系統(tǒng)，可以抵消吸收池所帶來(lái)的誤差，可以抵消因光源的變化而產(chǎn)生的誤差9、在下列有機(jī)化合物的UV光譜中，C=O的吸收波長(zhǎng)久max最大的是（），最小的是（）。HOOO）。10、某物質(zhì)能吸收紅外光波，產(chǎn)生紅外吸收光譜圖，那么其分子結(jié)構(gòu)中必定（含有不飽和鍵，含有共軛體系，發(fā)生偶極矩的凈變化，具有對(duì)稱性11、飽

14、和酯中C=O的IR伸縮振動(dòng)頻率比酮的C=O振動(dòng)頻率高，這是因?yàn)椋ǎ┧鸬?。I效應(yīng)，M效應(yīng), IM12、具有組成結(jié)構(gòu)為：光源卜單色器4吸收池+檢測(cè)器的分析儀器是（）光譜儀。AES，AAS，UV-VIS, IR13、氫核發(fā)生核磁共振時(shí)的條件是（）。AE=2叫E=hu0,AE=卩卩H0,u0=2卩卩H。/h14、在下列化合物中，用字母標(biāo)出的亞甲基和次甲基質(zhì)子的化學(xué)位移值從大到小的順序是（）。HeblHGHeHCLprT)abed， abde， edab， edbam15、在質(zhì)譜（MS）分析中，既能實(shí)現(xiàn)能量聚焦又能實(shí)現(xiàn)方向聚焦，并使不同一的離子依次到達(dá)收集器被記錄的靜態(tài)質(zhì)量分e析器是指（）質(zhì)譜儀。單

15、聚焦，雙聚焦，飛行時(shí)間，四極濾質(zhì)器16、一般氣相色譜法適用于（）。任何氣體的測(cè)定，任何有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的分離測(cè)定，無(wú)腐蝕性氣體與在氣化溫度下可以氣化的液體的分離與測(cè)定，無(wú)腐蝕性氣體與易揮發(fā)的液體和固體的分離與測(cè)定17、在氣相色譜分析中，影響組分之間分離程度的最大因素是（）。進(jìn)樣量，柱溫，載體粒度，氣化室溫度18、涉及色譜過(guò)程熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面因素的是（）。保留值，分離度，相對(duì)保留值，峰面積19、分離有機(jī)胺時(shí)，最好選用的氣相色譜柱固定液為（）。非極性固定液，高沸點(diǎn)固定液，混合固定液，氫鍵型固定液20、為測(cè)定某組分的保留指數(shù)，氣相色譜法一般采用的基準(zhǔn)物是（）。苯，正庚烷，正構(gòu)烷烴，正丁烷和丁二烯

16、21、當(dāng)樣品較復(fù)雜，相鄰兩峰間距太近或操作條件不易控制穩(wěn)定，要準(zhǔn)確測(cè)定保留值有一定困難時(shí)，可采用的氣相色譜定性方法是（）。利用相對(duì)保留值定性，加入已知物增加峰高的辦法定性，利用文獻(xiàn)保留值數(shù)據(jù)定性，與化學(xué)方法配合進(jìn)行定性22、氣相色譜分析使用熱導(dǎo)池檢測(cè)器時(shí)，最好選用（）做載氣，其效果最佳。H2氣，He氣，A氣，N2氣23、在液相色譜分析中，提高色譜柱柱效的最有效的途徑是（）。減小填料粒度，適當(dāng)升高柱溫，降低流動(dòng)相的流速，降低流動(dòng)相的粘度二、判斷題（正確的打V,錯(cuò)誤的打X）（14分，每小題2分）1、凡是基于檢測(cè)能量作用于待測(cè)物質(zhì)后產(chǎn)生的輻射訊號(hào)或所引起的變化的分析方法均可稱為光分析法。（）2、用電

17、弧或火花光源并用攝譜法進(jìn)行AES定量分析的基本關(guān)系式是：lgR=blgC+lga（）3、單道雙光束原子吸收分光光度計(jì)，既可以消除光源和檢測(cè)器不穩(wěn)定的影響，又可以消除火焰不穩(wěn)定的影響。（）4、朗伯比爾定律既適用于AAS的定量分析，又適用于UV-VIS和IR的定量分析。（）5、紅外光譜中，化學(xué)鍵的力常數(shù)K越大，原子折合質(zhì)量A越小，則化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率越高，吸收峰將出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)，相反則出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。（）6、在核磁共振即NMR譜中，把化學(xué)位移相同且對(duì)組外任何一個(gè)原子核的偶合常數(shù)也相同的一組氫核稱為磁等價(jià)，只有磁不等價(jià)的核之間發(fā)生偶合時(shí)才會(huì)產(chǎn)生峰的分裂。（）7、在質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器中，質(zhì)荷比大的離子偏

18、轉(zhuǎn)角度大，質(zhì)荷比小的離子偏轉(zhuǎn)角度小，從而使質(zhì)量數(shù)不同的離子在此得到分離。（）三、1.2.3.4.5.填空題（14分，每小題2分每空1分）光譜是由于物質(zhì)的原子或分子在特定能級(jí)間的躍遷所產(chǎn)生的，故根據(jù)其特征光譜的（而光譜的（）與物質(zhì)的含量有關(guān)，故可進(jìn)行定量分析。AES定性分析方法叫（），常用的AES半定量分析方法叫（在AAS分析中，只有采用發(fā)射線半寬度比吸收線半寬度小得多的（用測(cè)量（）來(lái)代替測(cè)量積分吸收的方法。物質(zhì)的紫外吸收光譜基本上是其分子中（）及（把原子核外電子云對(duì)抗磁場(chǎng)的作用稱為（）。6.7.）。質(zhì)譜圖中可出現(xiàn)的質(zhì)譜峰有（多電荷離子峰。一般而言，在色譜柱的固定液選定后，載體顆粒越細(xì)則（）的次

19、數(shù)。）離子峰、（）進(jìn)行定性或結(jié)構(gòu)分析；），且使它們的中心頻率一致，方可采）的特性，而不是它的整個(gè)分子的特性。），由該作用引起的共振時(shí)頻率移動(dòng)的現(xiàn)象稱為）離子峰、碎片離子峰、重排離子峰、亞穩(wěn)離子峰和）越高，理論塔板數(shù)反映了組分在柱中四、回答下列問(wèn)題（26分）1、ICP光源與電弧、火花光源比較具有哪些優(yōu)越性？（8分）2、什么叫銳線光源？在AAS分析中為什么要采用銳線光源？（6分）3、紅外光譜分析中，影響基團(tuán)頻率內(nèi)部因素的電子效應(yīng)影響都有哪些？（6分）4、何謂色譜分析的分離度與程序升溫？（6分）儀器分析標(biāo)準(zhǔn)答案一、46分（每小題2分，第9小題兩空各1分）1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；8、

20、；9、，；10、；11、；12、；13、；14、；15、；16、；17、；18、；19、；20、；21、；22、；23、二、14分（每小題2分）1、2、X，3、X，4、V,5、X，6、V,7.X三、14分（每小題2分每空1分）1、波長(zhǎng)（或波數(shù)、頻率），強(qiáng)度（或黑度、峰高）2、光譜圖（或鐵光譜圖、標(biāo)準(zhǔn)光譜圖）比較法，譜線強(qiáng)度（或譜線黑度、標(biāo)準(zhǔn)系列）比較法或數(shù)線（顯線）法3、銳線光源，峰值吸收4、生色團(tuán)，助色團(tuán)5、屏蔽效應(yīng)，化學(xué)位移6、分子，同位素7、柱效，分配平衡四、26分1、（8分）答：電弧與電火花光源系電光源，所用的兩個(gè)電極之間一般是空氣，在常壓下，空氣里幾乎沒(méi)有電子或離子，不能導(dǎo)電，所以一

21、般要靠高電壓擊穿電極隙的氣體造成電離蒸氣的通路（或通電情況下使上下電極接觸產(chǎn)生熱電子發(fā)射后再拉開(kāi)）方能產(chǎn)生持續(xù)的電弧放電和電火花放電。而ICP光源是由高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電流流過(guò)圍繞在等離子體炬管（通入氬氣）外的銅管線圈，在炬管的軸線方向上產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)便感應(yīng)耦合于被引燃電離后的氬氣離子而產(chǎn)生一個(gè)垂直于管軸方向上的環(huán)形渦電流，這股幾百安培的感應(yīng)電流瞬間就將通入的氬氣加熱到近萬(wàn)度的高溫，并在管口形成一個(gè)火炬狀的穩(wěn)定的等離子炬。由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的高頻環(huán)形渦電流的趨膚效應(yīng)使得等離子炬中間形成一個(gè)電學(xué)上被屏蔽的通道，故具有一定壓力的氬載氣就可以載帶著被霧化后的試樣溶液氣溶膠粒子而進(jìn)入該中心通

22、道被蒸發(fā)和激發(fā)，從而具有穩(wěn)定性高、基體效應(yīng)小、線性范圍寬（5-6個(gè)數(shù)量級(jí)）、檢出限低（10-3-10-4ppm）、精密準(zhǔn)確（0.1-1%）等優(yōu)點(diǎn)。而電弧和火花光源的放電穩(wěn)定性一般較差，放電區(qū)的溫度又較ICP低且不均勻，一般又在空氣中放電等，其基體干擾和第三元素影響較大，自吸現(xiàn)象較嚴(yán)重，從而使元素譜線的絕對(duì)強(qiáng)度不能準(zhǔn)確測(cè)定而需采用測(cè)定其相對(duì)強(qiáng)度的辦法即內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析，由此帶來(lái)的需選擇好內(nèi)標(biāo)元素、內(nèi)標(biāo)線及選擇好緩沖劑等問(wèn)題，即使如此，其線性范圍、檢出限、精密度和準(zhǔn)確度也都不如ICP光源的好。只是一種直接對(duì)固體樣進(jìn)行定性和半定量分析較為簡(jiǎn)單方便和實(shí)用的廉價(jià)光源而已。2、（6分）答：能發(fā)射出譜線強(qiáng)度大、寬度窄而又穩(wěn)定的輻射源叫銳線光源。在原子吸收光譜（AAS）分析中，為了進(jìn)行定量分析，需要對(duì)吸收輪廓線下所包圍的面積（即積分吸收）進(jìn)行測(cè)定，這就需要分辨率高達(dá)50萬(wàn)的單色器，該苛刻的條件一般是難以達(dá)到的。當(dāng)采用銳線光源后，由于光源共振發(fā)射線強(qiáng)度大且其半寬度要比共振吸收線的半寬度窄很多，只需使發(fā)射線的中心波長(zhǎng)與吸收線的中心波長(zhǎng)一致，這樣就不需要用高分辨率的單色器而只要將其與其它譜線分開(kāi)，通過(guò)測(cè)量峰值吸收處的共振輻射線的減弱程度，即把共振發(fā)射線（銳線）當(dāng)作單色光而測(cè)量其峰值吸光度即可用朗伯-比