大學(xué)《儀器分析》期末考試試卷（三）

大學(xué)《儀器分析》期末考試試卷工科大學(xué)化學(xué)（四）課程24學(xué)時(shí)1.5學(xué)分考試形式：閉卷專業(yè)年級(jí)：無(wú)機(jī)統(tǒng)考（A卷）考試時(shí)間100分鐘總分100分，占總評(píng)成績(jī)70%考試日期：2018年6月23日（答案寫在答題紙上，寫在試題紙上無(wú)效）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（）。①直流電弧光源，②交流電弧光源，③高壓火花光源，④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（）。①共振線，②靈敏線，③最后線，④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（）。①多普勒變寬，②羅倫茲變寬，③共振變寬，④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（）。①中性火焰，②富燃火焰，③貧燃火焰，④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（）。①消電離劑，②釋放劑，③保護(hù)劑，④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（）。①ICP-AES，②AAS，③原子熒光光譜（AFS），④紫外可見吸收光譜（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（）。①紫外吸收光譜（UV），②紫外可見吸收光譜，③紅外光譜（IR），④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（）。①可以擴(kuò)大波長(zhǎng)的應(yīng)用范圍，②可以采用快速響應(yīng)的探測(cè)系統(tǒng)，③可以抵消吸收池所帶來(lái)的誤差，④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)λmax最大的是（），最小的是（）。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（）。①含有不飽和鍵，②含有共軛體系，③發(fā)生偶極矩的凈變化，④具有對(duì)稱性11、飽和酯中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?。①I效應(yīng)，②M效應(yīng)，③I<M，④I>M12、具有組成結(jié)構(gòu)為：光源→單色器→吸收池→檢測(cè)器的分析儀器是（）光譜儀。①AES，②AAS，③UV-VIS，④IR13、氫核發(fā)生核磁共振時(shí)的條件是（）。①ΔE=2μH0，②E=hυ0，③ΔE=μβH0，④υ0=2μβH0/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（）。①ａｂｃｄ，②ａｂｄｃ，③ｃｄａｂ，④ｃｄｂａ15、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，并使不同的離子依次到達(dá)收集器被記錄的靜態(tài)質(zhì)量分析器是指（）質(zhì)譜儀。①單聚焦，②雙聚焦，③飛行時(shí)間，④四極濾質(zhì)器16、一般氣相色譜法適用于（）。①任何氣體的測(cè)定，②任何有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的分離測(cè)定，③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，④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（）。①進(jìn)樣量，②柱溫，③載體粒度，④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（）。①保留值，②分離度，③相對(duì)保留值，④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（）。①非極性固定液，②高沸點(diǎn)固定液，③混合固定液，④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（）。①苯，②正庚烷，③正構(gòu)烷烴，④正丁烷和丁二烯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（）。①利用相對(duì)保留值定性，②加入已知物增加峰高的辦法定性，③利用文獻(xiàn)保留值數(shù)據(jù)定性，④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。①H2氣，②He氣，③Ar氣，④N2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（）。①減小填料粒度，②適當(dāng)升高柱溫，③降低流動(dòng)相的流速，④降低流動(dòng)相的粘度判斷題（正確的打√，錯(cuò)誤的打╳）（14分，每小題2分）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。（）用電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（）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。（）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。（）紅外光譜中，化學(xué)鍵的力常數(shù)K越大，原子折合質(zhì)量μ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)。（）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。（）在質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器中，質(zhì)荷比大的離子偏轉(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。（）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（）進(jìn)行定性或結(jié)構(gòu)分析；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（），且使它們的中心頻率一致，方可采用測(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（）的特性，而不是它的整個(gè)分子的特性。把原子核外電子云對(duì)抗磁場(chǎng)的作用稱為（），由該作用引起的共振時(shí)頻率移動(dòng)的現(xiàn)象稱為（）。質(zhì)譜圖中可出現(xiàn)的質(zhì)譜峰有（）離子峰、（）離子峰、碎片離子峰、重排離子峰、亞穩(wěn)離子峰和多電荷離子峰。一般而言，在色譜柱的固定液選定后，載體顆粒越細(xì)則（）越高，理論塔板數(shù)反映了組分在柱中（）的次數(shù)。四、回答下列問題（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、③；2、②；3、②；4、①；5、③；6、①；7、③；8、③；9、②，③；10、③；11、④；12、③；13、④；14、③；15、②；16、③；17、②；18、②；19、④；20、③；21、②；22、①；23、①二、14分（每小題2分）1、√，2、╳，3、╳，4、√，5、╳，6、√，7、╳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，空氣里幾乎沒有電子或離子，不能導(dǎo)電，所以一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）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（10-3-10-4 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，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-比爾定律進(jìn)行定量分析了。3、（6分）答： 影響基團(tuán)頻率的電子效應(yīng)有：①誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)）：它是指由于取代基具有不同的電負(fù)性，通過(guò)靜電誘導(dǎo)作用，引起分子中電子分布的變化，改變了鍵力常數(shù)，使鍵或基團(tuán)的特征頻率發(fā)生位移的現(xiàn)象。如，電負(fù)性較強(qiáng)的鹵族元素與羰基上的碳原子相連時(shí)，由于誘導(dǎo)效應(yīng)發(fā)生氧原子上的電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致C=O鍵的力常數(shù)變大，因而使C=O的紅外吸收峰向高波數(shù)方向移動(dòng)，元素的電負(fù)性越強(qiáng)、則C=O吸收峰向高波數(shù)移動(dòng)越大。②中介效應(yīng)（M效應(yīng)）：它是指一些具有孤對(duì)電子的元素（如氮），當(dāng)它與C=O上的碳相連時(shí)，由于氮上的孤對(duì)電子與C=O上的∏電子發(fā)生重疊，使它們的電子云密度平均化，造成C=O鍵的力常數(shù)減小，使吸收頻率向低波數(shù)位移的現(xiàn)象。③共軛效應(yīng)（C效應(yīng)）：它是指由于共軛體系具有共面性，使電子云密度平均化，造成雙鍵略有伸長(zhǎng)、單鍵略有縮短，從而使雙鍵的吸收頻率向低波數(shù)位移的現(xiàn)象。如，烯烴雙鍵與C=O共軛時(shí)，就使C=O吸收峰向低波數(shù)移動(dòng)，其共軛程度越大、則向低波數(shù)位移越大。4、（6分）答： 分離度也稱分辨率或分辨度，它是指相鄰兩色譜峰保留值（或調(diào)整保留值）之差與兩峰底寬平均值之比，即或。