仪器分析试卷及答案.doc

仪器分析试卷(2005.6.25)一、选择题(共15题22分)1.所谓真空紫外区,所指的波长范围是( )(1)200400nm(2)400800nm(3)1000nm(4)10200nm2.比较下列化合物的UVVIS吸收波长的位置（max）( )(1)abc(2)cba(3)bac(4)cab3.可见光的能量应为( )(1)1.241041.24106eV(2)1.4310271eV(3)6.23.1eV(4)3.11.65eV4.电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的( )(1)能量越大(2)波长越长(3)波数越大(4)频率越高5.荧光分析法和磷光分析法的灵敏度比吸收光度法的灵敏度( )(1)高(2)低(3)相当(4)不一定谁高谁低6.三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为( )(1)精密度高,检出限低(2)用于测定无机元素(3)线性范围宽(4)多元素同时测定7.当弹簧的力常数增加一倍时,其振动频率( )(1)增加倍(2)减少倍(3)增加0.41倍(4)增加1倍8.请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高？( 4)9.下列化合物的1HNMR谱,各组峰全是单峰的是( )(1)CH3-OOC-CH2CH3(2)(CH3)2CH-O-CH(CH3)2(3)CH3-OOC-CH2-COO-CH3(4)CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH310.某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为( )(1)C4H8O(2)C3H4O2(3)C3H6NO(4)(1)或(2)11.物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于( )(1)分子的振动(2)分子的转动(3)原子核外层电子的跃迁(4)原子核内层电子的跃迁12.磁各向异性效应是通过下列哪一个因素起作用的?( )(1)空间感应磁场(2)成键电子的传递(3)自旋偶合(4)氢键13.外磁场强度增大时,质子从低能级跃迁至高能级所需的能量( )(1)变大(2)变小(3)逐渐变小(4)不变化14.某化合物在一个具有固定狭峰位置和恒定磁场强度B的质谱仪中分析,当加速电压V慢慢地增加时,则首先通过狭峰的是:( )(1)质量最小的正离子 (2)质量最大的负离子(3)质荷比最低的正离子 (4)质荷比最高的正离子15.某化合物Cl-CH2-CH2-CH2-Cl的1HNMR谱图上为( )(1)1个单峰(2)3个单峰(3)2组峰:1个为单峰,1个为二重峰(4)2组峰:1个为三重峰,1个为五重峰二、填空题(共15题33分)1.当一定频率的红外光照射分子时，应满足的条件是_红外辐射应具有刚好满足分子跃迁时所需的能量_和_分子的振动方式能产生偶极矩的变化。_才能产生分子的红外吸收峰。2.核磁共振的化学位移是由于_而造成的化学位移值是以_为相对标准制定出来的。3.拉曼位移是_，它与_无关，而仅与_。4拉曼光谱是_光谱，红外光谱是_光谱；前者是由于_产生的，后者是由于_产生的；二者都是研究_，两种光谱方法具有_。5.带光谱是由_分子中电子能级、振动和转动能级的跃迁；_产生的,线光谱是由_原子或离子的外层或内层电子能级的跃迁_产生的。6.在分子荧光光谱法中,增加入射光的强度,测量灵敏度_增加(或提高,或增大) _原因是_荧光强度与入射光强度呈正比_7.在分子（H3）2H2中,它的发色团是_ _,在分子中预计发生的跃迁类型为_ss*np*ns*pp*_。8.在原子吸收法中,由于吸收线半宽度很窄,因此测量_积分吸收_有困难,所以用测量_峰值吸收系数_来代替.9.高分辨质谱仪一个最特殊的用途是获得化合物_精确的相对分子质量、分子式、化合物的大致类型_。10.用原子发射光谱进行定性分析时,铁谱可用作_谱线波长标尺来判断待测元素的分析线_。11.当浓度增加时,苯酚中的OH基伸缩振动吸收峰将向_低波数 _方向位移.12.苯上6个质子是_化学_等价的，同时也是_磁_等价的。13.核磁共振波谱中,乙烯与乙炔,质子信号出现在低场是乙稀14. CO2经过质谱离子源后形成的带电粒子有CO2+、CO+、C+、CO22+等，它们经加速后进入磁偏转质量分析器，它们的运动轨迹的曲率半径由小到大的次序为_因为：CO2+、CO+、C+、CO22+ m/z44281222 次序为：C+、CO22+、CO+、CO2+_。15.在核磁共振波谱法中,记录纸上横坐标自左向右对应于扫描磁场由_弱_变_强_,故称横坐标左端为_低_场,右端为_高_场。三、计算题(共2题15分)1.计算化合物（如下式）的紫外光区的最大吸收波长。2.将含有色组分X的500mg试样溶解并稀释至500mL。取此溶液的一部分在1.00cm的吸收池中,于400nm处测得吸光度为0.900。将10.0mg纯X溶于1L相同的溶剂中,按同样的操作在0.100cm的吸收池中测得吸光度是0.300,试求原试样中X的质量分数。四、综合题(共4题35分)1（5分）试分析13C-NMR与1H-NMR图谱的差别及其原因。2欲检测小白鼠血液中有毒金属元素Cd的含量，请：（1）写出你认为最佳的仪器分析方法；（2）扼要说明所提方法的原理及样品预处理的大致过程。4（15分）已知一化合物的IR、UV、NMR、MS四谱的数据如下，试推断其结构。图中的主要数据必须用到，阐述条理清晰。仪器分析试卷答案题库题组卷答案：一、选择题(共15题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、填空题(共15题33分)1.红外辐射应具有刚好满足分子跃迁时所需的能量；分子的振动方式能产生偶极矩的变化。2. 核外电子云所产生的屏蔽作用的大小不同；TMS（四甲基硅烷）(d=0)。5.分子中电子能级、振动和转动能级的跃迁；原子或离子的外层或内层电子能级的跃迁。6.1.增加(或提高,或增大) 2.荧光强度与入射光强度呈正比7. ss*np*ns*pp*8. 1.积分吸收 2.峰值吸收系数9. 精确的相对分子质量、分子式、化合物的大致类型10.谱线波长标尺来判断待测元素的分析线11. 低波数 12.化学；磁。 13. 乙烯14.因为：CO2+、CO+、C+、CO22+ m/z44281222 次序为：C+、CO22+、CO+、CO2+15. 弱、强、低、高。三、计算题(共2题15分)1.3134根据WoodWardFieser规则计算 母体基214nm环外双键525 烷基取代735 延长一个共轭双键30 304nm2. 3318cs（10.01）10-31.0010-20.900a1.00cx0.300a0.1001.0010-2解之:cx3.0010-33.0010-3已知试样的c5005001.00所以（cxc）（3.0010-31.00）3.010-3四、综合题(自己命题的评分标准及说明)2AAS,DPP,ASV方法均可-3分方法原理-3分样品处理-4分4平分标准：（1）M/M+1/M+2=100：7.7：046-2分（2）化学式C7H14O及不饱和度U=1-1分（3）IR谱分析-2分（4）质谱碎片-2分（5）NMR谱分析-3分（6）UV吸收分析-1分（7）结构式-4分只有结构，没有分析只给2分，只给各谱没有分析，结构正确适当扣1-3分仪 器 分 析一、 单项选择题（46分，每小题2分，第9小题两空各1分）1、在原子发射光谱分析（简称AES）中，光源的作用是对试样的蒸发和激发提供所需要的能量。若对某种低熔点固体合金中一些难激发的元素直接进行分析，则应选择（ ）。直流电弧光源，交流电弧光源，高压火花光源，电感耦合等离子体（简称ICP）光源2、在AES分析中，把一些激发电位低、跃迁几率大的谱线称为（ ）。共振线，灵敏线，最后线，次灵敏线3、待测元素的原子与火焰蒸气中其它气态粒子碰撞引起的谱线变宽称为（ ）。多普勒变宽，罗伦兹变宽，共振变宽，自然变宽4、在原子吸收光谱（简称AAS）分析中，把燃助比与其化学反应计量关系相近的火焰称作（ ）。中性火焰，富燃火焰，贫燃火焰，等离子体炬焰5、为了消除AAS火焰法的化学干扰，常加入一些能与待测元素（或干扰元素）生成稳定络合物的试剂，从而使待测元素不与干扰元素生成难挥发的化合物，这类试剂叫（ ）。消电离剂，释放剂，保护剂，缓冲剂6、为了同时测定废水中ppm级的Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr，最好应采用的分析方法为（ ）。ICP-AES，AAS，原子荧光光谱（AFS），紫外可见吸收光谱（UV-VIS）7、在分子吸收光谱中，把由于分子的振动和转动能级间的跃迁而产生的光谱称作（ ）。紫外吸收光谱（UV），紫外可见吸收光谱，红外光谱（IR），远红外光谱8、双光束分光光度计与单光束分光光度计比较，其突出的优点是（ ）。可以扩大波长的应用范围，可以采用快速响应的探测系统，可以抵消吸收池所带来的误差，可以抵消因光源的变化而产生的误差9、在下列有机化合物的UV光谱中，C=O的吸收波长max最大的是（ ），最小的是（ ）。10、某物质能吸收红外光波，产生红外吸收光谱图，那么其分子结构中必定（）。含有不饱和键，含有共轭体系，发生偶极矩的净变化，具有对称性11、饱和酯中C=O的IR伸缩振动频率比酮的C=O振动频率高，这是因为（ ）所引起的。 I效应， M效应， I M12、具有组成结构为：光源单色器吸收池检测器的分析仪器是（ ）光谱仪。 AES，AAS，UV-VIS，IR13、氢核发生核磁共振时的条件是（ ）。 E = 2 H0， E = h 0， E = H0， 0 = 2 H0 / h14、在下列化合物中，用字母标出的亚甲基和次甲基质子的化学位移值从大到小的顺序是（ ）。，15、在质谱（MS）分析中，既能实现能量聚焦又能实现方向聚焦，并使不同的离子依次到达收集器被记录的静态质量分析器是指（ ）质谱仪。单聚焦，双聚焦，飞行时间，四极滤质器16、一般气相色谱法适用于（ ）。任何气体的测定，任何有机和无机化合物的分离测定，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，无腐蚀性气体与易挥发的液体和固体的分离与测定17、在气相色谱分析中，影响组分之间分离程度的最大因素是（ ）。进样量，柱温，载体粒度，气化室温度18、涉及色谱过程热力学和动力学两方面因素的是（ ）。保留值，分离度，相对保留值，峰面积19、分离有机胺时，最好选用的气相色谱柱固定液为（ ）。非极性固定液，高沸点固定液，混合固定液，氢键型固定液20、为测定某组分的保留指数，气相色谱法一般采用的基准物是（ ）。苯，正庚烷，正构烷烃，正丁烷和丁二烯21、当样品较复杂，相邻两峰间距太近或操作条件不易控制稳定，要准确测定保留值有一定困难时，可采用的气相色谱定性方法是（ ）。利用相对保留值定性，加入已知物增加峰高的办法定性，利用文献保留值数据定性，与化学方法配合进行定性22、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。 H2气， He气， Ar气， N2气23、在液相色谱分析中，提高色谱柱柱效的最有效的途径是（ ）。减小填料粒度，适当升高柱温，降低流动相的流速，降低流动相的粘度二、 判断题（正确的打，错误的打）（14分，每小题2分）1、 凡是基于检测能量作用于待测物质后产生的辐射讯号或所引起的变化的分析方法均可称为光分析法。（ ）2、 用电弧或火花光源并用摄谱法进行AES定量分析的基本关系式是:lg R = b lg C + lg a （ ）3、 单道双光束原子吸收分光光度计，既可以消除光源和检测器不稳定的影响，又可以消除火焰不稳定的影响。（ ）4、 朗伯比尔定律既适用于AAS的定量分析，又适用于UV-VIS和IR的定量分析。（ ）5、 红外光谱中，化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，则化学键的振动频率越高，吸收峰将出现在低波数区，相反则出现在高波数区。（ ）6、 在核磁共振即NMR谱中，把化学位移相同且对组外任何一个原子核的偶合常数也相同的一组氢核称为磁等价，只有磁不等价的核之间发生偶合时才会产生峰的分裂。（ ）7、 在质谱仪的质量分析器中，质荷比大的离子偏转角度大，质荷比小的离子偏转角度小，从而使质量数不同的离子在此得到分离。（ ）三、 填空题（14分，每小题2分每空1分）1. 光谱是由于物质的原子或分子在特定能级间的跃迁所产生的，故根据其特征光谱的（ ）进行定性或结构分析；而光谱的（ ）与物质的含量有关，故可进行定量分析。2. AES定性分析方法叫（ ），常用的AES半定量分析方法叫（ ）。3. 在AAS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。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. 把原子核外电子云对抗磁场的作用称为（ ），由该作用引起的共振时频率移动的现象称为（ ）。6. 质谱图中可出现的质谱峰有（ ）离子峰、（ ）离子峰、碎片离子峰、重排离子峰、亚稳离子峰和多电荷离子峰。7. 一般而言，在色谱柱的固定液选定后，载体颗粒越细则（ ）越高，理论塔板数反映了组分在柱中（ ）的次数。四、回答下列问题（26分）1、ICP光源与电弧、火花光源比较具有哪些优越性？（8分）2、什么叫锐线光源？在AAS分析中为什么要采用锐线光源？（6分）3、红外光谱分析中，影响基团频率内部因素的电子效应影响都有哪些？（6分）4、何谓色谱分析的分离度与程序升温？（6分）仪 器 分 析 标准答案一、46分（每小题2分，第9小题两空各1分）1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；8、；9、，；10、；11、；12、；13、；14、；15、；16、；17、；18、；19、；20、；21、；22、；23、二、14分（每小题2分）1、，2、，3、，4、，5、，6、，7、三、14分（每小题2分每空1分）1、波长(或波数、频率)，强度（或黑度、峰高）2、光谱图（或铁光谱图、标准光谱图）比较法，谱线强度（或谱线黑度、标准系列）比较法或数线（显线）法3、锐线光源，峰值吸收 4、生色团，助色团 5、屏蔽效应，化学位移6、分子，同位素 7、柱效，分配平衡四、26分1、（8分）答：电弧与电火花光源系电光源，所用的两个电极之间一般是空气，在常压下，空气里几乎没有电子或离子，不能导电，所以一般要靠高电压击穿电极隙的气体造成电离蒸气的通路（或通电情况下使上下电极接触产生热电子发射后再拉开）方能产生持续的电弧放电和电火花放电。而ICP光源是由高频发生器产生的高频电流流过围绕在等离子体炬管（通入氩气）外的铜管线圈，在炬管的轴线方向上产生一个高频磁场，该磁场便感应耦合于被引燃电离后的氩气离子而产生一个垂直于管轴方向上的环形涡电流，这股几百安培的感应电流瞬间就将通入的氩气加热到近万度的高温，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子炬。由于电磁感应产生的高频环形涡电流的趋肤效应使得等离子炬中间形成一个电学上被屏蔽的通道，故具有一定压力的氩载气就可以载带着被雾化后的试样溶液气溶胶粒子而进入该中心通道被蒸发和激发，从而具有稳定性高、基体效应小、线性范围宽（5-6个数量级）、检出限低（10-3-10-4ppm）、精密准确（0.1-1%）等优点。而电弧和火花光源的放电稳定性一般较差，放电区的温度又较ICP低且不均匀，一般又在空气中放电等，其基体干扰和第三元素影响较大，自吸现象较严重，从而使元素谱线的绝对强度不能准确测定而需采用测定其相对强度的办法即内标法进行定量分析，由此带来的需选择好内标元素、内标线及选择好缓冲剂等问题，即使如此，其线性范围、检出限、精密度和准确度也都不如ICP光源的好。只是一种直接对固体样进行定性和半定量分析较为简单方便和实用的廉价光源而已。2、（6分）答： 能发射出谱线强度大、宽度窄而又稳定的辐射源叫锐线光源。在原子吸收光谱（AAS）分析中，为了进行定量分析，需要对吸收轮廓线下所包围的面积（即积分吸收）进行测定，这就需要分辨率高达50万的单色器，该苛刻的条件一般是难以达到的。当采用锐线光源后，由于光源共振发射线强度大且其半宽度要比共振吸收线的半宽度窄很多，只需使发射线的中心波长与吸收线的中心波长一致，这样就不需要用高分辨率的单色器而只要将其与其它谱线分开，通过测量峰值吸收处的共振辐射线的减弱程度，即把共振发射线（锐线）当