仪器分析复习题(2008).doc

仪器分析复习资料(2008)仪器分析复习题一 选择题（其中第3、7、8、14、15小题为多重选择题，其余为单选题）1下列说法中正确的是（A）。ABeer定律，浓度c与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线；BBeer定律成立的必要条件是稀溶液，与是否单色光无关；C称比吸光系数，与吸光度A成正比，与溶液浓度c和吸收池厚度成反比；D同一物质在不同的波长处吸光系数不同，不同物质在同一的波长处吸光系数相同。2某有色溶液，当用1cm吸收池时，其透光率为T，若改用2cm吸收池，则透光率应为（D ）。A2T；B2lgT；C；DT2。3下列叙述中正确的是（B/D）。A受激分子从激发态的各个振动能级返回到基态时所发射的光为荧光；B荧光发射波长大于荧光激发波长；C磷光发射波长小于荧光激发波长；D溶液中存在顺磁性物质可使荧光减弱。4用波长为320nm的入射光激发硫酸奎宁的稀硫酸溶液时将产生320nm的（C）。A荧光；B磷光；CRayleigh光；DRaman光。5有三种化合物：甲RCOCH2CH3、乙RCOCHC(CH3)2、丙RCOCl，问其C=O波数大小次序为（A）A丙甲乙；B乙甲丙；C丙乙甲；D甲乙丙。6同一分子中的某基团，其各振动形式的频率大小顺序为（B）A； B； C； D。7两组分在分配色谱柱上分离的原因是（A/B/D）。A结构上有差异； B在固定液中的溶解度不同；C相对校正因子不等； D极性不同。8Van Deemter方程中，影响A项的主要因素是（A/D）。A固定相颗粒大小；B载气流速；C载气相对分子质量；D柱填充的均匀程度。9衡量色谱柱选择性的指标是（C）。A理论塔板数；B容量因子；C相对保留值；D分配系数。10在一定柱长条件下，某一组分色谱峰的宽度主要取决于组分在色谱柱中的（B）。A保留值；B扩散速率；C分配系数；D容量因子。11组分在固定相中的质量为mA(g)，在流动相中的质量为mB(g)，而该组分在固定相中的浓度为cA(g/mL)，在流动相浓度为cB(g/mL)，则组分的分配系数是（D）。A mA/mB；BmB/mA；CmA/(mA+mB)；DcA/cB；EcB / cA。12在气相色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（D）。A样品中沸点最高组分的沸点； B样品中各组分沸点的平均值；C固定液的沸点； D固定液的最高使用温度。13HPLC与GC比较，可以忽略纵向扩散项，主要原因是（C）。A柱前压力高；B流速比GC的快；C流动相黏度大；D柱温低。14属于质量型检测器的是（B/D）。A热导池检测器；B氢火焰离子化检测器；C电子捕获检测器；D火焰光度检测器。15在外磁场中，质子发生核磁共振的条件为（A/C）。A照射频率等于核进动频率；B照射电磁波的能量等于质子进动的能量；C照射电磁波的能量等于质子进动的两个相邻能级差；D照射电磁波的能量等于使核吸收饱和所需的能量。二 填空题16生色团是指有机化合物分子结构中，含有或n跃迁的基团，能在紫外可见光范围内产生吸收的原子团。17两个同样的长共轭分子，分子的刚性和共平面性越大，则其荧光效率越高。18基本振动产生红外吸收的条件是：0，LV19分子吸收一定波长的红外线，振动能级由基态跃迁到第一激发态所产生的吸收峰，称为基频峰。20影响化学位移的因素有电负性、磁各项异性、氢键、溶剂效应。21色谱分离的基础是组分在固定相与流动相中分配系数的差异。22速率理论认为，谱带扩展是由于色谱动力学因素的影响造成的，这些动力学元素主要有两类，即和扩散，传质阻抗。23在GC中为改善宽沸程样品的分离常采用梯度洗脱的方法；在HPLC中为改善组分性质差异较大样品的分离常采用的方法。24高效液相色谱所使用的流动相，在进入高压泵之前应先进行脱气和过滤处理。25气相色谱法的分离效果主要取决于组分本身的性质和外部实验条件的选择，实验条件以柱温和固定液的选择为关键。26在正相色谱法中，固定相的极性大于流动相的极性；在反相色谱法中，固定相的极性小于流动相的极性。27在高效液相色谱中，溶剂的种类主要影响选择性系数()，溶剂的配比主要影响保留时间。28质谱中出现的离子主要有分子离子、碎片离子、同位素离子、亚稳离子、和 等五种。29红外分光光度计的光源为 或 ，紫外可见分光光度计的光源为 、和 。30目前核磁共振研究和测定的原子核的自旋量子数I为 ，产生核磁共振信号的必要条件是 和 。31气相色谱仪一般由 、 、 、 、 和 等六大部分组成。三 名词解释32振动驰豫处于各高能态(激发态)的分子以非辐射形式放出能量而达到同一激发态的最低振动能级，这一过程称为振动驰豫。振动驰豫是使荧光或磷光的波长比激发光波长长的根本原因33化学位移质子由于在分子所处的化学环境不同，所受的屏蔽效应不同，使引起核磁共振的磁场强度（或射频频率）发生了移动，这种现象称为化学位移34摩尔吸光系数()是指在一定波长时，溶液浓度为1mol/L，厚度为1cm的吸光度。在给定单色光、溶剂和温度等条件下，物质的摩尔吸光系数是特征常数，表明物质对某一波长光的吸收能力35容量因子(k)在一定温度下，某组分在固定相和流动相中的分配达到平衡时，其在固定相中的质量与在流动相中的质量之比，称为该组分在此温度下的分配系数36梯度洗脱在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的浓度配比，称为梯度洗脱。它是高效液相色谱法用于改变流动相极性的常用方法，能够分离分析极性范围比较宽的多组分样品四 问答题37简述荧光和磷光产生的基本原理。【答】当处于基态的分子吸收紫外可见光后（获得能量），其价电子就会发生能级跃迁，从基态跃迁到各激发单重态的各个不同振动能级，并很快以振动驰豫的方式放出小部分能量达到同一电子激发态的较低振动能级，接着以内部能量转换到低能级的单重态，最后到达第一激发态的最低振动能级，这时的分子如果以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，发射的光子就是荧光。如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光。38在气相色谱中，影响分离度的主要因素是什么？它们是如何影响分离度的？【答】在气相色谱中，影响分离度的主要因素为固定相和柱温。固定相的种类不同，它与组分的分子间作用力的性质和强度不同，选择性不同，从而影响分配系数比，即改变峰间距。柱温主要影响容量因子k，低柱温可增大分配系数，增加选择性，但保留时间延长，峰拖尾严重，高柱温使低沸点组分分离不好，固定液流失严重，对于宽沸程组分的样品常采用程序升温法。39在高效液相色谱中，根据分离方程式分析，流动相（溶剂系统）是如何影响分离度的？【答】分离度方程式（设为a、b、c项）受三项因素左右：a项由色谱柱的质量决定；b、c两项由流动相决定。流动相（溶剂系统）的种类主要影响分配系数比，因为溶剂的种类决定组分在溶剂中的分配，进而决定分配系数比。在溶剂种类确定以后，溶剂比配影响容量因子k，因为配比的调整只是改变极性，改变洗脱能力，改变保留时间，而分子间作用力的性质不变，因此主要是改变容量因子k。40请简述光谱分析和色谱分析两者的一般结构组成部分，核心部分分别是什么？【答】光谱分析仪的一般结构，包括光源部分、分光系统（单色器，干涉仪）、样品吸收池、检测器、信号放大与数据处理（数据处理与显示）等，其核心部分是分光系统。色谱分析仪的一般结构，包括流动相输入系统（气相色谱的载气系统、液相色谱的高压输液系统）、进样系统、分离系统（色谱柱）、检测器系统、温度控制系统、色谱工作站等，其核心部分是分离系统（色谱柱）。41简述气相色谱程序升温与液相色谱梯度洗脱的异同点。【答】相同点：缩短分析时间，提高柱效，改善峰形，使组分得到良好的分离，避免漏检和误检，提高定量的准确度。不同点：程序升温改变的是柱温，按一定程序升高温度，当流动相（载气）和固定相组成没有变化时，分配比的变化是通过温度的变化引起的，适合于分离宽沸程的多组分样品；梯度洗脱通过改变流动相的组成，改变流动相的极性，从而增强或减弱流动相的洗脱能力，使极性范围比较宽的多组分样品得到良好的分离；梯度洗脱之后更换流动相需要较长的平衡时间，程序升温后的降温可以比较快速地达到。42在乙酸丙烯酯的IR光谱中（如图），两者的波数（频率）相差不大，峰位很接近，但它们的谱带强度相差（）悬殊，为什么？4000 3200 2800 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 /cm-1T/% 【答】由于CO与CC两者的折合质量比较接近，化学键力常数也相差不大，根据计算，两者的频率相差不大； 红外光谱峰的强弱是由振动能级跃迁几率决定的，而跃迁几率与振动过程中的偶极矩变化有关，CO的正负电荷中心对称性比CC差，所以CO的偶极矩变化比CC的大得多，因而CO跃迁几率大、谱峰强，CC跃迁几率小、谱峰弱，两者相差悬殊。五计算题43取在105干燥恒定质量的咖啡酸，精密称取10.00mg，加少量乙醇溶解，转移至250mL容量瓶中，加水至刻度摇匀。移取5.00mL至50mL容量瓶中，加6mol/L的HCl 4.00mL，加水至刻度摇匀。取此溶液于1cm石英吸收池中，在波长323nm处测得吸光度为0.360，已知咖啡酸。求咖啡酸的质量分数。【解】根据Lambert-Beer定律在50mL测定液中含咖啡酸的浓度：在250mL母液中含咖啡酸的质量：咖啡酸的质量分数：44有一含有4种组分的样品，用气相色谱法FID检测器测定含量，实验步骤分两步：第一步，测定校正因子：准确配制苯(基准物、内标物)与组分A、B、C及D的纯品混合溶液，它们的质量(g)分别为0.435、0.653、0.864、0.864及1.760。吸取混合溶液0.2L，进样三次，测得平均峰面积分别为4.00、6.50、7.60、8.10及15.0面积单位。第二步，测定样品：在相同实验条件下，取样品0.5L，进样三次，测得A、B、C及D的峰面积分别为3.50、4.50、4.00、及2.00面积单位。已知它们的相对分子质量分别为32.0、60.0、74.0及88.0。计算：各组分的相对质量校正因子和相对摩尔校正因子；各组分的质量分数和摩尔分数。（结果请保留3位有效数）【解】各组分的相对质量校正因子：相对摩尔校正因子；各组分的质量分数；，其中各组分的摩尔分数。，其中45在30.0cm柱上分离A、B混合物，A与B的保留时间分别为16.40min和17.63min，峰底宽分别为1.11min和1.21min，不保留物1.30min流出色谱柱。计算：A、B两峰的分离度；平均理论塔板数及理论塔板高度；达到1.5分离度所需柱长；在柱上达到完全分离时，洗脱B物质所需的最少时间。【解】依据两个公式：，求平均理论塔板数和理论踏板高度。，所以：46在1.00m长的填充柱上，化合物A与其异构体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：载气的平均线速率u(cm/s)；组分A和B的k；该色谱柱的平均理论塔板数；组分A、B的R；组分A和B达到完全分