仪器分析习题集(河北)

仪器分析仪器分析 习题集习题集 魏福祥魏福祥 韩韩 菊菊 河北科技大学河北科技大学 环境科学与工程学院环境科学与工程学院 2002 102002 10 分子吸收光谱分子吸收光谱 一一 选择题选择题 1 C C 1430cm 1 C N 1330 cm 1 C O 1280 cm 1 当势能 V 0 和 V 1 时 比较 C C C N C O 键振动能级之间的相差顺序为 A C O C N C C B C C C N C O C C N C C C O D C N C O C C E C O C C C N 2 化合物中只有一个羰基 却有两个 C O 的吸收带 分别 C O Cl 在 1773cm 1和 1736cm 1 这是因为 A 诱导效应 B 共轭效应 C 空间效应 D 偶合效应 E 费米共振 F 氢键效应 3 下列 5 组数据中 哪一组数据所涉及的红外光谱区能包括 CH3 CH2 的吸收带 CH2C O H A 3000 2700 cm 1 1675 1500cm 1 1475 1300cm 1 B 3000 2700 cm 1 2400 2100cm 1 1000 650cm 1 C 3300 3010 cm 1 1675 1500cm 1 1475 1300cm 1 D 3300 3010 cm 1 1900 1650cm 1 1475 1300cm 1 E 3000 2700 cm 1 1900 1650cm 1 1475 1300cm 1 4 分子光谱是由于 而产生的 A 电子的发射 B 电子相对于原子核的运动以及核间相对位移引起的振动和转动 C 质子的运动 D 离子的运动 5 不饱和烃类分子中除含有 键外 还含有 键 它们可产生 两种跃迁 A 和 B 和 n C 和 n D n 和 6 溶剂对电子光谱的影响较为复杂 改变溶剂的极性 A 不会引起吸收带形状的变化 B 会使吸收带的最大吸收波长发生变化 C 精细结构并不消失 D 对测定影响不大 7 伍德沃德 Woodward 规则提出了计算共轭二烯 多烯烃及共轭烯酮类化合物 的 跃迁最大吸收波长的经验规则 A B n C n D 8 红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度 可以用来 A 鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团及进行定量分析与纯度鉴定 B 确定配位数 C 研究化学位移 D 研究溶剂效应 9 红外光谱的谱带较多 能较方便地对单组分或多组分进行定量分析 但红外 光谱法的灵敏度较低 尚不适于 的测定 A 常量组分 B 微量组分 C 气体试样 D 固体和液体试样 10 在有机化合物的红外吸收光谱分析中 出现在 4000 1350cm 1频率范围的吸收 峰可用于鉴定官能团 这一段频率范围称为 A 指纹区 B 基团频率区 C 基频区 D 和频区 11 不饱和烃类分子中除了含有 s 键外 还含有 p 键 它们可产生 两种跃迁 A s s 和 p p B s s 和 n s C p p 和 n p D n s 和 p p 12 紫外吸收光谱的最重要应用是为我们提供识别未知有机化合物分子中可能具有 的 和估计共轭程度的信息 从而推断和鉴别该有机物的结构 A 生色团 助色团 B 质子数 C 价电子数 D 链长 13 光学分析法主要根据物质发射 吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用 来进行分析的 电磁辐射 电磁波 按其波长可分为不同区域 其中中红外区波长 为 A 12820 4000cm 1 B 4000 200 cm 1 C 200 33 cm 1 D 33 10 cm 1 14 下列羰基化合物中 C O 伸缩振动频率最高的是 A RCOR B RCOCl C RCOF D RCOBr 15 同时具有红外活性和拉曼活性的是 A O2对称伸缩振动 B CO2的不对称伸缩振动 C H2O 的弯曲振动 D CS2的弯曲振动 16 在酸性条件下 苯酚的最大吸波长将发生何种变化 A 红移 B 蓝移 C 不变 D 不能确定 17 在碱性条件下 苯酚的最大吸波长将发生何种变化 A 红移 B 蓝移 C 不变 D 不能确定 18 在发生 n n 和 四种能级跃迁中 下列哪种表述是正确 的 A 有最低的能量 B 有最低的能量 C n 有最低的能量 D 可产生最大的吸收波长 二二 填空题填空题 1 共轭效应使共轭体具有共面性 且使电子云密度平均化 造成双键略有伸长 单 键略有缩短 因此 双键的红外吸收频率往 波数方向移动 2 在化合物 R C H 与 R C F 中 前者的 C O 的伸缩振动产生的吸收峰的波 数比后者的 而在化合物 R C R 与 R C NH2中 前者的 C O 的伸 缩振动产生的吸收峰的波数比后者的 3 对于紫外及可见分光光度计 在可见光区可以用玻璃吸收池 而紫外光区则用 吸收池进行测量 4 在有机化合物中 常常因取代基的变更或溶剂的改变 使其吸收带的最大吸收 波长发生移动 向长波方向移动称为 向短波方向移动称为 5 在朗伯 比尔定律 I I0 10 abc 中 I0是入射光的强度 I 是透射光的强度 a 是 吸光系数 b 是光通过透明物的距离 即吸收池的厚度 c 是被测物的浓度 则透 射比 T 百分透过率 T 1 T 称为 吸光度 A 与透射比 T 的关系为 6 有机化合物的紫外吸收光谱受分子中的一些杂原子基团影响 使得吸收峰波长 向长波长方向移动 这些杂原子基团称为 7 紫外吸收光谱分析可用来进行在紫外区范围有吸收峰的物质 主要是有机化合 物 的 及 分析 8 红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生 当用红外光照射分子时 要使分 子产生红外吸收 则要满足两个条件 1 2 9 红外光谱的强度与 成正比 10 红外光谱对有机化合物的定性分析具有鲜明的特征性 大致可分为 定性和 分析两个方面 11 一强极性基团如羰基上有一强极性基团与其相连时 则红外吸收带移向 三三 判断题判断题 1 在分子的能级中 电子能级 振动能级 转动能级差的大小比较为 E 电子 E 转动 E 振动 2 在不饱和烃中 当有两个以上的双键共轭时 随着共轭系统的延长 跃 迁的吸收带将明显向长波移动 吸收强度也随之加强 3 选择测定紫外吸收光谱曲线的溶剂时 溶剂在样品的吸收光谱区是否有明显吸 收并不重要 4 红外分光光度计和紫外 可见分光光度计十分相似 无论是组成部分 还是结 构等都没有区别 5 Cl2 H2O 分子的振动可以引起红外吸收而产生吸收谱带 6 紫外吸收光谱只适合于研究不饱和有机化合物以及某些无机物 而不适于研究 饱和有机化合物 红外吸收光谱则不受此限制 凡是在振动中伴随有偶极距变化的 化合物都是红外光谱研究的对象 7 有机化合物分子中各种电子能级高低次序为 n 8 化合物的不饱和度为 2 时 化合物中可能含有两个双键 或一个双键和一个环 或一个三键 9 有两个化合物 A 与 B 分别在 353nm 和 303nm 处出现最大吸收值 这两种化合 物不能用紫外光谱区别 10 在进行紫外吸收光谱分析时 用来溶解待测物质的溶剂对待测物质的吸收峰的 波长 强度及形状等不会产生影响 11 与紫外吸收光谱相比 红外吸收光谱的灵敏度较低 加上紫外分光光度的仪 器较为简单 普遍 只要有可能 采用紫外吸收光谱法进行定量分析是较方便 四四 问答题问答题 1 在有机化合物的鉴定及结构推测上 紫外吸收光谱所提供的信息具有什么特点 紫外吸收曲线中有哪些作为定性的参数 2 分子吸收红外辐射的必要条件是什么 是否所有的振动都会产生吸收光谱 为 什么 3 试述分子的基本振动形式 4 红外光谱定性分析的基本依据是什么 5 影响基团频率的因素是有哪些 6 何谓 指纹区 它有什么特点 O 7 简述紫外吸收光谱产生的原因 8 电子跃迁有哪几种类型 这些类型的跃迁各处于什么波长范围 9 何谓助色团及生色团 10 有机化合物的紫外吸收光谱中有哪几种类型的吸收带 它们产生的原因是什么 11 下列各分子中有几种类型的电子跃迁 CH3OH CH3CH2COCH3 CH2 CHCH2OCH3 C6H5NH2 12 有两种异构体 异构体的吸收峰在 228nm 14 000 而 异构体吸收峰在 296nm 11 000 试指出这两种异构体分别属于下面两种结构中的哪一种 CH3 CH3 CHCHCCH3 O CH3 CH3 CH3 CHCHCCH3 O CH3 1 2 13 某酮类化合物 当溶于极性溶剂中 如乙醇 时 溶剂对 n 及 跃迁 各产生什么影响 14 实际上的红外吸收谱带 吸收峰 数目与理论计算的振动数目要少 解释原因 15 在有机化合物的鉴定及结构推测上 紫外吸收光谱所提供的信息具有什么特点 紫外吸收曲线中有哪些作为定性的参数 五五 计算题计算题 1 HF 中键的力常数约为 9N cm 1 试计算 1 HF 的振动吸收峰波数 2 DF 的振动吸收峰波数 2 CO 的红外吸收光谱有一振动吸收缝在 2 170cm 1处 试求 CO 键的力常数 3 和 是同分异构体 如何应用红外吸收光谱来检定它们 4 某化合物的分子式为 C8H10 红外光谱图如下 试推测其结构 5 化合物的分子式为 C6H14O 红外光谱图如下 试推测其结构 OH 6 计算下列化合物的 max a b c d 7 据 Woodward Fieser 规则计算化合物的最大吸收波 长 lmax 全部正确才能得满分 基值 217 nm 同环二烯 36 三个环外双键 5 共轭双键延长 30 五个烷基取 代 5 酰氧基取代 0 计算值 lmax 8 用厚度为 1 00cm 的吸收池 应用紫外吸收光谱法在两个测定波长处测定含有两 种吸收物质溶液的吸光度 混合物在 580nm 处吸光值为 0 945 在 395nm 处的吸光 值为 0 297 摩尔吸光系数列于下表中 试计算混合物中每个组分的浓度 组分 e L mol 1 cm 1 580nm 395nm 1 9874 548 2 455 8374 CH3CH2 O HO C CH3 O CH3 原子光谱分析原子光谱分析 一一 选择题选择题 1 原子发射光谱的产生是由 A 原子的次外层电子在不同能态问跃迁 B 原子的外层电子在不同能态间跃迁 C 原子外层电子的振动和转动 D 原子核的振动 2 使用等离子体光源时 光谱的观察 观察高度 一般是在电感线圈之上 15 20nm 处进行 其原因是 A 这一位置 背景小 线背比 夫 大 B 这一位置 温度高 试样激发完全 C 便于光谱仪进行摄谱 D 避免产生自吸 3 矿石粉末的定性分析 一般选用下列那种光源为好 A 交流电弧 B 宜流电弧 C 高压火花 D 等离子体光源 4 在原子发射光谱分析法中 选择激发电位相近的分析线对是为了 A 减少基体效应 B 提高激发几串 C 消除弧温的影响 D 降低光谱背景 5 GFAAS 升温过程中 通何种载气最佳 A O2 B N2 C Ar D CO2 6 何种曲线可用于了解基体成份对等测原子信号的影响 A 蒸发曲线 B 原子化曲线轮廓 C 分解 原子化曲线 D 峰值吸收曲线 7 对于 GFAAS 中基体干扰消除方法 下列哪种说法不对 A 化学预处理 B 基体改进剂 C 降低升温速率 D 石墨炉平台原子化技术 8 与经典 AES 相比 关于 ICP AES 分析 下列哪种说法不对 A ICP AES 的基体干扰效应小 B 由于温度高 因而电离干扰要严重些 C 离子线比原子线强得多 D 更低的检出限 更大的线性范围 9 ICP 光源中 一旦 ICP 开始工作后 可以停止的是 A 外管气 B 中间管气 C 内管气 D 感应线圈中的冷却水 10 MFS 分析中 含重原子 如 Br 和 I 的分子易发生 A 振动弛豫 B 内部转换 C 体系间窜跃 D 荧光发射 11 GFAAS 的升温程序如下 A 灰化 干燥 原子化和净化 B 干燥 灰化 净化和原子化 C 干燥 灰化 原子化和净化 D 净化 干燥 灰化和原子化 12 原子吸收光谱法是基于气态原子对光的吸收符合 即吸光度与待测元素 的含量成正比而进行分析检测的 A 多普勒效应 B 光电效应 C 朗伯 比尔定律 D 乳剂特性曲线 13 原子发射光谱分析法可进行 分析 A 定性 半定量和定量 B 高含量 C 结构 D 能量 14 下列两种方法同属于吸收光谱的是 A 原子发射光谱和紫外吸收光谱 B 原子发射光谱和红外光谱 C 红外光谱和质谱 D 原子吸收光谱和核磁共振谱 15 下列哪两种光源同是线光源 A W 灯和空心阴极灯 B 氘灯和 Nernst 灯 C 激光和空心阴极灯 D ICP 光源和硅碳棒 16 用 AES 法测定水中的痕量铅时 最好选铅的哪个波长 单位 埃 为测量波长 A 2663 17 B 2802 00 C 2833 07 D 2873 32 17 Na 原子下列光谱线间哪个能发生跃迁 A 32S1 2 43S1 2 B 32P1 2 42D5 2 C 32S1 2 32D5 2 D 32S1 2 32P1 2 18 与火焰原子吸收法相比 石墨炉原子吸收法有以下特点 A 灵敏度低但重现性好 B 基体效应大但重现性好 C 样品量大但检出限低 D 物理干扰少且原子化效率高 19 下列哪种方法是由外层电子跃迁引起的 A 原子发射光谱和紫外吸收光谱 B 原子发射光谱和核磁共振谱 C 红外光谱和 Raman 光谱 D 原子光谱和分子光谱 20 在 AES 中 设 I 为某分析元素的谱线强度 c 为该元素的含量 在大多数的情况 下 I 与 c 具有 的函数关系 以下各式中 a b 在一定条件下为常数 A c abI B c bIa C I ac b D I acb 21 C2H2 Air 火焰原子吸收法测定较易氧化但其氧化物又难分解的元素 如 Cr 时 最适宜的火焰是性质 A 化学计量型 B 贫燃型 C 富燃型 D 明亮的火焰 22 在经典 AES 分析中 蒸发温度最高的光源是 A 直流电弧 B 交流电弧 C 火花 D 火焰 23 属于禁戒跃迁的谱项是 A 32S1 2 32P3 2 B 31S0 31D1 C 31S1 31P1 D 32S0 42P1 24 高纯 Y2O3中稀土杂质元素和铁矿石定量全分析分别便用何种激发光源为佳 A 火花及直流电弧 B 低压交流电弧和火花 C 直流电弧和火花 D 直流电弧和低压交流电弧 25 将下列四种光源的蒸发温度由低到高排序 哪种排序是正确的 A 直流电弧 低压交流电弧 火花 ICP B ICP 火花 低压交流电弧 直流电弧 C 火花 低压交流电弧 直流电弧 ICP D 低压交流电弧 火花 直流电弧 ICP 26 原子发射光谱法是一种成分分析方法 可对约 70 种元素 包括金属及非金属元 素 进行分析 这种方法常用于 A 定性 B 半定量 C 定量 D 定性 半定量及定量 27 原子吸收光谱法是一种成分分析方法 可对六十多种金属和某些非金属元素进 行定量测定 它广泛用于 的定量测定 A 低含量元素 B 元素定性 C 高含量元素 D 极微量元素 28 原子吸收分光光度计由光源 单色器 检测器等主要部件组成 A 电感耦合等离子体 B 空心阴极灯 C 原子化器 D 辐射源 29 原子吸收光谱法是基于光的吸收符合 即吸光度与待测元素的含量成 正比而进行分析检测的 A 多普勒效应 B 朗伯 比尔定律 C 光电效应 D 乳剂特性曲线 二二 填空题填空题 1 双峰双波长是以 最大吸收波长为测量波长 以 最大吸 收波长为参比波长 2 等吸收法通常要求共存 干扰 组份在所选定的两个波长处有等吸收值 但当 共存组份没有吸收峰时 就不能使用此法 此时可采用 法 3 获得导数光谱的方法包括电学方法 法和双波长扫描法 导数 光谱的测量方法包括 和代数计算法 4 导数光谱法的特点 优点 包括 和 列出 三个即可 5 由三重态到 的跃迁而产生的辐射称为磷光 观测磷光时通常要用液氮 冷冻的方法 6 分子共轭 p 键大 则荧光发射强 荧光峰向 波方向移动 给电子取代 基将 加强或减弱 得电子取代基将使荧光强度 加强或减 弱 7 点燃 ICP 的方法有热致电离法和 法 8 原子发射光谱分析中 对激发光源性能的要求是 对照明系 统的要求是 9 等离子体光源 1CP 具有 等优点 它的装 置主要包括 等部分 10 棱镜摄谱仪结构主要由 四部分 系统 组成 11 原子发射光谱定性分析时 摄谱仪狭缝宜 原因是 而定量 分析时 狭缝宜 原因是 12 原子发射光谱分析只能确定试样物质的 而不能给出试样物质的 13 在进行光谱定性分析时 在 标准光谱图 上 标有 MgI10R2852品符号 其中 Mg 表示 I 表示 10 表示 R 表示 2852 表示 14 光谱定量分析的基本关系式是 式中 a 表示 b 表 示 当 b 0 时表示 当 b 1 时表示 b 愈小于 1 时 表示 15 光电直读光谱仪 采用凹面光栅 其作用有 16 处于激发态的原子十分不稳定 当原子从较高能级跃迁到基态或其它较低能级 的过程中 将释放出多余的能量 这种能量是以一定波长的电磁波的形式辐射出去 的 其辐射的能量可用以下的表达式表示 17 原子发射光谱分析仪中光源的主要作用是对试样的 提供 所需的能量 而原子吸收分光光度计中光源的作用是辐射待测元素的 以供试样原子蒸气中基态原子的吸收 18 原子吸收光谱分析中有三种光谱背景校正法 即邻近非共振线 和 19 原子吸收分析灵敏度是以能产生 1 信号时所对应的被测元素浓度 C0来表示的 其计算式为 mg mL 1 21 在光谱分析中 灵敏线是指一些 的谱线 最后线是指 三三 判断题判断题 1 荧光也叫二次光 都属吸收光谱的范畴 2 当使用等吸收法测定双组份体系中某一组份时 一般只要通过作图就可找出测 量和参比波长 而不须进一步确认 3 在双峰双波长位置有最大的吸光度差值 且可以提高校正曲线的斜率 因而可 提高灵敏度 但准确度将有所下降 4 可通过导数光谱中相邻两峰的峰值之比来衡量吸收曲线的对称性 5 凡是会发出荧光的物质首先必须能吸收一定频率的光 凡能吸收光的物质不一 定能发射荧光 因而荧光分析的应用不如 UV vis 法广泛 6 内部转换 ic 去活化过程往往发生在单重态和三重态之间 当温度升高 则 ic 增 加 7 Stokes 荧光波长比激发光的波长要长 而反 Stokes 荧光波长则相反 8 无论是给电子基或得电子基的取代 它们都会影响到荧光体的荧光强度和波长 而且使激发光谱和发射光谱中的精细振动结构消失 9 所谓 荧光猝灭 就是荧光完全消失 10 与 AAS 一样 GFAAS 信号测量方法也是多采用峰高法而少用峰面积法 11 与 AAS 相比 GFAAS 法的基体干扰较严重 测量的精度较差 但其绝对检出 限低 12 使用斜坡升温方式可大大改善石墨炉原子化装置的性能 如 防止干燥期间样 品的溅射 有效地消除基体成份的影响 提高检测能力等 13 ICP 光源通常以感应区作为光谱分析常用的区域 14 原子发射光谱分析适宜于作低含量及痕量元素的分析 但不能用以分析有机物 及大部分非金属元素 15 在火焰 AAS 中 需要在原子化器和分光器之间加一个切光器对光源进行调制 以消除火焰中分子辐射所带来的干扰 16 AAS 和 AFS 都属原子吸收光谱分析的范畴 其仪器主要组成相当 但后者必 须将光源或检测器置于与主光路垂直的位置 17 电子能级间隔越小 跃迁时吸收光子的频率越大 18 当外来辐射能量与分子振 转能级跃迁所需的能量一致时 则将产生红外吸收 19 棱镜分光产生 非匀排光谱 而光栅分光则产生 匀排光谱 20 AAS 分析中 如果有足够高分辨率的光栅 则就能得到积分吸收值 并进行所 谓的绝对分析 21 当空心阴极灯的灯电流增加时 发射强度增加 分析灵敏度亦将提高 因此增 加灯电流是提高灵敏度十分有效的途径 22 经典光源中 直流电弧有最高的蒸发温度 因而该光源适合于难熔氧化物元素 的分析 23 从外管切向通入氩气的目的是为了保护石英管不被高温等离子体烧坏 24 AAS 与 Zeeman AAS 有相同的灵敏度 但 Zeeman AAS 可以较好地扣除背景干 扰 25AES 中 分析线就是共振线 因为共振线谱线最强 因而分析的灵敏度最高 26 直流电弧具有较高的蒸发温度 因而该光源适合于难熔氧化物元素定性定量分 析 26 外管切向通入 Ar 的目的是为了保护石英管不被高温等离子体烧坏 27 对于原子吸收分光光度法来说 可以认为处于基态的原子数近似地等于所生成 的总原子数 28 原子光谱通常以带光谱形式出现 而分子光谱则多为线光谱 29 原子发射光谱法是基于粒子的光发射现象而建立的分析方法 原子吸收光谱法 则是基于光的吸收原理建立的分析方法 四四 问答题问答题 1 简述原子吸收分光光度法的基本原理 并从原理上比较发射光谱法和原子吸收 光谱法的异同点 2 何谓锐线光源 在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源 3 原子发射光谱是怎么产生的 4 原子发射光谱的特点是什么 5 何谓分析线 共振线 灵敏线 最后线 它们有何联系 6 试从电极头温度 弧焰温度 稳定性及主要用途比较三种光源 直流电源 交 流电源 高压火花 的性能 7 简述 ICP 的形成原理及优缺点 8 光谱定性分析的基本原理是什么 9 光谱定量分析为什么用内标法 简述其原理 10 画出单光束原子吸收分光光度计结构示意图 方框图表示 并简要说明各部分 作用 11 原子吸收光谱分析的光源应当符合哪些条件 为什么空心田极灯能发射半宽度 很窄的谱线 12 试简述发射线和吸收线的轮廓对原子吸收光谱分析的影响 13 为什么原子吸收光谱法只适用于定量分析而不用于定性分析 14 为什么要以峰值吸收代替积分吸收进行原子吸收分析 积分吸收的测定 对光 源发出的谱线有何要求 为什么空心阴极灯能满足这些要求 15 谱线变宽的原因有哪些 有何特点 16 试述对原子吸收分光光度计的光源进行调制的意义及其方式 17 简述空心阴极灯的工作原理及特点 18 原子吸收的干扰有哪几种 怎么产生的 该怎么消除干扰 19 原子吸收分析中 若采用火焰原子化方法 是否火焰温度越高 测定灵敏度就 越高 为什么 20 简述石墨炉原子化法的工作原理 与火焰原子化法相比较 有什么优缺点 21 原子吸收分光光度法的定量分析依据是什么 进行定量分析有哪些方法 试比 较它们的优缺点 22 怎样选择原子吸收光谱分析的最佳条件 五五 计算题计算题 1 用原子吸收分光光度法分析尿样品中的铜 分析线 324 8nm 由一份尿样得到 的吸光度读数为 0 28 在 9 mL 尿样中加入 1 mL 4 0 mg mL 的铜标准溶液 这一 混合液得到的吸光度读数为 0 835 问尿样中铜的浓度是多少 2 对下列情况 提出 AES 方法选择光源的方案 1 铁矿石定量全分析 2 水源调查中的六种元素定量分析 3 头发中重金属元素定量分析 4 农作物 内元素的定性分析 3 某合金中 Pb 的光谱定量测定 以 Mg 作为内标 实验测得数据如下 黑度计读数 溶 液 MgPb Pb 的质量数 mg mL 1 17 317 50 51 28 718 60 201 37 311 00 301 410 312 00 402 511 610 40 502 A8 815 5 B9 212 5 C10 712 2 根据上述数据 1 绘制工作曲线 2 求溶液 A B C 的质量浓度 4 在高温光源中 Na 原子发射或吸收平均波长为 1139 nm 的双重线 相应的能级 跃迁发生基态 42S1 2 和激发态 32P1 2 32P3 2 之间 1 请根据 Boltzmann 分布公式 计算处于温度分别为 2500K 和 2550K 光源中 Na 原子在激发态和基态的原子数目的比值 Planck 常数 h 为 6 02 1023Js Boltzmann 常数 k 为 1 38 10 23J K 光速为 3 0 108m s 提示 基态或者激发态的统计权重计算式为 g 2J 1 J 为内量子数 光谱支项通常 以 n2s 1LJ 表示 对于有两个或多个光谱支项的激发态 其统计权重为各光谱支 项的总和 2 据所求比值 比较原子发射光谱分析中光源温度以及原子吸收光谱分析中原 子化温度对测量的影响 5 用原子吸收分光光度法测定元素 M 时 由一份未知试液得到的吸光度为 0 435 在 9 00mL 未知液中加入 1 00mL 浓度为 100 10 6g mL 的标准溶液 测的此 混合液吸光度为 0 835 试问未知试液中含 M 的浓度为多少 6 测定血浆试样中锂的含量 取 4 份 0 500mL 血浆试样分别加入 5 00mL 水中 然后分别加入 0 050mol LLiCl 标准溶液 0 0 10 0 20 0 30 0 L 摇匀 在 670 8nm 处测得吸光度依次为 0 201 0 414 0 622 0 835 计算此血浆中锂的含量 以 g L 为单位 7 用波长为 213 8nm 质量浓度为 0 010 g L 的 Zn 标准溶液和空白溶液交替连续 测定 10 次 用记录仪记录的格数如下 计算原子吸收分光光度计测定 Zn 元素的检 出限 测定序号12345 记录仪格数13 513 014 814 814 5 测定序号678910 记录仪格数14 014 014 814 014 2 8 用标准加入法测定一无机试样溶液中鎘的浓度 各试液在加入镉标准溶液后 用水稀释至 50mL 测得其吸光度如下所示 求镉的浓度 序号试液的体积 mL 加入标准溶液 10 g mL 的体积 mL 吸光度 12000 042 22010 080 32020 116 42040 190 核磁共振波谱分析核磁共振波谱分析 一一 选择题选择题 1 乙醇高分辨 1HNMR 谱图中 由低场到高场排列的质子种类及相应峰数 括号内 数字为偶合分裂峰数 为 A CH2 3 CH3 4 OH 1 B CH2 4 CH3 3 OH 1 C OH 1 CH2 4 CH3 3 D OH 3 CH2 3 CH3 4 2 一个 或一组磁等价 质子 A 与两组类似磁等价的质子 Xm Yn 偶合 如丙烷中亚 甲基质子与两组甲基质子之间的偶合 那么质子 A 的共振信号分裂为 A n 1 重峰 B m n 重峰 C m n 1 重峰 D m 1 n 1 重峰 3 下列两种方法同属于吸收光谱的是 A 原子发射光谱和紫外吸收光谱 B 原子发射光谱和红外光谱 C 红外光谱和质谱 D 原子吸收光谱和核磁共振谱 4 原子核在磁场中自旋时 其自旋轴只能有 2I 1 个取向 I 为自旋量子数 例如 1H 核在磁场中能级分裂时 可能有两种取向 因 I 1 2 这两种取向代表两个能级 这两个取向的能量差为 E 要使核磁发生跃迁 须用一能量为 即具有一 定频率的电磁波照射才行 A E B 40MHz C 100MHz D 能量值任意大小 5 核磁共振吸收的应用十分广泛 但它主要用于 A 定量分析 B 结构和含量分析 C 结构分析 D 表面状态和化学状态分析 二二 填空题填空题 1 要使核磁共振发生的条件是 n0 gH0 2p 其中 n0 是指 H0代表 也即发生共振时它们之间符合 一定的关系 C O H H Hb Ha 2 从一张核磁共振图谱上可以获得三方面的信息 即 和 前两者可以用以推断化合物 的基团 后者可作为判断化合物所含有的质子数的依据 3 解析质子核磁共振图谱时 根据 可以推算出总的质子数 及其所在位置 根据 可以推知是羧酸 醛 芳香族 链烯 链烷等质子 4 核磁共振的吸收强度可以用峰面积或积分曲线的高度表示 峰面积与共振核的 数目成 关系 5 C2H4分子的磁各向异性效应使其四个质子化学位移值 与 C2H6相比 6 化合物 Cl2CHaCHbBr2中 Ha 和 Hb 质子吸收峰在高场出现的是 质子 三三 问答题问答题 1 下列哪个核没有自旋角动量 7Li3 4He2 16C6 12O6 2D1 14N7 2 氢核 1H 磁矩为 2 79 磷核 31P 磁矩为 1 13 试问在相同磁场条件下 发 生核跃迁时何者需要的能量较低 3 何谓化学位移 它们有什么重要性 在 1H NMR 中影响化学位移的因素有哪些 4 使用 60MHz 的仪器 TMS 和化合物中某质子之间的频率差为 180Hz 如果使 用 90MHz 仪器 则它们之间的频率差是多少 5 在下列化合物中 质子的化学位移有如下顺序 苯 7 27 乙烯 5 25 乙 炔 1 80 乙烷 0 80 试解释之 6 在化合物 中哪个质子具有较大的 值 为什么 7 对氯苯乙醚的 1H NMR 图谱如下图所示 试说明各峰之归属 并解释之 8 解释下列化合物中 所指出的质子的不同 值 Ha 7 27 Hb 7 40 CC HH CIBr HaHb 9 何谓自旋偶合 自旋裂分 10 在 CH3CH2COOH 的氢核磁共振图谱中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组 1 说明这些峰产生的原因 2 哪一组峰处于较低磁场 为什么 11 曾采用 100MHz 2 35T 和 60MHz 1 41T 两种仪器测定了 CH3C O CCH3 的氢谱 两个甲基的化学位移分别为 3 17 和 1 55 试计算用频率表示化学位移时 两个仪器上的测定结果 质谱分析质谱分析 一一 选择题选择题 1 当用高能量电子轰击气体分子 则分子中的外层电子可被击出成带正电的离子 并使之加速导入质量分析器中 然后按质荷比 m e 的大小顺序进行收集和记录下来 得到一些图谱 根据图谱峰而进行分析 这种方法成为 A 核磁共振法 B 电子能谱法 C X 射线分析法 D 质谱法 2 在质谱分析中 哪种类型的质量分析器具有最大的分辨率 A 单聚集质量分析器 B 双聚焦质量分析器 C 四极杆 D 飞行时间分析器 3 一个 或一组磁等价 质子 A 与两组类似磁等价的质子 Xm Yn 偶合 如丙烷中亚 甲基质子与两组甲基质子之间的偶合 共振信号分裂为 A n 1 重峰 B m n 重峰 C m n 1 重峰 D m 1 n 1 重峰 4 81Br 同位素相对丰度为 98 0 化合物 CH2Br2的分子离子峰与相应同位素离子 峰 相对强度比 IM IM 2 IM 4 为 A 1 1 1 B 1 2 1 C 1 3 1 D 1 6 9 5 要获得较高丰度的分子离子峰 可采用哪种离子源 A 电子轰击源 B 化学电离源 C 场离子源 D 火花源 6 质谱分析有十分广泛的应用 除了可以测定物质的相对分子量外 还用于 A 定量分析 B 结构与定量分析 C 结构分析 D 表面状态分析 二二 填空题填空题 1 MS 仪器中 单聚焦质量分析器只实现了 聚焦 而双聚焦质量分析器除 具有单聚焦质量分析大路的聚焦功能外 还实现了 聚焦 2 在质谱分析法中 使不同质荷比的正离子在强磁场沿着弧形轨道分离开来 质荷 比大的正离子 其轨道弯曲较 而质荷比小的正离子 轨道弯曲程度较 这样即可由磁场强度推算出离子质量 从而得出某一化合物的组成 三三 问答题问答题 1 质谱分析中 物质分子离子峰最明显的是由下列哪种离子源产生的 2 简述单聚焦质谱的工作原理 3 在质谱仪中当收集离子的狭缝位置和加速电压 V 固定时 若逐渐增大磁场强度 H 对具有不同质荷比的正离子 其通过狭缝的顺序如何确定 4 在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和磁场强度 H 固定时 若把加速电压 V 值 逐渐加大 对具有不同质荷比的正离子 其通过狭缝的顺序如何确定 5 在质谱仪中若将下述的离子分离开 其具有的分辨率是多少 1 C12H10O 和 C12H11N 2 CH2CO 和 C3H7 6 试确定具有下述分子式的化合物 其形成的离子具有偶数电子 还是奇数电 子 1 C3H8 2 CH3CO 3 C6H5COOC2H5 4 C6H5NO2 7 在质谱分析中 试以分子中由双电子构成的 键断裂过程说明均裂 异裂和半 异裂的含义 8 有一化合物其分子离子的 m z 分别为 120 其碎片离子的 m z 为 105 问其亚稳 离子的 m z 是多少 9 某有机化合物 M 140 其质谱图中有 m z 分别为 83 和 57 的离子峰 试问下 述哪种结构式与上述质谱数据相符合 1 2 10 某一未知物的质谱图如下图所示 m z 为 93 95 的谱线强度接近 m z 为 79 81 峰也类似 而 m z 为 49 51 的峰强度之比为 3 1 试推测器结构 11 某一液体的化学式为 C5H12O bp 138 质谱数据如下图所示 试推测其结构 电化学分析电化学分析 一一 选择题选择题 1 在方程 id 607nD1 2m2 3t1 6c 中 id 是表示 A 极限电流 B 扩散电流 C 残余电流 D 平均极限扩散电流 2 极谱分析中 氧波的干扰可通过向试液中 而得到消除 A 通入氮气 B 通入氧气 C 加入硫酸钠固体 D 加入动物胶 3 经典极谱法中由于电容电流的存在 测定的试样浓度最低不能低于 否则 将使测定发生困难 A 10 2 mol L B 10 8 mol L C 10 6 mol L D 10 5 mol L 4 用电位法测定溶液的 pH 值时 电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成 其 中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度 浓度 的 A 金属电极 B 参比电极 C 指示电极 D 电解电极 5 对于一价离子的电极电位值测定误差 DE 每 1mV 将产生约 的浓度相对 误差 A 1 B 4 C 8 D 12 二二 填空题填空题 1 以测定电解过程中的电流 电压曲线 伏安曲线 为基础的一大类电化学分析 法称为伏安法 通常将使用 电极的伏安法称为极谱法 2 在极谱波中 波的高度与溶液中待测离子的浓度有关 因而可作为 的基础 电流等于扩散电流一半时的滴汞电极的电位则称为 它可作为极谱 的依据 3 在一硫酸铜溶液中 浸入两个铂片电极 接上电源 使之发生电解反应 若通 过电解池的电流强度为 24 75mA 通过电流时间为 284 9s 在阴极上应析出 mg 的铜 三三 判断题判断题 1 阳极就是正极 阴极就是负极 此说法是错误的 2 使用滴汞电极进行极谱分析时 无论在什么样的 pH 条件下 半波电位比 1 2V 更负的物质就不能测定 3 在电位分析中 是在通过的电流接近于零的条件下 测量指示电极的平衡电位 而在电解或库仑分析 极谱或伏安分析中 工作电极是有电流通过的 4 膜电位有扩散电位和 Donnan 电位两种 产生扩散电位的离子在通过界面时具有 强制性和选择性 而产生 Donnan 电位的离子在通过界面时则没有强制性和选择性 5 在库仑分析时 要求电流效率达 100 但水在工作电极上析出氢气和氧气不会 对分析结果产生影响 6 实验中常以 id kh id 为平均极限扩散电流 k 为常数 h 为汞柱高度 来验证 极谱波是否为扩散波 7 残余电流包括充电电流和微量杂质的还原所产生的电流 而充电电流的大小只 约为 10 7A 数量级 因此其对极谱和伏安分析的灵敏度影响不大 8 在方波极谱中 充电电流和毛细管噪声几乎衰减到零 测得的主要是电解电流 9 利用离子选择性电极作分析时 若在一定活度 或浓度 范围内校正曲线为直 线 其斜率与 2 303 103RT zF 基本一致时 则可判断该电极符合 Nernst 响应 且该 直线区间可作离子选择性电极的线性响应范围 10 超电位一般随电流密度增加而增加 随温度升高而升高 11 进行库仑分析时 发生电解反应的电极上的电极反应不必以 100 的电流效率 进行 12 用电位法以 pH 计测定溶液的 pH 值时 可以直接在 pH 计上读出待测溶液的 pH 值 而不必用标准缓冲溶液先定位 13 对含锡的 25 0 mL 试液进行极谱分析 测得扩散电流为 24 9mA 然后在此试 液中加入 5 0 mL 浓度为 6 0 10 3mol L 的标准锡溶液 测得扩散电流为 28 3mA 计 算得试样中锡的浓度为 3 3 10 3mol L 四四 问答题问答题 1 电化学分析方法的特点和分类 2 什么是原电池 什么是电解池 化学电池的表示方法 如何确定正负极 3 什么是电极电位 电极电位是怎样产生的 4 正极是阳极 负极是阴极的说法对吗 阳极和阴极 正极和负极的定义是什么 5 简述指示电极 玻璃电极 和参比电极的作用原理 6 何谓电位分析法 它可以分成哪两类 7 金属基电极的共同特点是什么 8 气敏电极在构造上与一般的离子选择性电极的不同之处是什么 9 什么是离子选择性电极的选择性系数 它是如何求得的 10 试讨论酶电极和离子敏感场效应晶体管的电位响应原理 11 简述玻璃膜电位产生的原理 若与甘汞电极组成原电池 请写出该原电池详细 的电池表达式 12 说明分解电压与析出电位的区别和联系 13 什么叫超电位 H2的超电位在金属析出时起什么作用 14 恒电位库仑分析法与恒电流电解法相比有什么特点 分离两种不同的金属其原 理是什么 15 库仑分析的理论基础 叙述其内容 16 简述库仑滴定法的原理 17 如何理解极谱分析是特殊条件下的电解 18 在极谱分析中使用的是大面积的甘汞电极作参比 小面积的滴汞电极作工作电 极 为什么 19 简要说明极谱曲线 极谱波的形成 20 写出扩散电流公式 阐述式中各项符号含义 21 什么是残余电流 如何扣除残余电流 22 迁移电流是如何形成的 如何消除 23 什么是极谱极大 如何抑制 极谱分析中为什么要除氧 除氧的方法有哪些 24 极谱分析的底液组成是什么 各组成起什么作用 25 现代极谱 伏安技术是通过哪些途径降低检出限的 举例说明 26 试述溶出伏安法及微分脉冲极谱法的基本原理 27 在你所学的极谱分析中 都有哪些干扰电流 如何减小或消除之 28 试比较电解或库仑分析与极谱或伏安分析所使用的工作电极的特点 为什么会 有这样的差别 29 在使用玻璃电极测定溶液的 pH 值时 如果玻璃电极是新的或者是放置很长一 段时间没有被使用 为什么必须放在蒸馏水中浸泡 24 小时后才能被使用 30 请简述单扫描极谱法与经典极谱法 即一般所说的极谱法 有何相同与不同之 处 五五 计算题计算题 1 写出下列电池的半电池反应及电池反应 计算电池的电动势 并表明电极的正 负 1 Zn ZnSO4 0 100mol L AgNO3 0 010mol L Ag V762 0 0 ZnZn2 V80 0 0 Ag Ag 2 Pt Cr3 1 00 10 4mol L Cr2 0 100mol L Pb2 0 08 mol L Pb V41 0 0 Cr Cr 23 V126 0 0 Pb Pb2 2 图所示为 Weston 标准电池的结构图 请写出该电池的表示式和电池中发生的半 反应 3 用氟离子选择电极测定水样中的氟 取水样 25 0mL 加离子强度调节剂缓冲液 25mL 测得其电位值为 0 1372V vs SCE 再加入 1 00 10 3mol L 标准氟溶液 1 00mL 测得其电位值为 0 117V vs SCE 氟电极的响应斜率为 58 0mV pF 考 虑稀释效应的影响 精确计算水样中 F 的浓度 4 用标准加入法测定离子浓度时 于 100mL 铜盐溶液中加入 1mL 0 1mol L Cu NO3 2后 电动势增加 4mV 求铜原来的浓度 5 电位滴定法终点如何确定 各类反应的电位滴定应选用什么指示电极和参比电 极 6 以 0 1052mol L NaOH 标准溶液电位滴定 25 00mLHCl 溶液 用玻璃电极和饱和 甘汞电极时 测得以下数据 VNaOH mL0 5524 525 525 625 725 825 926 0 pH1 703 003 373 413 453 503 757 5 VNaOH mL26 126 226 326 426 527 027 5 pH10 2010 3510 4710 5210 5610 7410 92 绘制 pH VNaOH曲线 从曲线拐点确定等当点 1 绘制 pH VNaOH曲线 从曲线拐点确定等当点 2 绘制 pH VNaOH曲线 从曲线最高点确定等当点 3 用二次微商计算法确定等当点 4 用 3 的值计算 HCl 7 计算 0 1mol LAgNO3在 pH 1 的溶液中的分解电压 已知 0 Ag V4 0 2 O 8 有 Cu2 和 Ag 的混合溶液 其浓度分别是 1mol L 及 0 01mol L 以铂为电极进 行电解 在阳极上首先析出的是 Ag 还是 Cu 电解时两种金属离子能否分开 9 电解池的电阻为 1 5 阴极析出电位为 0 281V 阳极析出电位为 1 531V 电 解电流为 0 500A 应施加的外电压为多少 10 用控制电位库仑法测定 Br 在 100 0mL 酸性溶液中电解 Br 在铂阳极上氧化 为 Br2 当电解电流降至接近于 0 时 测得消耗的电量为 105 5 库仑 试计算试液 中 Br 的浓度 11 检测某炼焦厂下游河水中的酚含量 用库仑法进行 为此取水样 100mL 酸化 后加入 KBr 电解产生的 Br2同酚发生如下反应 C6H5OH 3Br2Br3C6H2OH 3HBr 电解电流为 20 8mA 需要 580s 问水样中酚含量为多少 12 在 25 时 测得某可逆还原波在不同电位时的扩散电流值如下 vs SCE V 0 395 0 406 0 415 0 422 0 431 0 445 i A0 480 971 461 942 432 92 极限扩散电流为 3 24 A 试计算电极反应中的电子转移及半波电位 13 某未知溶液中镍的扩散电流为 3 75 A 将 1mL 的 1 00 10 2mol L 标准溶液加 入到 20 0mL 未知溶液中去 混合液的镍扩散电流增至 6 80 A 求未知液中镍的浓 度 14 采用标准加入法测定某试样中微量锌 取标样 1 0 000g 溶解后加入 NH3 NH4Cl 底液 稀释至 50mL 取试液 10 0mL 测得极谱波高为 10 格 加入锌 标准溶液 含 Zn 1mg mL 0 5mL 后 波高则为 20 格 计算试样中锌的百分含量 15 用氟离子选择性电极测定水样中的氟 取 25mL 水样 加入 25mLTISAB 溶液 测得其电位值为 0 1372V vs SCE 再加入 1 00 10 3mol L 的标准氟溶液 1 00mL 测得其电位值为 0 1170V vs SCE 氟电极的响应斜率为 58 0mV pF 考虑稀释效应 的影响 请导出其计算公式并精确计算水样中氟离子浓度 若不考虑稀释效应 则 所计算的浓度值又为多少 16 在 25oC 时 Zn2 在 1mol L KCl 支持电解质中尤考维奇常数为 3 14 某含 Zn2 未知液在该条件下于 jDME 1 70V 对 SCE 处测得其平均扩散电流为 7 0mA 在此电位时其毛细管特性 m 和 t 分别为 2 83mg s 和 3 02s 求未知液中 Zn2 的浓度和该条件下 Zn2 的扩散系数 D 17 在焦酚溶液中 Sn IV 获得两个波高相同的直流极谱波 其半波电位分别