2025年气相色谱考核试题及答案

2025年气相色谱考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.气相色谱中，以下哪种检测器对含卤素化合物响应最灵敏？A.火焰离子化检测器（FID）B.电子捕获检测器（ECD）C.热导检测器（TCD）D.火焰光度检测器（FPD）2.毛细管色谱柱的柱效主要取决于？A.固定液膜厚度B.柱长与内径C.载气种类D.进样量3.程序升温分析中，初始温度的选择主要依据？A.目标物的最高沸点B.目标物的最低沸点C.固定相的最高使用温度D.载气的流速4.采用内标法定量时，内标物应满足的关键条件是？A.与样品中所有组分峰完全分离B.保留时间与待测物相近C.沸点高于所有待测物D.响应因子为15.分流进样时，若分流比设置为100:1，进样量1μL，柱流量1mL/min，则分流出口流量约为？A.99mL/minB.100mL/minC.101mL/minD.150mL/min6.以下哪种载气最适合用于电子捕获检测器（ECD）？A.氮气（N₂）B.氢气（H₂）C.氦气（He）D.氩气（Ar）7.色谱峰出现拖尾现象，最可能的原因是？A.柱温过高B.进样速度过慢C.固定相流失D.色谱柱过载8.评价色谱柱分离能力的关键参数是？A.理论塔板数（N）B.分离度（R）C.保留时间（tR）D.死时间（t₀）9.测定白酒中甲醇含量时，常用的检测器是？A.ECDB.FIDC.TCDD.NPD10.气相色谱仪中，汽化室温度通常设置为？A.低于样品中最低沸点组分5-10℃B.高于样品中最高沸点组分20-30℃C.与柱温箱初始温度相同D.与检测器温度相同11.以下哪种固定相适用于分离极性化合物？A.SE-54（5%苯基-95%甲基聚硅氧烷）B.DB-17（50%苯基-50%甲基聚硅氧烷）C.HP-INNOWax（聚乙二醇）D.DB-5（5%苯基-95%甲基聚硅氧烷）12.基线出现规则的正弦波波动，可能的原因是？A.载气漏气B.检测器污染C.柱温箱温度控制不稳定D.进样口隔垫老化13.内标法与外标法相比，最大的优势是？A.操作更简单B.不需要准确进样C.线性范围更宽D.对仪器稳定性要求更低14.测定环境空气中苯系物时，常用的前处理方法是？A.液液萃取B.固相微萃取（SPME）C.凯氏定氮D.索氏提取15.色谱柱的柱流失主要影响？A.基线噪声B.保留时间C.峰面积重复性D.分离度二、填空题（每空1分，共20分）1.气相色谱仪的基本组成包括______、______、______、______和数据处理系统。2.火焰离子化检测器（FID）的工作原理是基于______在氢火焰中燃烧提供______，产生微弱电流，通过电极收集后转化为电信号。3.毛细管色谱柱的三个关键参数是______、______和______。4.程序升温的主要目的是______，适用于______样品的分析。5.分流/不分流进样口的隔垫吹扫流量通常设置为______mL/min，目的是______。6.测定样品中痕量组分时，应选择______进样方式（填“分流”或“不分流”）；测定高浓度样品时，应选择______进样方式。7.色谱峰的半高峰宽（W₁/₂）与理论塔板数（N）的关系式为______。8.内标法中，校正因子（f）的计算公式为______，其中Aᵢ、Aₛ分别为待测物和内标物的峰面积，mᵢ、mₛ分别为待测物和内标物的质量。9.气相色谱中常用的载气纯度要求为______（至少写出两种）。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述电子捕获检测器（ECD）的工作原理及使用注意事项。2.比较毛细管柱与填充柱的优缺点。3.分析气相色谱中基线漂移的可能原因及解决方法。4.说明内标法定量的操作步骤及适用场景。5.列举三种提高色谱柱分离度的方法，并解释其原理。四、综合应用题（每题10分，共20分）1.某实验室需建立白酒中甲醇（沸点64.7℃）、乙醇（沸点78.3℃）、正丙醇（沸点97.2℃）的气相色谱检测方法。已知样品中甲醇浓度约为0.1g/L，乙醇浓度约为40g/L，正丙醇浓度约为0.5g/L。请设计具体的色谱条件（包括色谱柱、柱温、进样口温度、检测器及温度、载气及流速、进样方式、定量方法），并说明选择依据。2.某气相色谱仪在分析样品时出现以下现象：目标峰保留时间重复性差（RSD＞5%），且峰形不对称（拖尾因子＞1.5）。请分析可能的原因，并提出排查及解决措施。答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.B5.A6.A7.D8.B9.B10.B11.C12.C13.B14.B15.A二、填空题1.载气系统、进样系统、分离系统（色谱柱）、检测系统2.有机化合物、离子3.柱长、内径、固定液膜厚度4.改善宽沸程样品的分离效果、沸点范围较宽的5.3-5、防止隔垫碎屑进入色谱柱6.不分流、分流7.N=5.54×(tR/W₁/₂)²8.f=(mᵢ/Aᵢ)/(mₛ/Aₛ)9.氮气（≥99.999%）、氢气（≥99.999%）、氦气（≥99.999%）（任选两种）三、简答题1.工作原理：ECD以放射源（如⁶³Ni）发射β射线使载气（N₂）电离，产生基流；当电负性组分进入检测器时，捕获电子提供负离子，与正离子复合，导致基流下降，产生负峰信号。注意事项：①载气需高纯度（≥99.999%）并脱氧；②避免氧气、水等电负性物质污染；③检测器温度应高于柱温（防止固定相流失污染）；④关机时先关放射源再降温；⑤定期老化色谱柱减少固定相流失。2.毛细管柱优点：柱效高（理论塔板数可达10⁶）、分离能力强、分析速度快、柱压低；缺点：柱容量小（进样量需分流）、价格高、对进样技术要求高。填充柱优点：柱容量大（适合常量分析）、成本低、操作简单；缺点：柱效低（理论塔板数约10⁴）、分离复杂样品能力差、分析时间长。3.可能原因及解决方法：①柱温箱温度逐渐升高：检查温度控制系统，校准温控模块；②色谱柱固定相流失（高温段基线向上漂移）：老化色谱柱至基线稳定，降低最高使用温度；③载气流量逐渐变化：检查气路稳压阀、稳流阀，更换损坏部件；④检测器污染（基线单向漂移）：清洗检测器（如FID的收集极、喷嘴）；⑤进样口隔垫或衬管污染：更换隔垫，清洗或更换衬管。4.操作步骤：①选择与待测物性质相近的内标物；②配制系列标准溶液（含固定量内标物）；③进样分析，记录待测物与内标物峰面积；④绘制峰面积比-浓度标准曲线；⑤样品中加入相同量内标物，测峰面积比，查标准曲线定量。适用场景：样品前处理复杂（如萃取回收率不稳定）、进样量不易控制（如手动进样）、仪器稳定性较差时。5.方法及原理：①增加柱长：理论塔板数N与柱长L成正比，柱长增加，分离度R（与√N成正比）提高；②降低柱温：降低分子扩散，增加分配系数差异，提高选择性（α），从而提高R（R=√N/4×(α-1)/α×k/(1+k)）；③选择合适固定相：通过固定相与待测物的极性、氢键等相互作用差异，提高α值；④减小载气流速：在最佳流速（uopt）附近，柱效最高，分离度最大（范第姆特方程H=A+B/u+Cu）。四、综合应用题1.色谱条件设计：-色谱柱：选择极性毛细管柱（如HP-INNOWax，30m×0.32mm×0.5μm），因甲醇、乙醇、正丙醇均为极性化合物，极性固定相可增强保留和分离。-柱温：采用程序升温。初始温度40℃（低于甲醇沸点，确保甲醇保留），保持2min，以10℃/min升至120℃（高于正丙醇沸点），保持5min。宽沸程样品需程序升温改善分离。-进样口温度：200℃（高于最高沸点正丙醇97.2℃，确保完全汽化，避免分解）。-检测器：FID（对含碳有机物响应灵敏，适合白酒中醇类检测），温度250℃（高于柱温防止冷凝）。-载气：氮气（纯度≥99.999%），流速1.0mL/min（毛细管柱常用流速，兼顾柱效与分析时间）。-进样方式：分流进样（样品中乙醇浓度高，分流比设为50:1，避免色谱柱过载）。-定量方法：内标法（手动进样误差大，内标可校正进样量差异；乙醇为基质组分，不能作内标，可选正丁醇作内标，保留时间在正丙醇之后，避免干扰）。2.原因分析与解决措施：保留时间重复性差可能原因：①载气流量不稳定：检查载气钢瓶压力（应＞0.5MPa），校准流量计，更换稳压阀；②柱温箱温度波动：检测温控传感器，重新校准柱温；③进样技术差（手动进样）：改用自动进样器，或训练进样手法（快速插拔）；④色谱柱安装不当（如柱前/后压力变化）：重新安装色谱柱，确保进样口/检测器端插入深度正确。峰拖尾可能原因：①色谱柱过载（乙醇浓度过高）：增大分流比（如从50:1调至100:1），减少进样量（从1μL减至0.5μL）；②色谱柱活性位点吸附（如