紫外可见分光试题及答案

紫外可见分光试题及答案一、填空题（每空1分，共25分）紫外-可见分光光度法中，紫外光区的波长范围为______nm，可见光区的波长范围为______nm。有机化合物分子的价电子跃迁类型主要包括σ→σ、n→σ、______、______，其中能量最低、最容易发生、常用于定量分析的是共轭体系对应的______跃迁。朗伯-比尔定律的数学表达式为______，其中摩尔吸光系数ε的单位为______，其物理意义是______，ε值越大，说明测定方法的______越高。紫外-可见分光光度计的基本结构由五大部件组成，分别是______、______、______、检测器、信号显示与处理系统；其中紫外光区常用的光源为______，可见光区常用的光源为______，适用于紫外光区测定的吸收池材质为______。引起朗伯-比尔定律偏离的因素分为光学因素和化学因素两大类，其中光学因素主要包括非单色光、______、反射与散射、非平行光；化学因素主要包括溶液浓度过高、______、溶剂化作用等。当吸光度A=______时，透光率T=36.8%，此时分光光度法的浓度测定相对误差最小。溶剂极性对紫外吸收峰位置有显著影响，对于π→π跃迁，极性溶剂会使吸收峰发生______移；对于n→π跃迁，极性溶剂会使吸收峰发生______移。利用紫外光谱计算共轭二烯、α,β-不饱和羰基化合物最大吸收波长的经验规则是______规则。紫外-可见分光光度法中，常用的参比溶液类型包括溶剂参比、______、______、平行操作参比；若显色剂及其他试剂均有吸收，而待测试样基体无吸收时，应选择______作为参比。双波长分光光度法通过选择待测组分的测定波长和干扰组分的______波长，可在不分离的情况下消除共存组分的干扰，该方法不需要参比池，可消除______带来的误差。显色反应要求显色剂与有色反应产物的最大吸收波长差值（对比度）Δλ大于______nm，以避免显色剂本身的颜色干扰测定。二、单项选择题（每题1.5分，共15分）下列电子跃迁类型中，所需能量最大、吸收峰位于远紫外区的是（）A.π→π*B.n→π*C.σ→σ*D.n→σ*下列关于摩尔吸光系数ε的说法，正确的是（）A.ε随溶液浓度增大而增大B.ε随液层厚度增大而增大C.ε与入射光波长无关D.ε是物质的特性常数，与物质本性、波长、温度、溶剂有关玻璃吸收池可用于下列哪个波长范围的吸光度测定（）A.200~400nmB.400~760nmC.10~200nmD.所有波长范围某溶液符合朗伯-比尔定律，当浓度为c时透光率为T，若浓度增大为原来的2倍，液层厚度不变，则透光率为（）A.T/2B.2TC.T²D.lgT分光光度法中，使用光电倍增管作为核心检测元件，其作用是（）A.提供连续稳定的入射光B.将复合光分解为单色光C.将光信号转换为电信号D.盛放待测溶液杂散光对测定结果的影响，下列说法错误的是（）A.杂散光是指与设定波长无关的额外辐射B.杂散光会导致高浓度测定时工作曲线向浓度轴弯曲C.杂散光会提高测定灵敏度D.杂散光来源于仪器光学元件的反射、散射显色反应中，若待测试样基体有颜色，而显色剂本身无吸收，应选择的参比溶液是（）A.纯溶剂B.试剂空白C.不加显色剂的试样溶液D.蒸馏水差示分光光度法测定高浓度组分时，选择的参比溶液是（）A.纯溶剂B.浓度略低于待测试样的标准溶液C.试剂空白D.浓度略高于待测试样的标准溶液下列关于紫外-可见吸收光谱的描述，正确的是（）A.属于原子光谱，呈线状B.属于分子电子光谱，呈带状C.仅反映电子能级跃迁，与振动、转动能级无关D.可用于所有金属元素的定性分析某显色配合物的摩尔吸光系数ε=2.0×10^4L·mol-1·cm-1，则该显色反应的灵敏度属于（）A.低灵敏度B.中等灵敏度C.高灵敏度D.无法判断三、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）下列属于朗伯-比尔定律成立前提条件的有（）A.入射光为平行单色光B.待测溶液为均匀非散射的稀溶液C.吸光物质在测定过程中不发生解离、缔合等化学变化D.液层厚度固定为1cm下列部件中，属于紫外-可见分光光度计单色器组成部分的有（）A.入射狭缝B.色散元件（光栅/棱镜）C.准直镜D.光电倍增管影响显色反应的主要因素有（）A.显色剂用量B.溶液pH值C.显色温度与时间D.共存离子干扰下列关于参比溶液作用的说法，正确的有（）A.扣除溶剂、试剂的吸收干扰B.抵消吸收池壁反射、散射带来的误差C.校准仪器透光率零点D.提高光源的发光强度双波长分光光度法的特点包括（）A.仅用一个吸收池测定，无需参比池B.可消除浑浊试样的背景散射干扰C.可通过等吸收点法消除共存组分干扰，无需分离D.消除了吸收池不匹配带来的误差下列情况会导致朗伯-比尔定律产生负偏离（即工作曲线向浓度轴弯曲，吸光度增加幅度低于浓度增加幅度）的有（）A.入射光为非单色光，且物质对不同波长光的吸光系数差异较大B.溶液浓度过高（>0.01mol/L）C.溶液中存在杂散光D.吸光物质发生解离，生成吸光系数更高的产物下列关于溶剂选择的说法，正确的有（）A.溶剂在测定波长处应无明显吸收，即溶剂的截止波长小于测定波长B.测定共轭二烯的精细结构时，应选择非极性溶剂C.极性溶剂会使吸收峰的精细结构消失，峰形变宽D.所有紫外测定都必须以水作为溶剂紫外-可见分光光度法可用于定性分析的依据包括（）A.最大吸收波长的位置B.最大吸收波长处的摩尔吸光系数C.吸收峰的数目与形状D.吸光度与浓度的线性关系下列关于透光率与吸光度关系的说法，正确的有（）A.吸光度A与透光率T的关系为A=-lgTB.透光率T=100%时，吸光度A=0C.透光率T与浓度呈线性关系D.吸光度A与浓度、液层厚度呈线性关系

10.提高显色反应选择性的方法有（）A.选择专属显色剂B.控制溶液pH值，使显色剂仅与待测组分反应C.加入掩蔽剂掩蔽干扰离子D.选择合适的测定波长，避开干扰组分的吸收峰四、判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）朗伯-比尔定律适用于所有浓度范围的均匀溶液。（）石英吸收池既可用于紫外光区测定，也可用于可见光区测定。（）摩尔吸光系数越大，说明物质对该波长光的吸收能力越弱，测定灵敏度越低。（）显色剂加入量越多，显色反应越完全，测定结果越准确。（）紫外-可见吸收光谱是由于分子中价电子能级跃迁产生的，属于电子光谱。（）杂散光对高浓度试样测定的影响比对低浓度试样的影响更大。（）用分光光度法测定时，吸光度越大，测定的相对误差越小。（）极性溶剂会使n→π*跃迁的吸收峰向长波方向移动。（）双波长分光光度法测定时，选择参比波长的原则是使干扰组分在测定波长和参比波长处的吸光度相等。（）为减少吸收池带来的误差，测定前应配套选择透光率一致的吸收池，并注意保持透光面清洁。（）五、简答题（每题5分，共15分）简述朗伯-比尔定律的内容，以及为什么实际测定中高浓度溶液会偏离朗伯-比尔定律？简述紫外-可见分光光度法中选择显色反应的基本要求。简述分光光度法中参比溶液的选择原则。六、计算与综合分析题（共15分，第1题8分，第2题7分）采用邻二氮菲分光光度法测定水样中铁含量，实验室配制铁标准使用液浓度为10.0μg/mL，分别移取0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL标准使用液至7个50mL容量瓶中，加入盐酸羟胺将Fe³+还原为Fe²+，再加入pH=5.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液、邻二氮菲显色剂，定容摇匀后放置10min，在510nm波长下用1cm石英吸收池测定吸光度，数据如下：标准液体积（mL）：0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00吸光度A：0.000、0.043、0.086、0.173、0.259、0.345、0.431已知Fe的摩尔质量为55.85g/mol，回答下列问题：（1）列出各容量瓶中显色液的铁浓度，绘制标准曲线并求线性回归方程，计算该显色反应的摩尔吸光系数ε；（2）移取待测水样5.00mL，按照上述相同步骤显色定容至50mL，测得吸光度为0.221，求原水样中的铁含量（以mg/L为单位）。某有色化合物溶液遵守朗伯-比尔定律，当液层厚度为2cm时，测得透光率为50.0%，若浓度保持不变，分别计算液层厚度为1cm和3cm时的吸光度和透光率；若仪器的透光率读数绝对误差ΔT=0.004，计算该方法浓度测定的最小相对误差。参考答案一、填空题200400；400760π→π；n→π；π→π*A=εbc（或光源；单色器；吸收池；氘灯；钨灯（或卤钨灯）；石英杂散光；溶质发生解离/缔合/互变异构/配合物组成变化等化学变化0.434红；蓝伍德沃德-菲泽（Woodward-Fieser）试剂参比；试样参比；试剂参比（或不加试样的试剂空白）等吸收；吸收池不匹配（池差）60二、单项选择题1.C2.D3.B4.C5.C6.C7.C8.B9.B10.C（解析：第4题，，当浓度变为2c时，，即，故；第10题，通常ε<104为低灵敏度，104~105为高灵敏度，>105为超高灵敏度，2×10^4属于高灵敏度范围）

三、多项选择题

1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD6.ABC7.ABC8.ABC9.ABD10.ABCDA=−lg（解析：第6题，D选项若生成吸光系数更高的产物会导致正偏离，其余选项均为负偏离；第8题，吸光度与浓度的线性关系是定量分析依据，不属于定性参数）四、判断题1.×2.√3.×4.×5.√6.√7.×8.×9.√10.√（解析：1.朗伯-比尔定律仅适用于浓度低于0.01mol/L的稀溶液；3.ε越大，物质对光的吸收能力越强，测定灵敏度越高；4.显色剂过量过多可能引发副反应、增大背景吸收，反而降低测定准确度；7.相对误差在A=0.434时最小，A过大或过小都会增大误差；8.极性溶剂会使n→π*跃迁吸收峰蓝移）五、简答题答：朗伯-比尔定律核心内容为：当一束平行单色光垂直入射通过均匀、非散射的吸光介质时，介质的吸光度与吸光物质的浓度、液层厚度的乘积成正比，表达式为A=εb答：紫外-可见分光光度法对显色反应的基本要求包括：①灵敏度高：反应生成的有色化合物摩尔吸光系数大，一般要求ε≥10^4L·mol-1·cm-1，满足痕量组分的测定需求；（1分）②选择性好：显色剂优先与待测组分发生特征反应，共存组分不与显色剂反应或反应产物无吸收，干扰易消除；（1分）③反应稳定性好：有色化合物组成固定，在测定时间内不发生分解、缔合等变化，吸光度保持稳定，保证结果重现性；（1分）④对比度足够：显色剂自身最大吸收波长与反应产物的最大吸收波长差Δλ≥60nm，避免显色剂背景吸收干扰；（1分）⑤反应条件易控：显色反应对pH、温度、试剂用量的要求宽容，操作简便，减少条件波动带来的误差。（1分）答：参比溶液的选择核心是扣除所有非待测组分产生的吸光度，使测得的吸光度仅与待测组分浓度相关，具体原则为：①若待测试液、显色剂及所有加入试剂在测定波长处均无吸收，选择纯溶剂（如蒸馏水）作为溶剂参比；（1分）②若显色剂或其他试剂在测定波长处有吸收，而待测试样基体无吸收，选择不加试样、其余试剂按相同步骤添加的溶液作为试剂参比，扣除试剂本身的吸收；（2分）③若待测试样基体在测定波长处有吸收，而显色剂等试剂无吸收，选择不加显色剂、其余组分按相同步骤添加的试样溶液作为试样参比，扣除基体吸收；（1分）④若显色剂、试样基体均有吸收，可在试样中先加入专属掩蔽剂掩蔽待测组分，再按相同步骤加入显色剂和其他试剂，以此溶液作为平行操作参比，同时抵消试剂和基体的背景干扰。（1分）六、计算与综合分析题解：（1）各容量瓶中显色液的铁浓度按稀释公式c=(c标×V标)/V总计算，