《现代仪器分析》课程试题

一、选择题（20分，每题2分）
1.用离子选择性电极及标准加入法进行定量分析时，要求加入标准溶液的体积要：
（A）
（A）体积要小，浓度要高；（B）体积要大，浓度要高；
（C）离子强度要大并有缓冲剂；（D）离子强度要大并有缓冲剂和掩蔽剂
2.某物质的摩尔吸收系数越大，则表明：（A）
（A）该物质对某波长光的吸收能力越强；（B）该物质的浓度越大；
（C）某波长光通过该物质的能力越强；（D）某波长光通过该物质的光程越长
3.一含氧化合物，用红外光谱判断它是否为羰基化合物，主要依据的光谱范围是（D）
（A）1300~1000 cm-1；（B）3000~2800 cm-1；（C）1650~1450 cm-1；（D）1850~1650 cm-1
4. 相同条件下，稀浓度的下列化合物所发射的荧光，其相对荧光强度最大的物质是（B）
（A）苯；（B）苯酚；（C）苯甲酸；（D）硝基苯
5.用荧光光度法测维生素B2的含量时，溶液较合理的pH值范围是（B）
（A）2~5；（B）6~7；（C）5~10；（D）大于11
6.原子吸收分光光度法中，吸收线的半峰宽是指（B）
（A）峰值吸收系数的一半；（B）中心频率所对应的吸收频率的一半；
（C）吸收线轮廓与峰值吸系数之交点所对应的频率的一半；
（D）峰值吸收系数的一半处所对应的频率范围
7.下列化合物，π→π*跃迁所需要的能量最大的化合物是（B）
（A）1,3-丁二烯；（B）1，4-戊二烯；（C）1，3-环已二烯；（D）2,3-二甲基-1,3-丁二烯
8.要使萘及其衍生物产生最大荧光，溶剂应选择（A）
（A）1-氯丙烷；（B）1-溴丙烷；（C）1-碘丙烷；（D）1，2 -二碘丙烷
9.使用热导检测器是时，用哪种气体作载气最好（C）
（A）H2；（B）N2；（C）He；（D）Ar
10.下列化合物中，同时有n→π*、π→π*、σ→σ*、跃迁的是（A ）
（A）丙酮；（B）甲醇；（C）1，3-丁二烯；（D）正已烷
二、填空题（40分，其中第1~12题每空1分，第13、14题均为3分）
1.引起原子吸收线变宽的因素主要有自然宽度ΔfN、多普勒变
宽、压力变宽、洛伦兹变宽。

2.空心阴极灯是一种锐线光源。

通常工作电流（5~20A）下，谱线宽
度主要由于自吸和多普勒效应变宽决定。

当灯电流过大时，由于阴极温度上升，导致谱线轮廓变宽，测量灵敏度下降，灯寿命的下降。

3.产生红外吸收的条件是1）激发能与与分子振动能级差相匹配2）偶极矩的变化
4. 化合物分子的总能量可用下式描述：E总=E 0 +E平+E转+E振+E电
式中E0 、E平、E转、E振、E电分别代表“零点能”、平动能、转动能、振动能和电子能。

与光谱有关的是E转E振E电。

紫外可见吸收光谱是由分子中E电的能量跃迁引起的；中红外区的吸收主要是由分子振动能级的E振跃迁所引
起，而分子热运动能级的倍频和合频跃迁谱带一般出现在。

5.一根3 m长的填充柱的操作条件及流出曲线的数据如下：流量20 mL／min （50℃），柱温50℃，柱前压力：133.32 KPa，柱后压力101.32KPa，空气保留时间0.50 min ，正己烷保留时间 3.50 min，庚烷保留时间 4.10 min。

则正己烷的校正保留体积是；若正庚烷的半峰宽为0.25 min，则用正庚烷计算的色谱柱的理论塔板数为、理论塔板高度为；正庚烷的分配比为。

6.下图为同一物质的三个光谱图，其中吸收光谱为；荧光光谱为
磷光光谱为。

7.物质发射荧光时，无论激发光的波长是多少，电子都
返回到，所以荧光发射光谱与激发光的波长。

8.溶剂的极性大小能影响紫外可见吸收光谱的吸收峰波长、吸收强度和形状。

一
般溶剂极性增大，由n→π*跃迁所产生的吸收峰会向（长波或短波）方向移动，而由π→π*跃迁所产生的吸收峰会向（长波或短波）方向移动；极性溶剂还能使紫外可见吸收光谱的精细结构。

因此测定紫外可见吸收光谱时应注明使用的溶剂，所选用的溶剂应在样品的吸收光谱区内无明显吸收。

9.依据固定相和流动相的相对极性强弱，把
称为正相色谱。

10.在气固色谱中，各组分的分离是基于组分在吸附剂上的和
能力的不同而达到分离的目的。

11.液相色谱分析中的梯度洗脱技术是指在分离过程中按设定的程序改变
的组成或浓度。

12. 原子吸收分析的灵敏度定义为能产生1 %吸收（即0.0044吸光度）时，试样溶液中待测元素的浓度（单位：μg/mL/1%或μg/g/1%）。

若浓度为0.13μg·mL－1的镁在某原子吸收光谱仪上的测定吸光度为0.267。

则该元素的测定灵敏度为。

13.25℃时，用Ca2+选择性电极（负极）与饱和甘汞电极（正极）组成电池，在25.0 mL试液中测得电动势为0.4965V，加入2.0 mL 0.0545 mol/L Ca2+标准溶液后，测得电动势为0.4117 V，则试液的pCa为。

14.用氟离子选择电极测定天然水中的氟离子的含量。

取水样25.00 mL，加入总离子强度调节剂5.0 mL后，用蒸馏水稀释至50.00 mL，测得其电位为88.3 mV。

若加入5.0⨯10－4 mol·L－1的标准氟离子溶液0.50 mL，测得的电位为68.8 mV，已知该氟离子选择电极的实际斜率为58.0 mV／p F-。

则天然水中氟离子的含量为mol·L－1。

三、问答题（30分，第题6分）
1．原子吸收光谱法有哪些干扰？如果减小或消除？
答：原子吸收光谱法的干扰按其性质主要分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰四类。

消除方法：
物理干扰的消除方法：配制与待测溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法，使试液与标准溶液的物理干扰相一致。

化学干扰的消除方法：加入释放剂或保护剂。

电离干扰的消除方法：加入一定量的比待测元素更容易电离的其它元素（即消电离剂），以达到抑制电离的目的。

光谱干扰的消除方法：缩小狭缝宽度来消除非共振线干扰；采用空白校正、氘灯校正和塞曼效应校正的方法消除背景吸收。

2.速率理论的主要内容是什么？与塔板理论相比，有何进展？
答：速率理论的主要内容是范第姆特方程式：H=A+B/u +Cu
与塔板理论相比，速率理论解释了色谱操作条件如何影响分离效果及如何提高柱效能。

3. 试述FID 检测器和TCD 检测器的工作原理
TCD 检测器的工作原理：在一个处于热平衡的TCD 中，组分进入测量臂池腔，就会由于气体组成的改变，引起气体热导系数的变化，从而引起热敏元件温度的变化，热敏元件的温度变化，就会引起热敏元件阻值的变化，热敏元件阻值的变化使惠斯顿电桥输出信号的变化。

信号大小与被测物质浓度成函数关系。

所以TCD 的信号变化是各个变量相继变化的结果。

R1/R2=R4/R3：静态电阻之比要求比例相等，R1R3池和R2R4池互为参比。

将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异（以电位差的形式来表现）记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。

FID 的全称是火焰离子化检测器，因为一般都用的是氢气，所以一般叫氢火焰检测器。

它的原理很简单，当有机物经过检测器时，在火焰那里会产生离子，在极化电压的作用下，喷嘴和收集极之间的电流会增大，对这个电流信号进行检测和记录即可得到相应的谱图。

一般的有机化合物在FID 上都有响应，一般分子量越大，灵敏度越高。

FID 是GC 最基本的检测器。

4..下列化合物在紫外可见光区域都能产生吸收，试比较它们最大吸收波长（λmax ）的大小顺序，并说明理由。

O CH 2 O CH 3 O CH 3
（A ） （B ） （C ）
发色团指含有不饱和键，能吸收紫外、可见光产生n→π*或π→π*跃迁的基团。

例如：＞C=C ＜，—C ≡C —，＞C=O ，—N=N —，—COOH 等。

助色团：指含有未成键n 电子，本身不产生吸收峰，但与发色团相连能使发色团吸收峰向长波方向移动，吸收强度增强的杂原子基团。

例如：—NH2，—OH ，—OR ，—SR ，—X 等。

所以是A>B>C ，A 有两个C=C 和一个C=O ，B 有一个C=C 和一个C=O ，C 只有一个C=O
5.
某未知物的分子式为C 12H
24 ,测得其红外光谱图如图，试推测其结构式。

（1）计算不饱和度 Ω =1+12+（0-24）/2=1 说明该化合物分子具有一个双键或一个环。

（2）图谱解析 3075cm -1处有吸收峰，说明存在与不饱和碳相连的氢，因此，该
化合物肯定为烯。

在1640cm -1还有C=C 伸缩振动吸收，更进一步证实了烯基的存在。

3000～2800cm -1的吸收峰组说明有大量饱和碳的存在。

在2920、2850cm -1的强吸收说明
CH2的数目远大于CH 3的数目，由此可推测该化合物为一长链烃。

715cm -1处C-H 变形振动吸
收也进一步说明长碳链的存在。

980、915cm -1的C-H 变形振动吸收，说明该化合物有端乙烯基。

综上所述，该未知物
结构可能为
CH 2=CH-(CH 2)9-CH 3
其余的峰可指认为：1460cm -1处的吸收峰归属于 CH 2（其中也有CH 3的贡献），2960、
2870、1375等属于CH 3。

四、 计算题（10分，第1题6分；第2题4分）
1. 某一试样中含有甲酸、乙酸、丙酸及少量水、苯等物质，称取试样1.055 g ，以环已酮作内标物，称取0.1907 g 环已酮加入到试样中，混合后进样，得如下数据：
求出试样甲酸、乙酸、丙酸的质量分数。

采用内标法计算：s s
s i i i s s s i i i w A f A f w A f w A f w ===（3分） %100%100⨯=⨯=w
A f w A f w w C s s s i i i i （2分） 将所测数据代入后分别得到甲酸、乙酸、丙酸的百分含量为：
%70.7%100055
.113300.11907.08.1483.3%=⨯⨯⨯⨯⨯=
甲酸C ，同理可得到乙酸、丙酸的百分含量为17.6%、6.1%。

（3分） 2. 已知Ca 2+电极对Mg 2+的选择性系数为0.014，一个天然水样中大约含有
1.30⨯l03μg·mL -1 Mg 2+ 和4.00⨯l02 μg·mL -1Ca 2+，用Ca 2+离子选择性电极直接法测定Ca 2+ 浓度。

求有Mg 2+ 存在下测定Ca 2+ 含量的相对误差（Ca 2+、Mg 2+的活度可用其浓度代替）。

%6.7%100401000.4241030.1014.023=⨯⨯⨯⨯=D。