仪器分析习题及答案

光谱概论习题

一、单项选择题

1．下列表达式表述关系正确的是（ ）。 A． B． C． D．

2．下述哪种性质可以说明电磁辐射的微粒性（ ）。 A．波长 B．频率 C．波数 D．能量 3．光量子的能量正比于辐射的（ ） A．频率和波长 B．波长和波数 C．频率和波数 D．频率、波长和波数

4．下面四个电磁波谱区中波长最短的是（ ）

A．X射线 B．红外光区 C．紫外和可见光区 D．无线电波 5．下列四种电磁辐射中能量最小的是（ ）。

A．微波 B．X射线 C．无线电波 D．g 射线 二、简答题

1．简述下列术语的含义：（1）电磁波谱（2）发射光谱（3）吸收光谱（4）荧光光谱 2．请按照波长和能量递减的顺序排列下列常见的电磁辐射区：紫外光、红外光、可见光、X射线、无线电波。

3．常见的光学分析法有哪些类型？

光谱概论习题答案

A 2．D 3．C 4．A 5．C

紫外-可见分光光度法习题

一、单项选择题

1．分子的紫外-可见吸收光谱呈带状光谱，其原因是（ ） A．分子中价电子运动的离域性质 B．分子中价电子能级的相互作用

C．分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁

D．分子中电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁

2．在紫外-可见分光光度分析中，极性溶剂会使被测物的吸收峰（ ） A．消失 B．精细结构更明显 C．位移 D．分裂

3．在紫外-可见分光光度法中，某有色物质在某浓度下测得其透光率为T；若浓度增大1倍，则透光率为（ ）

A．T/2 B．T2 C．T1/2 D．2T

4．用分光光度计测量有色化合物的浓度，相对标准偏差最小时的吸光度为（ ） A．0.334 B．0.343 C．0.434 D．0.443 5.下列表达正确的是（ ）

A．吸收光谱曲线表明吸光物质的吸光度随波长的变化而变化 B．吸收光谱曲线以波长为纵坐标、吸光度为横坐标

C．吸收光谱曲线中，最大吸收处的波长不一定为最大吸收波长 D．吸收光谱曲线不能表明吸光物质的光吸收特性

6．在紫外分光光度法中，参比溶液的选择原则是（ ） A．通常选用蒸馏水

B．根据加入试剂和被测试液的颜色、性质来选择 C．通常选用试剂溶液 D．通常选用褪色溶液

7．下列四种化合物中，在紫外区出现两个吸收带的是（ ） A．乙醛 B．乙烯 C．1, 5-己二烯 D．2-丁烯醛 8．助色团能使谱带（ ）

A．波长变短 B．波长变长 C．波长不变 D．蓝移

9．不能用作紫外-可见分光光度法的定性参数是（ ） A．吸光度 B．最大吸收波长 C．吸收光谱的形状 D．吸收峰的数目

10．以下四种化合物，能同时产生B吸收带、K吸收带和R吸收带的是（ ） A． B． C． D．

11.紫外可见分光光度法测定中，使用参比溶液的作用是（ ） A. 消除试剂等非测定物质的影响 B. 吸收入射光中测定所需要的光波 C. 调节入射光的光强度 D. 调节仪器透光率的零点

12. 扫描K2Cr2O7硫酸溶液的紫外-可见吸收光谱时，一般选作参比溶液的是（ ） A. 蒸馏水 B. H2SO4溶液

C. K2Cr2O7的水溶液 D. K2Cr2O7的硫酸溶液

13.在比色法中，显色反应的显色剂选择原则错误的是（ ） A. 显色反应产物的e值愈大愈好 B. 显色剂的e值愈大愈好 C. 显色剂的e值愈小愈好

D. 显色反应产物和显色剂，在同一光波下的e值相差愈大愈好

14.某分析工作者，在光度法测定前用参比溶液调节仪器时，只调至透光率为95.0%，测得某有色溶液的透光率为35.2%，此时溶液的真正透光率为（ ） A. 40.2% B. 37.1% C. 35.1% D. 30.2%

15. 下列化合物中，不适合作为紫外分光光度法测定用的溶剂是（ ） A．水 B．苯 C．乙腈 D．甲醇 二、简答题

1．电子跃迁的类型有哪几种？

2．具有何种结构的化合物能产生紫外吸收光谱？

3．为什么邻二氮杂菲分光光度法测定微量铁时要加入盐酸羟胺溶液？

4．在没有干扰的条件下，紫外分光光度法为什么总是选择在λmax处进行吸光度的测量？ 5．举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。 三、计算题 1．一有色溶液符合Lambert-Beer定律，当使用2cm比色皿进行测量时，测得透光率为60%，若使用1cm或5cm的比色皿，T及A各为多少？

已知一化合物的水溶液在1cm吸收池中的吸光度为0.240，其摩尔吸光系数为1.20×103 L·mol-1·cm-1，试计算此溶液的浓度。

用可见分光光度法测定铁标准溶液浓度为2.7×10-5 mol/L，其有色化合物在某波长下，用1cm比色皿测得其吸光度为0.392，试计算百分吸光系数和摩尔吸光系数 e（MFe=55.85）。

某试液用3.0cm的吸收池测量时T=60%，若用1.0cm、2.0cm和4.0cm吸收池测定时，透光率各是多少？

5．精密称取试样0.0500 g，用0.02 mol/L HCl 稀释，配制成250 ml。准确吸取2.00ml，稀释至100ml，以0.02mol/L HCl为空白，在263nm处用1cm吸收池测得透光率为41.7%，试计算试样的百分含量。（已知被测物摩尔质量为100.0，ε263为12000）

紫外-可见分光光度法习题参考答案

一、单项选择题

1．D 2．C 3．B 4．C 5．A 6．B 7．D 8．B 9．A 10．C 11．A 12．B 13．B 14．B 15．B 二、简答题（省略） 三、计算题

1．解：当使用1cm比色皿时， T = 77.5% 当使用5cm比色皿时， T = 27.9%

2．解：

3．

解：已知A=0.392，l=1cm，c=2.7×10-5 (mol/L) 由

，

4．解：

5．解：

红外分光光度法习题

一、选择题

1．红外吸收光谱的产生，主要是由下列哪种能级的跃迁产生？（ ） A．分子中电子、振动、转动能级的跃迁 B．分子中振动、转动能级的跃迁

C．分子中转动、平动能级的跃迁 D．分子中电子能级的跃迁

2．某化合物受电磁辐射作用后，振动能级发生变化，所产生的光谱波长范围是（ ） A．紫外光 B．X射线 C．红外线 D．可见光 3．以下四种物质中，不吸收红外光的是（ ） A．SO2 B．CO2 C．CH4 D．Cl2

4．分子产生红外吸收的必要条件之一的是（ ） A．分子振动时必须发生偶极矩的变化 B．分子振动时各原子的振动必须同步

C．分子振动时各原子的振动必须同相 D．分子振动时必须保持对称关系

5．分子式为C9H9ClO3的化合物其不饱和度为（ ） A．6 B．5 C．4 D．2

6．H2S分子的振动可以产生的基频峰数是（ ） A．4个 B．3个 C．2个 D．1个

7．在RCOX分子中，当X分别是以下哪个取代基时，羰基的振动频率最大（ ） A．H B．CH3 C．Cl D．F

8．醇类化合物的红外光谱测定中，νOH随溶液浓度的增加，频率降低的原因是( ) A．分子间氢键加强 B．溶液极性变大 C． 诱导效应随之变大 D． 共轭效应加强 9. 红外光谱中，吸收峰的绝对强度一般用（ ）表示 A．A B．T% C．ε D．（100-T）%

10．在醇类化合物中，νOH随溶液浓度的增加向低波数方向移动的原因是（ ） A．形成的分子间氢键随之加强 B．溶液极性变大

C．诱导效应随之变大 D．溶质与溶剂分子间的相互作用 11．形成氢键后νOH吸收峰的特征为（ ） A．形成氢键后νOH变为尖窄的吸收峰 B．峰位向高频移动，且峰强变大

C．峰位向低频移动，峰强增大，峰形变宽 D．峰强不变，峰形变宽

12. 乙炔分子的振动自由度为( )

A． 5 B． 6 C． 7 D．9

13．多原子分子有四种振动形式，一般来说，吸收峰强度最大的振动形式是( ) A． γ B． δ C． νs D． νas 二、简答题

1．试简述红外吸收光谱产生的条件。

2．1-丙烯和1-辛烯的红外光谱有什么不同之处？

3．红外光谱中，C-H和C-Cl键的伸缩振动峰何者强，为什么?

4．下列两个化合物，C＝O的伸缩振动吸收峰出现在较高的波数区的是哪个？为什么？

5．压片法绘制固体试样的红外光谱时，常用的分散剂是什么？为什么常用此分散剂？ 6．下列化合物能否用IR光谱区别？为什么？

7．CH3-C≡C-CH2-CH2-NH2在IR区域内可能有哪些吸收?

8．测定样品的UV光谱时，甲醇是良好的常用溶剂，而测定红外光谱时，不能用甲醇作溶剂，为什么？

9．下列化合物在4000~1650cm-1区域内有何吸收?

10．下列化合物A与B在C-H伸缩振动区域中有何区别?

三、谱图解析题

1．某化合物的化学式为C11H16，红外光谱如下图所示，试推测其结构式。

C11H16的红外吸收光谱图

2．某化合物，分子式为C10H12，其IR光谱如下图所示，试判断该化合物的结构。

C10H12的红外吸收光谱图

3．某化合物的分子式为C10H10O4，测得其红外吸收光谱如下图所示，试推导其化学结构。

C10H10O4的红外吸收光谱图

红外分光光度法习题参考答案

一、选择题

1．B 2．C 3．D 4．A 5．B 6．B 7．D 8．A 9．B 10．A 11．C 12．C 13．D

三、谱图解析题

1．解： 2．解：

3．解：

原子吸收分光光度法习题参考答案

一、单项选择题

1．B 2．B 3．C 4．A 5．C 6．D 7．C 8．C 9．D 10．B11．D 12．A 13．B 14．D 15．C

三、计算题

1．解：设试液中锑浓度为Cx，为了方便，将混合溶液吸光度比计为[Asb/Apb]1，而将分别测定的吸光度比计为[Asb/Apb]2 由于：ASb = KSbCSb ， APb =KPbCPb 故：KSb/KPb =[Asb/Apb]2 =1.31

[Asb/Apb]1= =0.808

Cx = 1.02（mg/ml）

2．解：以各溶液中所加入铜标准溶液浓度为横坐标，以A为纵坐标，得一线性回归方程，再外推至纵轴为零处，所对应的横坐标的绝对值，即为试样的浓度。计算回归方程为A=0.083C+0.257，Cx=3.096（μg/ml）。

核磁共振波谱法习题

一、单项选择题

1．若外加磁场的强度H0逐渐加大，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是（ ）

A．不变 B．逐渐变大 C．逐渐变小 D．随原核而变 2．乙烯、乙炔、苯质子化学位移值大小顺序为（ ） A．苯>乙烯>乙炔 B．乙炔>乙烯>苯 C．乙烯>苯>乙炔 D．三者相等

3．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），所致原因为（ ）

A．诱导效应 B．杂化效应和磁各向异性效应的协同作用 C．磁各向异性效应 D．杂化效应

4．化合物CH3CH2CH2Cl中，质子存在的类型共为（ ） A．二类 B．三类 C．四类 D．无法判断 5．下列不适宜核磁共振测定的核种是（ ） A．12C B．15N C．19F D．31P

6．下列哪一组原子核不产生核磁共振信号（ ）

A．2H、14N B．19F、12C C．12C、1H D．12C、16O 7．在外磁场中，其核磁矩只有两个取向的核是（ ） A．13C、19F、31P B．1H、2H、13C C．2H、19F、13C D．19F、31P、12C

8．对CH3CH2OH的NMR氢谱，以下几种预测正确的是（ ） A．CH2中质子比CH3中质子共振磁场高 B．CH2中质子比CH3中质子共振频率高 C．CH2中质子比CH3中质子屏蔽常数大

D．CH2中质子比CH3中质子外围电子云密度高 9．下列化合物中，质子化学位移值最大的是（ ） A．CH3Br B．CH4 C．CH3I D．CH3F

10．下列化合物中，质子在低场共振的是（ ）。 A．CH3Br B．CH3Cl C．CH3F D．CH4

11．关于1H-NMR谱，下面叙述错误的是（ ） A．1H-NMR谱可以给出质子的类型和化学环境 B．1H-NMR谱可以给出质子的分布

C．1H-NMR谱可以给出质子间的相互关系 D．1H-NMR谱可以鉴别化学环境相似的烷烃 12．关于磁等价核，下列叙述错误的是（ ） A．组内核的化学位移相等

B．与组外核偶合时偶合常数相等

C．无组外核干扰时，组内核因不相互偶合，峰不裂分 D．无组外核干扰时，组内核相互偶合，但不裂分

13．使用300 MHz核磁共振仪测得化合物中某质子和TMS间频率差为600 Hz，如使用600 MHz核磁共振仪测得该质子化学位移值为（ ） A．2.0 × 10-6 B．0.20 C．2.0 D．20

14．三个质子HA、HB和HC，其屏蔽常数σB > σA > σC，这三个质子在共振时，若ν固定，则所需要的外磁场强度H0的排列次序为（ ） A．H0A> H0B > H0C B．H0B > H0C > H0A C．H0C > H0A > H0B D．H0B > H0A > H0C

15．将氢核置于磁场H0中，该原子核除了自旋以外，还会产生Larmor运动，Larmor公式的表达式为（ ）

A．νL = γH0/2p B．νL = γ/2p C．νL = γH0 D．νL= γH02p 二、简答题

1．哪些核种具有核磁共振现象？

2．采用核磁共振仪测定某物质的1H-NMR谱，氢核的进动频率随着外磁场强度H0的增大而增大，但其化学位移值d 不变化，为什么？

3．测定NMR谱时，一般要将样品配制成稀溶液进行，为什么？ 4．为什么用d 值表示化学位移值，而不用共振频率的绝对值表示？

5．为什么NMR测定中选用四甲基硅烷（TMS）作为内标物？当没有TMS时，为什么也可用氘代试剂的溶剂峰作为参照物进行标记？

6．三个不同质子A、B和C通过扫频法进行测定产生共振时，其进动频率大小顺序为下νA > νB >νC，试问哪个质子所受的屏蔽最大，哪个质子所受的屏蔽最小？

7．三个不同质子A、B和C，其屏蔽常数大小顺序为σA > σB > σC，试问这三个质子发生共振时，哪个所需外磁场强度最大? 8．乙烯、乙炔质子的化学位移值分别为5.25和2.88，试解释乙炔质子化学位移值低的原因。 9．在CH3(a)CH2(b)CH2(c)Cl中存在a、b、c三种质子，哪种质子的化学位移值相对于TMS最大？哪种最小？为什么？ 10．化学位移是如何产生的？ 三、谱图解析题 1．某含溴化合物C3H7Br的1H-NMR谱如图1所示，已知da 0.98（t），db 1.82（sex），dc3.20（t），积分高度a : b : c = 3 : 2 : 2，且Jab = Jbc = 7.5 Hz，试解析其的结构。

图1 化合物C3H7Br的1H-NMR谱

2．某含溴化合物C3H7Br的1H-NMR谱如图2所示，已知da 1.64（d），db 4.03（sept），积分高度a : b = 6 : 1，试解析其结构。

图2 化合物C3H7Br的1H-NMR谱

3． 某含氯化合物分子式为C5H9ClO，各质子化学位移值分别为：da 1.08（t），db2.44（q），dc 2.82（t），dd 3.72（t）。其1H-NMR谱如图3所示，试解析其结构。

图3 化合物C5H9ClO的1H-NMR谱

4．某无色针状结晶（甲醇中）的分子式为C8H10O2，其1H-NMR谱（300MHz，DMSO-d6）

散的影响较弱，往往可以忽略。另外，在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。

4．答：在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配比，称为梯度洗脱，梯度洗脱是改进液相色谱分离效果的重要手段。 梯度洗脱与气相色谱中的程序升温类似，但是前者连续改变的是流动相的极性、pH值或离子强度，而后者改变的是温度。程序升温也是改进气相色谱分离效果的重要手段。 5. 答：液相色谱中提高柱效的途径主要有： （1）提高柱内填料装填的均匀性； （2）改进固定相；

（3）选择粒度小的固定相；选用低粘度的流动相； （4）适当提高柱温。 三、计算题 1．解：

分离度>1.5，符合定量分析要求。

2．解：样品用量以25mL容量瓶中量为准计算，则与标准品用量相对应。 所以，样品用量为0.2070/100×10＝0.02070（g）＝20.07（mg）

以标准溶液浓度对面积比作曲线，回归方程为5.10＝1.433-5 V芦丁/V内标×10-3 γ＝0.9999，由回归方程求出25ml中样品含芦丁7.1mg。所以芦丁的含量为7.1/20.7＝34.3％

高效毛细管电泳习题

一、单项选择题

1. 现代高效毛细管电泳与传统电泳法相比具有相当高的分离效率．这是由于现代高效毛细管电泳采用了……………………………………………（ ） A．高压泵 B．毛细管分离柱和高压泵 C．高压泵和高流速 D．毛细管分离柱和高电压

2. 在CZE中，阴阳离子迁移，中性分子也向阴极迁移，靠的推动力是…( ) A. 液压 B. 电压 C. 电泳流 D. 电渗流

3. 下列CE分离模式中，溶质以权均淌度差异而产生分离的模式有……( ) A．毛细管区带电泳（CZE） B．胶束电动力毛细管电泳（MEKC） C．毛细管凝胶电泳（CGE） D．毛细管等电焦聚（CIEF）

4．在CE中，荷电粒子的迁移速度与下列哪个因素无关…………………( ) A．电场强度（E） B．介质特性（γi、ε、η） C．电渗淌度(μos) D．毛细管长度( L )

5．下列毛细管电泳法中属于自由溶液电泳型分离模式的是……………( ) A．毛细管区带电泳 B．毛细管电色谱

C．毛细管凝胶电泳 D．胶束电动力学毛细管色谱

6． 毛细管区带电泳法不能分离的物质是…………………………………( ) A．有机、无机离子 B．两性化合物

C．中性有机分子 D．生物大分子，如蛋白质、肽、核酸等 7．生物大分子的分离分析最有效的分析方法是………………………（ ）

A．毛细管色谱法 B．毛细管电泳法 C．液相色谱法 D．离子色谱法

8．在毛细管电泳中，下列哪种措施对提高柱效没有贡献………………( ) A．增大工作电压 B．提高电渗速度 C．增大缓冲溶液pH值 D．增大有效长度和毛细管长度之比

9. 增加分离电压是提高CZE分离效率的途径之一，但提高电压容易导致………………………………………………………………………（ ）

A．电压不稳定 B．焦耳热 C．不易控制 D．涡流扩散 10．影响毛细管电泳分离效率的主要因素是……………………………( ) A．电渗流大小 B．电渗流方向 C．焦耳热 D．毛细管性质 二、简答题

1．简述HPCE分离机制和特点及其与HPLC的区别？ 2．什么是电渗流及电渗淌度？

3．MEKC与CZE的分离模式有何区别？ 4．为什么HPLC的柱效通常低于HPCE？ 5．什么是胶束电动毛细管色谱法？

高效毛细管电泳习题参考答案

一、单项选择题

1.D 2.D 3.B 4.D 5.A 6.C 7.B 8.C 9.B 10.A

色谱联用技术习题

一、单项选择题 1．采用液相色谱-质谱联用法对苯乙酸进行定量分析，在ESI源中应选用的检测方式为（ A．正离子模式 B．负离子模式 C．电子轰击模式 D．选择离子模式

2．下面不属于全二维气相色谱法优点的是（ ） A．峰容量大 B．检测灵敏度与质谱相当 C．分析速度快 D．可用于定性和定量分析 3．总离子流色谱图是（ ）对时间作图

A．紫外吸收强度 B．某几个质荷比的离子强度 C．单一质荷比的离子强度 D．总离子强度

4．下面方法中能提高分析系统对样品的定性能力的是（ ） A．HPLC-HPLC B．2D-TLC C．LC-MS D．HPLC-GC

5．下列哪种扫描模式一般不用于组分的定量分析（ ） A．全扫描 B．选择离子监测 C．选择反应监测 D．多反应监测 6．色谱与质谱联用的关键技术是（ ） A．色谱 B．质谱单元 C．接口 D．柱切换

7．在色谱-色谱联用技术中，两级色谱间选择不同分离模式的为（ ）

） A．GC-GC B．SFC-SFC C．LC-LC D．HPLC-CE

8．下面的描述中，不属于GC-MS联用中EI电离源优点的是（ ） A．稳定、灵敏度高、操作方便 B．电离效率较高和结构信息丰富 C．是化学电离源

D．有大量的标准谱图被收录成库

9．采用GC-MS法对目标化合物进行定量分析，通过（ ）检测方式可提高分析的灵敏度。 A．全扫描 B．选择离子监测 C．中性丢失扫描 D．大气压离子化

10．采用（ ）方法最适于五味子中的挥发油成分的定性分析 A．CE-MS B．GC-MS C．LC-MS D．TLC 二、简答题

1．简述LC-MS联用系统的组成和原理。

2．试述三重四极杆质量分析器的原理和特点。 3．什么是选择反应监测模式，有何优势？ 4．什么是全扫描模式？可获得哪些谱图形式？

5．液相色谱-质谱联用时，检测条件的优化主要考虑哪些方面？

色谱联用技术参考答案 一、单项选择题

1. B 2. B 3. D 4. C 5. A 6. C 7. D 8. C 9. B 10. B

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