仪器分析练习题及答案

1. 简述仪器分析法的特点。 答：1．仪器分析法灵敏度高。

2．仪器分析法多数选择性较好。

3．仪器分析法分析速度较快，利于批量样品分析。 4．易于使分析工作自动化。 5．相对误差较大。

6．设备复杂、价格昂贵，对仪器工作环境要求较高。

光分析导论

一、 选择题

1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是 ( )

(1)原子光谱 (2)分子光谱 (3)可见分子光谱 (4)红外光谱 2.可见光的能量应为 ( ) (1) 1.24×104～ 1.24×106eV (2) 1.43×102～ 71 eV (3) 6.2 ～ 3.1 eV (4) 3.1 ～ 1.65 eV

3.已知：h=6.63×10-34 J?s则波长为0.01nm的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV 4..频率可用下列哪种方式表示（c------光速，λ---波长，б---波数（ ） （1）б/c （2cб （3）1/λ （4）c/б 5.光量子的能量正比于辐射的（ ）

（1）频率 （2）波长 （3波数 （4）传播速度

6. 下列四个电磁波谱区中，请指出能量最小（），频率最小（），波数最大者（），波长最短者（）

（1）X射线 （2）红外区 （3）无线电波 （4）紫外和可见光区

二、填空题 ( 共 7题 12分 )

1.库仑滴定分析法, 实际上是一种___________________________电解分析法. 2. 任何一种分析仪器都可视作由以下四部分组成:________________________、 ____________________、_____________________和________________________.

1

3. 仪器分析主要分为三大类, 它们是

和

.

、

4.用pH计测定某溶液pH时, 其信号源是__________________________________; 传感器是_______________________________. 5.电化学分析法是建立在6.光学分析法是建立在基础上的一类分析方法.

基础上的一类分析方法.

三、解释术语

1. 电磁波谱 2.发射光谱 3.吸收光谱 4.荧光光谱 四、计算题

1.计算下列辐射的频率（Hz）和波数（cm-1）

（1）0.25cm的微波束； （2） 324.7nm铜的发射线。 2.计算下列辐射的波长（以cm和à为单位） （1） 频率为4.47×1014Hz的可见光波 （2） 频率为1.21×108Hz的无线电波

3.计算习题1中各辐射以下列单位表示的能量。（1）erg （2）Ev 答案： 一、选择题

1. (3) 2. (4) 3. (3) 4.（2） 5.（1）（3） 6. （3），（3），（1），

二、填空题 1.控制电流

2.信号发生器、信号转换器(传感器)、读出装置、放大记录系统 3. 电化学分析法、色谱分析法、光学分析法 4.被测溶液 pH玻璃电极 5.溶液电化学性质

1）。 2

（6.物质与电磁辐射互相作用 三、解释术语

1. 电磁波谱：电磁辐射是一种高速通过空间传播的光量子流，它既有离子性质又有波动性质。电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。

2. 发射光谱：物质的原子、离子或分子得到能量，使其由低能态或基态激发到高能态，当其跃迁回到较低能态或基态而产生光谱称为发射光谱。

3. 吸收光谱：当辐射通过气态、液态或固态（透明）物质时，物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态激发到较高的能态。这种因对射的选择性吸收而得到的光谱称为吸收光谱。

4. 荧光光谱：激发态原子或分子通过无辐射跃迁回到较低的激发态，然后再以辐射跃迁的形式回到基态或直接以辐射跃迁回到基态，通过这种形式获得的光谱称为荧光光谱。 四、计算题

1.计算下列辐射的频率（Hz）和波数（cm-1）

（1）0.25cm的微波束； （2） 324.7nm铜的发射线。 解：（1）ν= c/λ=3×1010/0.25=1.2×1011（Hz） б=1/λ=1/0.25=4.0（cm-1） （2）324.7nm=3.247×10-5cm

ν=c/λ=3×1010/3.247×10-5=9.24×1014（Hz） б=1/λ=1/3.247×10-5=3.1×104（cm-1） 1. 计算下列辐射的波长（以cm和à为单位） （3） 频率为4.47×1014Hz的可见光波 （4） 频率为1.21×108Hz的无线电波

解：（1）λ=c/ ν=3×1010/4.47×1014=6.711×10-5（cm）=6711.0（à）

（2） λ=c/ ν=3×1010/1.21×108=2.48×102（cm）=2.48×1010（à）

3

2. 计算习题1中各辐射以下列单位表示的能量。（1）erg （2）Ev 解：[ 1 ] ∵E=hv=h ?c/λ 其中h=6.63×1027erg?s，c=3×1010cm?s-1 （1） λ=0.25cm的微波束

E=hv=h ?c/λ=6.63×1027×3×1010/0.25=7.96×10-16（erg） （2） 由于1eV=1.60×10-12erg

∴E=7.96×10-16/1.60×10-12=4.98×10-4（eV） [ 2 ] λ=324.7nm 的Cu发射线

E=hv=h ?c/λ=6.63×1027×3×1010/3247×10-8=6.13×10-12（erg） ∴E=6.13×10-12/1.60×10-12=3.83（eV）

原子发射光谱法

一、选择题

1.发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线 ( ) (1) 波长不一定接近，但激发电位要相近 (2) 波长要接近，激发电位可以不接近

(3) 波长和激发电位都应接近 (4) 波长和激发电位都不一定接近 2.下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是 ( ) (1)直流电弧 (2)交流电弧 (3)电火花 (4)高频电感耦合等离子体 3.NaD双线[?(D1)＝5895.92?, 由3P1/2跃迁至3S1/2; ?(D2)＝5889.95?, 由3P3/2跃迁至3S1/2]的相对强度比I(D1)／I(D2)应为 ( )

(1) 1/2 (2) 1 (3) 3/2 (4) 2 4.发射光谱摄谱仪的检测器是 ( ) (1) 暗箱 (2) 感光板 (3) 硒光电池 (4) 光电倍增管 5.以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多， 则： ( )

4

(1) 光栅色散率变大，分辨率增高 (2) 光栅色散率变大，分辨率降低 (3) 光栅色散率变小，分辨率降低 (4) 光栅色散率变小，分辨率增高 6.光栅公式 [n?= b(Sin?+ Sin?)]中的 b值与下列哪种因素有关？( ) (1) 闪耀角 (2) 衍射角 (3) 谱级 (4) 刻痕数 (mm-1) 7.原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？ ( ) (1) 辐射能使气态原子外层电子激发 (2) 辐射能使气态原子内层电子激发

(3) 电热能使气态原子内层电子激发 (4) 电热能使气态原子外层电子激发

8.摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数,

?S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？ ( ) (1) I －N基 (2) ?S －lgc (3) I － lgc (4) S－ lgN基 9.以直流电弧为光源, 光谱半定量分析含铅质量分数为10-5以下的Mg时, 内标线为 2833.07?, 应选用的分析线为 ( ) (1)MgⅠ2852.129?, 激发电位为4.3eV (2)MgⅡ2802.695?, 激发电位为12.1eV (3)MgⅠ3832.306?, 激发电位为5.9eV (4)MgⅡ2798.06?, 激发电位为8.86eV 10.对同一台光栅光谱仪，其一级光谱的色散率比二级光谱的色散率 ( ) (1) 大一倍 (2) 相同 (3) 小一倍 (4) 小两倍 11.在原子发射光谱摄谱法定性分析时采用哈特曼光阑是为了 ( ) (1) 控制谱带高度 (2) 同时摄下三条铁光谱作波长参比 (3) 防止板移时谱线产生位移 (4) 控制谱线宽度

12.以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则 ( ) (1) 光谱色散率变大，分辨率增高 (2) 光谱色散率变大，分辨率降低 (3) 光谱色散率变小，分辨率增高 (4) 光谱色散率变小，分辨率亦降低

5

13.在下面四个电磁辐射区域中, 波数最小的是 ( ) (1)Ｘ射线区 (2)红外区 (3)无线电波区 (4)可见光区 二、填空题 ( 共 7题 27分 )

1.电感耦合等离子体光源主要由___________________、____________________、 __________________等三部分组成, 此光源具____________________________ _________________________________________________________等优点。 2.发射光谱定性分析, 常以_________________光源激发, 因为该光源使电极温度 _______ 从而使试样__________, 光谱背景__________, 但其_____________差。 3.光谱缓冲剂的作用有___________________________________________, _________ _______________________________, ____________________________________。 4.在原子发射光谱仪的激发光源中, 主要发生试样的______________________________ _______________________过程 。试样的蒸发速度主要取决于_________________,

达到稳定蒸发所需的时间称为_______________________________ 。

5.在发射光谱中, 内标法、摄谱法和光电直读法定量分析的基本公式分别是________ ___________, _________________________, ___________________________。 三、计算题

1.两根相差 0.28nm 的谱线,在一光谱仪的出射狭缝焦面上分开的距离为 0.16mm，问 该仪器单色器的倒线色散率为多少？如果出射狭缝宽为 0.15mm，问单色器通带宽度为多 少？

2.用一每毫米有 500 条刻痕线的衍射光栅观察钠光谱线 (?=589.6nm), 问光线以 30°角入射时, 最多能看到第几级条纹 ?

3.用钛元素的两条谱线 TiⅡ322.4 nm 和 TiⅡ 322.3 nm 的强度比来计算光源的T，相应的

6

光谱数据和测量结果如下：

?/nm E/eV g I TiⅡ322.4 5.43 20.1 30 TiⅡ322.3 3.86 3.1 90

4.有一每毫米 1200 条刻线的光栅,其宽度为 5cm, 在一级光谱中, 该光栅的分辨 率为多少? 要将一级光谱中742.2 nm 和742.4 nm两条光谱线分开, 则需多少刻线的光栅 ?

四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1.何为内标?在原子发射光谱分析中如何使用? 2.用光谱项符号写出 Mg 的共振线。

3.请简要写出高频电感耦合等离子炬 (ICP) 光源的优点。 4.试述光谱定量分析的基本原理及何谓内标法。 答案： 一、选择题

1. (3) 2. (4) 3. (1) 4. (2) 5. (1) 6. (4) 7. (4) 8. (2) 9. (1) 10. (3) 11. (3) 12. (4) 13.(3)

二、填空题 ( 共 7题 27分 )

1.高频发生器、等离子炬管、雾化器；稳定性好、基体效应小、线性范围宽、检出限低、应用范围广、自吸效应小、准确度高。 2.直流电弧 高 易于蒸发 较小 稳定性

3.稳定电弧温度, 克服其它存在的元素对分析线强度的影响 稀释试样, 减少试样与标样在组成及性质上的差别 防止燃弧时试样从电极空穴中溅散损失

4.蒸发及原子离子化；气态原子、离子激发 试样的热稳定性； 预燃时间。 5.(1)lgR＝lg(I分／I内)＝blgc＋lgA (2)

S＝?blgc＋?lgA (3)lgV＝blgc＋lgA

7

三、计算题 ( 共 4题 20分 ) d?01.[答]

dl?.280.16?1.75nm/nm

d?dl?0.15?1.75?0.15?0.263nm

倒线色散率为 1.75 nm/mm。通带宽度为 0.263 nm。 2.[答]根据光栅公式 n? = b(sin? + sin?) 当 ? = 30°时 sin? = 1/2

最多能看到衍射级次 n 的最大值对应于反射角 ? = 90°即 sin? = 1 b 为光栅上二刻痕线间距离,故 b = 1/500 mm = 1/5000 cm

b(sin?+sin?) 0.5 + 1

所以 n = ─────── = ────────── = 5.09 ? 5 ? 5000×5896×10-8 答：最多能看到第 5 级条纹。 3.[答] 由两谱线强度比公式得

T?5040(E1?E2)5040（5.43?g?3.86）?6133.9K

(lg1?2g?lgI1)(lg20.1?322.3?lg30)2?1I23.1?322.490

4.[答](1) 设光栅的分辨率为 R = nN = 1×(5×10×1200) = 60,000 (2) 需如下刻线的光栅 ? (742.2+742.4)/2 R’= ─── = ───────── = 3711 ?? 742.4-742.2 N = R’/n = 3711/1 = 3711 条

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四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1.内标是指置于各试样及标样中的一定浓度的某元素。使用方法如下：

取定量的内标物分别置于被测试样及标准物之中，在选定波长下分别测定发射强度计算

出内标在各试样中及标样中的相对强度以及待测物成分的相对强度，用待测物与内标物

两相对强度之比求出各试样的浓度。 2.31S0- 31P0

3.[答]温度高可达 10000 K，灵敏度高可达10-9； 稳定性好，准确度高，重现性好； 线性范围宽可达 4~5 个数量级；

可对一个试样同时进行多元素的含量测定； 自吸效应小； 基体效应小。

4.[答]光谱定量分析是根据待测元素谱线的强度和待测元素的含量之间存在一种关系,

即罗马金公式 I = acb来进行定量分析的，谱线强度可以用光电直读法，也可以用 照相法记录。

在被测元素的谱线中选一条分析线，在基体元素谱线中选一条与它相匀称的内标

线，根据这一对谱线强度的比值对被测元素的含量制作工作曲线，然后对未知试样进

行定量分析的方法称为内标法。

原子吸收和原子荧光光谱法

一、 选择题

9

1.下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光？ ( ) (1) 铬原子吸收 359.35nm，发射 357.87nm (2) 铅原子吸收 283.31nm，发射 283.31nm (3) 铅原子吸收 283.31nm，发射 405.78nm (4) 铊原子吸收 377.55nm，发射 535.05nm

2.在原子吸收分析中, 已知由于火焰发射背景信号很高, 因而采取了下面一些措施, 指( )

(1)减小光谱通带 (2)改变燃烧器高度 (3)加入有机试剂 (4)使用高功率的光源

出

哪

种

措

施

是

不

适

当

的

3. 在原子吸收分析中, 下列哪种火焰组成的温度最高？ ( )

(1)空气-乙炔 (2)空气-煤气 (3)笑气-乙炔 (4)氧气-氢气

4.欲分析165～360nm的波谱区的原子吸收光谱, 应选用的光源为 ( ) (1)钨灯 (2)能斯特灯 (3)空心阴极灯 (4)氘灯 5.某台原子吸收分光光度计，其线色散率为每纳米 1.0 mm，用它测定某种金属离 子，已知该离子的灵敏线为 403.3nm，附近还有一条 403.5nm 的谱线，为了不干扰该

金属离子的测定，仪器的狭缝宽度达： ( ) (1) < 0.5mm (2) < 0.2mm (3) < 1mm (4) < 5mm 6.可以概述原子吸收光谱和原子荧光光谱在产生原理上的共同点是 ( ) (1)辐射能与气态基态原子外层电子的相互作用 (2)辐射能与气态原子外层电子产生的辐射 (3)辐射能与原子内层电子产生的跃迁 (4)电、 热能使气态原子外层电子产生的跃迁

10

7.由原子无规则的热运动所产生的谱线变宽称为： ( ) (1) 自然变度 (2) 斯塔克变宽 (3) 劳伦茨变宽 (4) 多普勒变宽 8.原子吸收分光光度计中常用的检测器是 ( ) (1) 光电池 (2) 光电管 (3) 光电倍增管 (4) 感光板 9.在原子吸收分析中, 通常分析线是共振线, 因为一般共振线灵敏度高, 如Hg的共 振线185.0 nm比Hg的共振线253.7 nm的灵敏度大50倍, 但实际在测汞时总是使用253.7nm

作分析线, 其原因是 ( ) (1)汞蒸气有毒不能使用185.0nm

(2)汞蒸气浓度太大不必使用灵敏度高的共振线 (3)Hg185.0 nm线被大气和火焰气体强烈吸收 (4)汞空心阴极灯发射的185.0 nm线的强度太弱

10.在原子吸收分析中，如灯中有连续背景发射，宜采用 ( ) (1) 减小狭缝 (2) 用纯度较高的单元素灯 (3) 另选测定波长 (4) 用化学方法分离

11在原子吸收分析法中, 被测定元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于( ) (1) 空心阴极灯 (2) 火焰 (3) 原子化系统 (4) 分光系统 12.在原子吸收分析中, 当溶液的提升速度较低时, 一般在溶液中混入表面张力小、 密度小的有机溶剂, 其目的是 ( ) (1)使火焰容易燃烧 (2)提高雾化效率 (3)增加溶液粘度 (4)增加溶液提升量

13.原子荧光法与原子吸收法受温度的影响比火焰发射小得多, 因此原子荧光分析要 克( )

(1)光源的影响 (2)检测器灵敏度低 (3)发射光的影响 (4)单色器的分辨率低

11

服的主要困难是

14. 已知： h=6.63×10-34 J?s则波长为 0.01nm 的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV 15. 共振荧光的波长比( )

A．激发光的波长长 B、激发光的波长短

C、和激发光波长相等 D、以上三种情况都有可能 16. 荧光所用吸收池是四面透光,目的是（ ）

A.为了方便 B.防止位置放错 C.和荧光平行方向测荧光 D和荧光垂直方向测荧光

二、填空题

1. 在原子吸收光谱中, 谱线变宽的基本因素是 (1)_______________________________________ (2)_______________________________________ (3)_______________________________________ (4)_______________________________________ (5)_______________________________________

2.双光束原子吸收分光光度计由于两光束是由_______ 光源发出, 并且使用________

器, 因此可消除_____________的影响, 但不能消除 _________________________ 的影响。

3. 原子吸收分光光度计带有氘灯校正装置时, 由于空心阴极灯发射________辐射, 因此_________ 吸收和__________吸收均不能忽略; 而氘灯则是发射________光谱, 所以_________吸收可以忽略。

4影响谱线半宽度的诸因素中，对于温度在 1000～3000K, 外界气体压力约为 101325Pa 时，吸收线轮廓主要受 __________________ 和 _________________ 变

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宽

的影响。其变宽的数量级为 _________ 。

5.电热原子化法的具体做法是 _____________________________________________ __________________________________________________________。该方法的特点是

______________________________________, ___________________________________, ______________________________________, ___________________________________。 三、计算题 ( 共 4题 20分 )

1 钠原子核外电子的3p和3s轨道的能级差为2.017eV，计算当3s电子被激发到3p轨道

时，所吸收的电磁辐射的波长（nm）。（已知1eV=1.60×10－19J, h=6.63×10－34J·s, c=3.00×1010cm·s-1）。

2. 平行称取两份0.500g金矿试样, 经适当溶解后, 向其中的一份试样加入1mL浓度为5.00

?g/mL的金标准溶液, 然后向每份试样都加入5.00mL氢溴酸溶液, 并加入5mL甲基异丁酮,

由于金与溴离子形成络合物而被萃取到有机相中。用原子吸收法分别测得吸光度为0.37和

0.22。求试样中金的含量(?g/g)。

3.用原子吸收光谱法测定试液中的Pb，准确移取50mL试液2份，用铅空心阴极灯在波长

283.3nm处，测得一份试液的吸光度为0.325，在另一份试液中加入浓度为50.0mg/L铅标准溶液300?L ，测得吸光度为0.670。计算试液中铅的质量浓度（g/L）

13

为多少？

4.在3000K时，Zn的41S0－41P1跃迁的共振线波长为213.9nm。试计算其激发态和基 态原子数之比。（已知普朗克常数h=6.63×10－34J·s，玻兹曼常数k＝1.38×10－23J·K－1） 四、问答题

1.原子吸收分光光度法为什么是基于对共振线的吸收？ 2.火焰原子化法测定某物质中的 Ca 时 (1) 选择什么火焰？

(2) 为了防止电离干扰采取什么办法？ (3) 为了消除 PO43-的干扰采取什么办法？

3.为何原子吸收分光光度计的石墨炉原子化器较火焰原子化器有更高的灵敏度? 4. 简述原子荧光光谱分析法原理及方法的主要特点。

5. 试比较原子荧光分析（AFS）和原子吸收光谱分析（AAS）的异同点。 五、解释术语

1.荧光猝灭 2. 共振荧光 3.量子效率 答案： 一、选择题

1. (1) 2. (3) 3. (3) 4. (3) 5. (2) 6. . (1) 7 (4) 8. (3) 9. (3) 10. (2) 11. (3) 12. (2) 13. (4) 14. (3) 15. C 16. D 二、填空题

1.自然宽度 多普勒变宽 压力变宽 场致变宽 自吸变宽 2 同一 切光 光源不稳 原子化器干扰 3..锐线 原子 背景 连续 原子

4.多普勒（热变宽）；劳伦茨（压力或碰撞）；0.00x nm。

5.将固定体积的试样注入通惰性气体保护下的石墨管中,经热处理后试样迅速地原

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子化得到峰形的吸收信号. 特点: 绝对灵敏度高

试样可直接在原子化器中进行处理. 试样用量少.

可直接进行固体粉末分析

三、计算题 ( 共 4题 20分 )

1.解：?=hc/E=(6.63×10-34J·s×3.00×1010cm·s-1×107nm·cm-1)/

(2.107eV×1.60×10-19J/eV) =590nm 2.未加标准液时 Ax＝0.22

加标准液时 Ax+s＝0.37 ρs＝1×5.0／5＝1.0（?ｇ／ｍＬ） 由计算公式 ρx＝Ax×ρs／（Ax+s－Ax）

＝0.22×1.0／（0.37－0.22）＝1.47（?ｇ／ｍＬ） 金含量: 1.47×5／0.5＝14.7（?ｇ／ｇ） 3.

0.325=Kρx

0.670=K{(ρx ×50+50×0.300)/(50+0.300)} 解出方程得 ρx=0.279mg/L 或

ρx=Ax/(A-Ax)×ρs

=0.325/(0.670-0.325)×(50.0×0.3)/50.3 =0.281mg/L 4. Ni/NO=gi/goe-?E/kT

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gi/go=(2Ji+1)/(2Jo+1) J=L+S

由题可知 Jo=0 Ji=1 gi/go=3/1 T=3000K ?E=h×c/? E=6.63×10-34J·s×3.00×1010cm·s-1/(213.9×10-7cm) =9.28×10-19J

Ni/No=3×exp{-9.28×10-19/(3000×1.38×10-23)} =5.55×10-10

四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1.[答]共振线为原子基态向第一激发态跃迁而产生的，在原子吸收条件下温度约为 2000℃

-3000℃ 之间，由玻耳兹曼分布可知在此温度下原子绝大多数处于基态，基态原子吸收 共振线。

2. (1) C2H2- 空气(富燃) (也可 C2H2- N2O )

(2) 加入消电离剂(即比 Ca 电离电位低的金属盐类例如 KCl) (3) 加入释放剂 Sr 或 La 等。 加入保护剂如EDTA、 8-羟基喹啉等

3. 因为火焰原子化器有下列缺点：

（1）火焰原子化器雾化效率低（10％左右）； （2）雾化的气溶胶被大量载气稀释； （3）基态原子蒸气在光程中滞留时间短。 石墨炉原子化器有下列优点： （1）不存在雾化与稀释问题；

16

（2）基态原子蒸气在石墨炉中的滞留时间长，相对浓度大（原子化时停气）。 4. 简述原子荧光光谱分析法原理及方法的主要特点。

答：原子荧光光谱分析法（AFS）是用一定强度的激发光源（线光源或连续光源）发射具有特征信号的光照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气后，其中的自由原子被激发跃迁到高能态，然后去激发跃迁到某一较低能态，（常常是基态）或去激发跃迁到不同于原来能态的另一较低能态而发射出各种特征原子荧光光谱，据此可以辨别元素的存在，并可以根据测量的荧光强度求得待测样品中的含量。

If=K I0 N0 此式为原子荧光分析的基本关系式，该式说明，在一定的条件下，荧光强度If与基态原子数N0成正比，也即If与待测原子浓度成正比。

AFS的主要特点：（1）灵敏度较高；（2）荧光谱线比较简单，因此光谱干扰小；（3）分析曲线的线性范围宽；（4）原子荧光是向各个方向辐射的，便于发展多道仪器进行多元素同时测定。

5.试比较原子荧光分析（AFS）和原子吸收光谱分析（AAS）的异同点。

答：AFS和AAS有不同又有相同相似之处。（1）两者的原理有本质上的不同，AFS是发射光谱分析，AAS则属于吸收光谱分析。AFS测量的原子荧光强度和AAS测量的吸光度都与基态原子浓度成正比关系。（2）仪器结构和操作手续非常相似。但是AAS的仪器装置形式是光源—原子化器---单色器---检测器是一直线，而AFS的光源与单色器不是在一直线上，而是成90o，且AFS必须是使用强光源。（3）检出限方面，AFS比AAS好，精密度这两种方法大致相同，相对标准偏差仅为1%。（4）干扰情况相似，化学干扰、物理干扰和光谱干扰对两个方法的影响相似，但程度有不同，这与它们所采用的光源特性有关系。在AFS中光的散射干扰在一定程度上比AAS严重。同时AFS中的荧光熄灭效应对荧光强度的影响也是比较严重的。（5）与AAS比较，AFS还具有：多元素同时测定，仪器结构简单（非色散原子荧光仪），灵敏度高，工作曲线直线范围宽等优点。 五、解释术语

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1.荧光猝灭：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象。

2. 共振荧光：气态基态原子吸收共振线后发射出与吸收共振线相同的波长的光。 3.量子效率：表示在单位时间内，荧光辐射的量子数与被吸收的量子数之比。在荧光光谱分析中，量子效率（Φ）大，其发射荧光强度也大。If正比于Φ。

紫外及可见分光光度法

一、选择题

1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是 ( ) (1)原子光谱 (2)分子光谱 (3)可见分子光谱 (4)红外光谱 2.在紫外光谱中，?max 最大的化合物是 ( )

3.物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于 ( ) (1) 分子的振动 (2) 分子的转动

(3) 原子核外层电子的跃迁 (4) 原子核内层电子的跃迁

4.按一般光度法用空白溶液作参比溶液，测得某试液的透射比为 10%，如果更改参 比溶液，用一般分光光度法测得透射比为 20% 的标准溶液作参比溶液，则试液的透 光( )

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率应等于

(1) 8% (2) 40% (3) 50% (4) 80% 5.用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数?，测定值的大小决定于( ) (1) 配合物的浓度 (2) 配合物的性质(3) 比色皿的厚度 (4) 入射光强度 6已知相对分子质量为320的某化合物在波长350nm处的百分吸收系数(比吸收系数)为

5000, 则该化合物的摩尔吸收系数为 ( ) (1)1.6×104L/(moL·cm) (2)3.2×105 L/(moL·cm) (3)1.6×106 L/(moL·cm) (4)1.6×105 L/(moL·cm)

7 分子运动包括有电子相对原子核的运动（E电子）、核间相对位移的振动（E振动） 和转动（E转动）这三种运动的能量大小顺序为

（ ）

(1) E振动>E转动>E电子 (2) E转动>E电子>E振动 (3) E电子>E振动>E转动 (4) E电子>E转动>E振动

8.在分光光度法中，运用朗伯－比尔定律进行定量分析采用的入射光为（ ） （1）白光 （2）单色光 （3）可见光 （4）紫外光

9.指出下列哪种因素对朗伯-比尔定律不产生偏差？ ( ) (1) 溶质的离解作用 (2) 杂散光进入检测器 (3) 溶液的折射指数增加 (4) 改变吸收光程长度

10.基于发射原理的分析方法是 ( ) (1) 光电比色法 (2) 荧光光度法 (3) 紫外及可见分光光度法 (4) 红外光谱法 11.在分子

CH2 CHCH2OCH3的电子能级跃迁中,下列哪种电子能级跃迁类型在该分子 ( )

中不发生

(1) ? →? * (2) ?→? * (3) n→? * (4) n→? *

12.双光束分光光度计与单光束分光光度计相比，其突出优点是 ( )

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(1) 可以扩大波长的应用范围 (2) 可以采用快速响应的检测系统 (3) 可以抵消吸收池所带来的误差 (4) 可以抵消因光源的变化而产生的误差 13.比较下列化合物的UV－VIS吸收波长的位置（λmax ）

ClOCCH3OCOOHCH3OO ( )

(a) (b) (C)

(1) a>b>c (2) c>b>a (3)b>a>c (4)c>a>b 14. 比较下列化合物的UV－VIS光谱λmax 大小

OHCH3CHOOCOOHCOOC2H5ClCH3 (b)(CH3)2NCl （ ）

N(CH3)2

(a) (C)

(1)a>b>c (2)c>a>b (3)b>c>a (4)c>b>a

15. 已知： h=6.63×10-34 J?s则波长为 0.01nm 的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV

16荧光分析法和磷光分析法的灵敏度比吸收光度法的灵敏度 ( ) (1) 高 (2) 低 (3) 相当 (4) 不一定谁高谁低 17.可见光的能量应为 ( ) (1) 1.24×104～ 1.24×106eV (2) 1.43×102～ 71 eV (3) 6.2 ～ 3.1 eV (4) 3.1 ～ 1.65 eV

二、填空题

1. 在分光光度法中, 以________为纵坐标, 以_______为横坐标作图, 可得光吸收曲

20

线.

浓度不同的同种溶液, 在该种曲线中其最大吸收波长_______，相应的吸光度大小则_______.

2.紫外-可见分光光度法定量分析中,实验条件的选择包括____________________等方面。

3.在紫外-可见分光光度法中, 吸光度与吸光溶液的浓度遵从的关系式为___________ 而在分子荧光光谱法中, 荧光强度与浓度遵从的关系式为________________________

4.朗伯-比尔定律是分光光度法分析的基础,该定律的数学表达式为_____________。 该定律成立的前提是:(1)_________; (2) ________;(3)_______ 。

5.在分子荧光光谱法中, 增加入射光的强度, 测量灵敏度______________________ 原因是 __________________________

三、计算题

1.某化合物的最大吸收波长?max = 280nm，光线通过该化合物的 1.0×10-5mol/L 溶液时，透射比为 50％（用 2cm 吸收池），求该化合物在 280nm 处的摩尔吸收系数。

2. 某亚铁螯合物的摩尔吸收系数为12000 L/(moL·cm),若采用1.00cm的吸收池, 欲把透射比读数限制在0.200 至0.650 之间, 分析的浓度范围是多少?

3.配体ERIOX与Mg2+在pH=10.00条件下，生成1：1的有色配合物。现用光度法以 Mg2+滴定ERIOX溶液。滴定结果表明：在化学计量点处，〔Mg-ERIOX〕＝〔ERIOX〕 ＝5.0×10-7mol/L，计算Mg配合物的生成常数。 4.试计算化合物（如下式）的最大紫外吸收波长。

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四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1. 下面为香芹酮在乙醇中的紫外吸收光谱, 请指出二个吸收峰属于什么类型, 并根 据经验规则计算一下是否符合?

2..请画出紫外分光光度法仪器的组成图（即方框图），并说明各组成部分的作用？3. 请将下列化合物的紫外吸收波长?max值按由长波到短波排列, 并解释原因。 (1) CH2=CHCH2CH=CHNH2 (2) CH3CH=CHCH=CHNH2 (3) CH3CH2CH2CH2CH2NH2

4.指出下列化合物的紫外吸收波长, 按由长波到短波吸收波长排列.

CH3

(1)(2)(3)(4)

答案： 一、选择题

1. (3) 2. (4) 3. (3) 4. (3) 5. (2) 6. (4) 7. (3) 8. (2) 9 (4) 10 (2) 11. (4) 12 (4) 13. (4) 14. (2) 15. (3) 16. (1) 17. (4)

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二、填空题 ( 共 5题 25分 ) 1.吸光度 波长 不变 不同

2. 波长、狭缝宽度、吸光度值（有色物的形成）、溶液的pH 、显色剂用量、显色 反应时间、温度、有色化合物的稳定性、掩蔽干扰。

3. .A=?bc ( 或吸光度与浓度呈正比 ) If=2.303?fI0?bc ( 或荧光强度与浓度呈正比 )

4. A＝－lgT＝?bc； 入射光是单色光； 吸收发生在均匀的介质中； 吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。

5.1.增加( 或提高, 或增大 ) 2.荧光强度与入射光强度呈正比

三、计算题 ( 共 4题 20分 ) 1.[答] A = ?bc , 而 A = -lgT ?= -lgT/bc = -lg0.50/(1.0×10-5×2 )

= 1.5×104

2.[答]c＝－lgT／（?b）

c1＝-lg0.200／（12000×1.00）＝5.82×10-5（mol／Ｌ） c2＝－lg0.650／（12000×1.00）＝1.56×10-5（mol／Ｌ） 故范围为: 1.56×10-5～5.82×10-5（mol／Ｌ） 3. ERIOX与M g2＋生成1：1的配合物，故 K生成＝[Mg－ERIOX]/{[Mg2＋][ERIOX]}

在化学计量点时[Mg-ERIOX]＝[ERIOX]＝5.0×10－7mol/L 因此， [Mg2＋]＝5.0×10 －7mol/ L

K生成＝5.0×10－7/( 5.0×10－7×5.0×10-7)＝2.0×106 4.[答]根据 WoodWard-Fieser 规则计算

23

母体基 215 nm ?- 取代 12 延长共轭双键 30 _______________________ 257 nm

四、问答题

1. [答] 吸收较大的峰为C=C的?─→?*跃迁, 较小的吸收峰为C=O的n─→?*跃迁. 215nm + 10nm + 12nm =237nm(C=C-C=O) (?-取代) (?-取代)计算结果谱图吻合. 2[答]

┏━━━┓ ┃参 比 ┃

┗━━━┛ 或读数指示器 ┏━━┓ ┏━━━┓ ┏━━┓ ┏━━━┓ ┏━━━┓ ┃光源┃→┃单色器┃→┃试样┃→┃检测器┃→┃记录器┃ ┗━━┛ ┗━━━┛ ┗━━┛ ┗━━━┛ ┗━━━┛ 作用：

光源：较宽的区域内提供紫外连续电磁辐射。 单色器：能把电磁辐射分离出不同波长的成分。 试样池：放待测物溶液 参比池：放参比溶液

检测器：检测光信号（将光信号变成电信号进行检测） 记录器：记录并显示成一定的读数。

3. [答] CH3CH=CHCH=CHNH2 > CH2=CHCH2CH=CHNH2 > CH3CH2CH2CH2CH2NH2

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4.

CH3>>> [答]

分子发光分析

一、选择题

1.根据下列化合物的结构，判断那种物质的荧光效率最大？（ ） （1）苯 （2）联苯（3）对联三苯（4）9-苯基蒽 2.比浊法与拉曼光谱法的共同特点在于（ ） （1） 光源 （2）单色器（3）散射光源（4）检测器

3.欲测定污水中痕量三价铬与六价铬应选用下列那种方法？（ ） （1）原子发射光谱法 （2）原子吸收光谱法 （3）荧光光度法 （4）化学发光法

4.若需测定生物中的微量氨基酸应选用下列那种方法？（ ）

（1）荧光光度法 （2）化学发光法 （3）磷光光度法 （4）X荧光光谱法

二、问答题

1.试比较分子荧光和化学发光

2.简述瑞利散射与拉曼散射的区别。 答案： 一、选择题

1.（4） 2.（3） 3.（4） 4.（1） 二、问答题

1.试比较分子荧光和化学发光

解 ：分子荧光是由于分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量跃迁至激发态，再以无辐射弛豫转入第一电子激发态的最低振动能级，然后跃迁回基态的各个振动能级，并产生辐射。

化学发光是由于分子的外层电子在化学能的作用下使分子处于激发态，再以无辐射弛豫转入第一电子激发态的最低振动能级，然后跃迁回基态的各个振动能级，并产生辐射。

它们的区别是在于能源不同前者是辐射能，后者是化学能。它们均为分子外层电子跃迁，产生的光辐射为紫外或可见光。 2.简述瑞利散射与拉曼散射的区别。

解： 分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量使电子激发至基态中较高的振动能级，在10-12s左右跃回原能级并产生光辐射，这种发光现象称为瑞利散射。

分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量使电子激发至基态中较高的振动能级，在10-12s左右跃回原能级附近的能级并产生光辐射，这种发光现象称为拉曼散射。 两者皆为光子与物质的分子碰撞时产生的，瑞利散射基于碰撞过程中没有能量交换，故其发光的波长仅改变运动的方向，产生的光辐射与入射光波长相同称为弹性碰撞。

拉曼散射基于非弹性碰撞，光子不仅改变运动的方向，而且有能量交换，故其发

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光的波长与入射光波长不同。

红外吸收光谱法

一、选择题

1.在含羰基的分子中，增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带 ( ) (1) 向高波数方向移动 (2) 向低波数方向移动 (3) 不移动 (4) 稍有振动

2. 红外吸收光谱的产生是由于 ( ) (1) 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (2) 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (3) 分子振动-转动能级的跃迁 (4) 分子外层电子的能级跃迁

3. 色散型红外分光光度计检测器多用 ( ) (1) 电子倍增器 (2) 光电倍增管 (3) 高真空热电偶 (4) 无线电线圈

4.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1) 玻璃 (2) 石英 (3) 卤化物晶体 (4) 有机玻璃

5.一个含氧化合物的红外光谱图在3600～3200cm-1有吸收峰, 下列化合物最可能 的是 ( ) (1) CH3－CHO (2) CH3－CO-CH3 (3) CH3－CHOH-CH3 (4) CH3－O-CH2-CH3

6. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( ) (1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 3

7. 下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( ) (1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的, 非极性分子的各种振动都不是红外活性的

(2) 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的

(3) 分子的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动

(4) 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是

8. 羰基化合物中, C=O伸缩振动频率最高者为 ( )

ORCOF C R )2(OCl C R )3( O CBr R )4(R )1(

9.用红外吸收光谱法测定有机物结构时, 试样应该是 ( ) (1) 单质 (2) 纯物质 (3) 混合物 (4) 任何试样

10 以下四种气体不吸收红外光的是 ( )

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(1)H2O (2)CO2 (3)HCl (4)N2

11. 红外光谱法, 试样状态可以是 ( ) (1) 气体状态 (2) 固体状态

(3) 固体, 液体状态 (4) 气体, 液体, 固体状态都可以

12. 双原子分子在如下转动情况下 (如图)，转动不形成转动自由度的是 ( )

13.若C=C键的力常数是1.0×10N/cm, 则该键的振动频率是(?C=C=1.0×10-23g) ( ) (1)10.2×1013HZ (2) 7.7×1013HZ (3) 5.1×1013HZ (4) 2.6×1013HZ

二、填空题 ( 共 5题 25分 )

1. 用488.0nm波长的激光照射一化合物, 观察到529.4nm和452.7nm的一对拉曼线. 前

者是__________线, 强度较_____; 后者是__________线, 强度较______. 计算的拉曼位移

是____________cm-1.

2. 在分子的红外光谱实验中, 并非每一种振动都能产生一种红外吸收带, 常常是实际吸收

带比预期的要少得多。其原因是(1)_______; (2)________; (3)_______; (4)______。 3.在苯的红外吸收光谱图中

(1) 3300～3000cm-1处, 由________________________振动引起的吸收峰 (2) 1675～1400cm-1处, 由________________________振动引起的吸收峰 (3) 1000～650cm-1处, 由________________________振动引起的吸收峰 4.乳化剂OP-10的化学名称为:烷基酚聚氧乙烯醚,

C8H17OCH2CH2O10H 化学式:

?R谱图中标记峰的归属:a_____, b____, c______, d____。

ON5.化合物 的红外光谱图的主要振动吸收带应为:

(1)3500～3100 cm-1处, 有 ___________________ 振动吸收峰 (2)3000～2700 cm-1处, 有 ___________________ 振动吸收峰 (3)1900～1650 cm-1处, 有 ___________________ 振动吸收峰 (4)1475～1300 cm-1处, 有 ___________________ 振动吸收峰

三、计算题

1. 计算乙酰氯中C=O和C-Cl键伸缩振动的基本振动频率(波数)各是多少? 已知化学键

27

力常数分别为12.1 N/cm.和3.4N/cm.。

2. 在烷烃中 C－C、C＝C、C≡C 各自伸缩振动吸收谱带范围如下，请以它们的最高 值为例，计算一下单键、双键、三键力常数 k 之比。 C－C 1200～800 cm-1

C＝C 1667～1640 cm-1 C≡C 2660～2100 cm-1

3.已知醇分子中 O－H 伸缩振动峰位于 2.77?m，试计算 O－H 伸缩振动的力常数。

C4. 在环戊酮分子中，由于

CO的振动，在1750cm－1有一个强吸收带，假定该吸收

O带是基频带，计算环戊酮中的力常数（?C＝O＝1.2×10-23g）。

四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1. 某化合物的红外谱图如下。试推测该化合物是否含有羰基 (C＝O)，苯环及双键 (＝C＝C＝)？为什么？

OH2

NO2.邻硝基苯酚 在1.0mol/L溶液与0.5mol/L溶液中OH伸缩振动频率发生什么变

化?为什么?

3. 简单说明下列化合物的红外吸收光谱有何不同? A. CH3-COO-CO-CH3 B. CH3-COO-CH3 C. CH3-CO-N(CH3)2

4. 有一经验式为 C3H6O 的液体，其红外光谱图如下，试分析可能是哪种结构的化合物。

28

答案：

一、选择题

1. (2) 2. (3) 3. (3) 4. . (3) 5 (3) 6. (1) 7. (3) 8. (2) 11. (4) 12. (3) 13. (3)

二、填空题

1. Stokes线 高 反Stokes线 低 1600 2. 某些振动方式不产生偶极矩的变化，是非红外活性的； 由于分子的对称性，某些振动方式是简并的； 某些振动频率十分接近，不能被仪器分辨；

某些振动吸收能量太小，信号很弱，不能被仪器检出。 3.Ar-H伸缩 C=C伸缩(苯的骨架) Ar-H弯曲 4.a峰为?OH，b峰为?CH，c峰为?C＝C，d峰为?C－O－C。 5. N-H伸缩 C-H伸缩 C=O伸缩 C-H伸缩

三、计算题 1.[答σ =1/(2?c)(k/?)1/2

σ =1307(k/?)1/2

? ? (C=Cl)=8.97

σ =1307×(12.1/6.86)1/2 = 1307×1.33 =1738cm-1 σ =1307×(3.4/8.97)1/2 = 1307×0.616 =805cm-1

9. (2) 10 (4) 29

2.[答]

1 k σ= ───(────)1/2 2?c

?

波数之比为 (k)1/2 之比

σ(单) : σ(双) : σ(三) = (k1)1/2 : (k2)1/2 : (k3)1/2 1200 : 1667 : 2260 = (k1)1/2 : (k2)1/2 : (k3)1/2 k1 : k2 : k3 = 1.0 : 1.91 : 3.6 3.[答]∵σ-1

) = 1307(k/?)1/2

而

σ(cm-1) = 104/?，

-H 的折合质量 ? = 16/(1+16) = 0.9412

104/? = 1307(k/?)1/2

k = (104/1307×2.77)2×0.9412 = 7.18 N/cm 4. 根据

四、问答题

1.[答]1745 cm-1 有强吸收峰，说明有羰基 ( C = O )

3000 ～ 3100 cm-1，1600 cm-1，1500 cm-1 无吸收，说明不含苯环

30

3000 ～ 3100 cm-1无吸收，说明不含双键 ( = C = C = )。 2. [答]不变化

邻硝基苯酚在上述两个浓度溶液中都生成了分子内氢键, 分子内氢键不受溶液浓度 的影响.

3.[答](1) A在1900～1650cm-1有两个C=O伸缩振动吸收峰(振动的偶合) B, C在1900～1650cm-1只有一个C=O伸缩振动吸收峰 (2) B的C=O吸收峰在波数高的位置 C则在波数相对较低的位置 4.[答] (1) 先分析不饱和度, 说明有双键存在 Ω = 1/2 [ 3(4-2) + 6(1-2) + 1(2-2) + 2 ] = 1 (2) 分析特征吸收峰

A. 3650～3100 cm-1 有一宽峰，说明有 O - H 伸缩振动 B. 2900 cm-1 有一强吸收峰说明有饱和 C - H 伸缩振动 C. 1680 cm-1 有一中强峰说明有 C = C 伸缩振动 D. 1450 cm-1 有一大且强吸收峰说明 CH3或 CH2存在 E. 1300～1000 cm-1 有三个峰说明有 C - O 伸缩振动 F. 900 cm-1 左右有峰为 = CH2面外摇摆吸收峰 (3) 据上面分析得出这是 CH2= CH - CH2OH (烯丙醇) (不会是丙烯醇，因为乙烯式醇均不稳定) 第八章 核磁共振波谱法 一、选择题

1.核磁共振波谱法中乙烯, 乙炔, 苯分子中质子化学位移值序是 (1) 苯 > 乙烯 > 乙炔 (2) 乙炔 > 乙烯 > 苯 (3) 乙烯 > 苯 > 乙炔 (4) 三者相等

( ) 31

2. 在下列因素中, 不会使( )

(1) 磁场不均匀 (2) 增大射频辐射的功率 (3) 试样的粘度增大

NMR谱线变宽的因素是

(4) 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大

3. 将5B(其自旋量子数I=3/2) 放在外磁场中，它有几个能态 ( ) (1) 2 (2) 4 (3) 6 (4) 8 4. 自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子, ?Li =3.2560, ?B=2.6880, ?As =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序 为( )

(1) BLi>BB>BAs (2) BAs>BB>BLi (3) BB>BLi>BAs (4) BLi>BAs>BLi 5.在 O - H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) (1) 2 (2) 1 (3) 4 (4) 3

6. 下列化合物的1HNMR谱, 各组峰全是单峰的是 ( ) (1) CH3-OOC-CH2CH3 (2) (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 (3) CH3-OOC-CH2-COO-CH3

(4) CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3 7. 在下面四个结构式中

(1) HRCCH3H(2)CH3HCCH3H(3)CH3HCCH3CH3(4)HHCHH11

哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数？

8. 下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是 ( )

32

HHCHHRHCR(b)RRHHCH(c)HRHHCR(d)H 9.

(a) 豫

过

程

核磁共振的弛是

( )

(1) 自旋核加热过程

(2) 自旋核由低能态向高能态的跃迁过程

(3) 自旋核由高能态返回低能态, 多余能量以电磁辐射形式发射出去 (4) 高能态自旋核将多余能量以无辐射途径释放而返回低能态

10.一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰, 其中一个是单峰, 一组是二重峰, 一

组

是

三

重

峰

.

该

化

合

物

是

下

列

结

构

中

的

( )

CH3(a)(c)O2NCH3NO2NO2CH3NO2(d)NO2O2N(b)CH3NO2NO2

11. 自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子, ?Li =3.2560, ?B=2.6880, ?As =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序 为( )

(1) BLi>BB>BAs (2) BAs>BB>BLi (3) BB>BLi>BAs (4) BLi>BAs>BLi

33

12. 化合物CH3COCH2COOCH2CH3 的1HNMR谱的特点是( ) (1) 4个单峰 (2) 3个单峰, 1个三重峰

(3) 2个单峰 (4) 2个单峰, 1个三重峰和1 个四重峰

13. 用核磁共振波谱法测定有机物结构, 试样应是 ( ) (1) 单质 (2) 纯物质 (3) 混合物 (4) 任何试样

二、填空题

1. 苯、乙烯、乙炔、甲醛,其1H化学位移值?最大的是_______最小的是_________,13C的

?值最大的是_________最小的是____________。 2.0化合物C12H14O2,在其1HNMR谱图上有下列数据: (1)3组峰a,b,c

(2)?a=7.69为峰形复杂邻位二取代苯的峰 ?b=4.43,四重峰 ?c=1.37,三重峰

(3)峰面积之比为a:b:c=2：2：3，其结构式为_______________。

3. NMR法中影响质子化学位移值的因素有：__________，___________，__________ ， ， 。

4. 1H 的核磁矩是2.7927核磁子, 11B的核磁矩是2.6880核磁子, 核自旋量子数为3/2，在

1.000T 磁场中, 1H 的NMR吸收频率是________MHz, 11B的自旋能级分裂为_______个, 吸

收频率是________MHz

(1核磁子=5.051×10-27J/T, h=6.626×10-34J?s)

5. 化合物C6H12O,其红外光谱在1720cm-1附近有1个强吸收峰，1HNMR谱图上,

34

有两组单峰?a=0.9, ?b=2.1,峰面积之比a:b =3:1, a为_______基团, b为_________基团,

其结构式是__________________。 三、计算题 ( 共 4题 20分 )

1. 当采用90MHz频率照射时, TMS和化合物中某质子之间的频率差为430Hz, 这个质子

吸收的化学位移是多少?

2. 防落素（对氯苯氧乙酸）是一种植物生长刺激素，一般合成物有两种异构体：

Cl OC2 COOOC2 COOCl

对位（p） 邻位（o）

其中有效成分是对位异构体。从某批合成产物的1HNMR谱图中得到如下数据： ?＝4.75和?＝4.88为两个化合物中的，其高

h对＝24个单位，h邻＝17个单位。求对位异构体的含量。

3.13C在外磁场中，磁场强度为2.3487T，用25.10MHz射频照射，产生核磁共振信号， 问13C的核磁矩为多少核磁子？（1核磁子单位＝5.05×10-27J·T－1， h=6.63×10-34J·s）

4. 磁场强度为1.4092T，求质子两个能级能量之差，在相同条件下1H与13C两能级能量

差之比为多少？

（?H＝2.793核磁子，?C＝0.7023核磁子，1核磁子＝5.05×10-27J·T－1) 四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1. 试推测分子式为C3H6Cl2, 且具有下列NMR谱数据的化合物结构.

35

CH2的单峰，这两个峰的半高宽是一样

? 质子数 信号类型 2.2 2 五重峰 3.8 4 三重峰

2. 下列环烯中, 能产生核磁共振信号的质子, 各有几种类型?请用a,b,c,d标在下列结构 式上。

132

3. 只有一组1H-NMR谱图信号和特定分子式的下列化合物, 可能的结构是什么? (1) C2H6O (2) C3H6Cl2 (3) C3H6O

4. 一个沸点为72OC的碘代烷, 它的1H-NMR谱: ?=1.8(三重峰, 3H)和3.2(四重峰, 2H)试

推测其结构并加以说明。 答案： 一、选择题

1. (1) 2. (2) 3. (2) 4. (2) 5. (2) 6. (3) 7. (3) 8. (2) 9. (4) 10. (b) 11. (2) 12. (4) 13. (2) 二、填空题

1. 甲醛； 乙炔； 甲醛； 乙炔。

2.a为二取代苯基，b为两个亚甲基－CH2－，c为两个甲基－CH3，

36

O C CH CH 2 3 CC CH CH 2 3 甲基与亚甲基相连，?b、?c较大与

O相连，所以结构式是：

O 3. 诱导效应； 共轭效应； （或以上两条合并成“电子效应”也可以） 磁各向异性效应； 氢键的生成； 溶剂效应。 4.42.58 4 13.66

5. 叔丁基中的三个甲基CH3－； CH3C＝O中甲基；

CH3OCH3CCCH3 结构式是：CH3

三、计算题

1.? =?? / ?o×106 =(430×106)/(90×106) =4.78 2.根据两个单峰的半高宽一样

ω(p)=h对/(h对+h邻)=24/(24+17)=58.5% 3.根据

4. (1)1H两能极能量之差：

四、问答题

37

1. ? 2.2, 2H 五重峰 说明有4个等价的邻接H, 故该化合物结构为: CH2(CH2Cl)2

baaabbbb2. （1）

b 两种类型

abb （2）

caa 两种类型

ba （3）

cb 三种类型

HHCH3. (1) C2H6O 为CH3-O-CH3

ClCClHCHH (2) C3H6Cl2为

(3) C3H6O 为CH3-CO-CH3

4. δ=1.8(三重峰, 3H)和3.2(四重峰, 2H) , 这两个结合是典型的乙基峰, 而且该化合物沸 点低.

该结构为: CH3CH2?

(只写对结构 3分, 解释 2 分)

质谱法

一、选择题

1 按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为 ( ) (1) 苯 > 共轭烯烃 > 酮 > 醇 (2) 苯 > 酮 > 共轭烯烃 > 醇 (3) 共轭烯烃 > 苯 > 酮 > 醇

38

(4) 苯 > 共轭烯烃 > 醇 > 酮

O2. 化合物CH3 C C3H7在质谱图上出现的主要强峰是

（ ）

（1） m/z 15 （2）m/z 29 （3）m/z 43 （4）m/z 71 3. 溴己烷经?均裂后, 可产生的离子峰的最可能情况为:

( )

(1) m/z93 (2) m/z93和m/z95 (3) m/z71 (4) m/z71和m/z73 4.在C2H5F中, F对下述离子峰有贡献的是 ( ) (1) M (2) M+1 (3) M+2 (4) M及M+2

5. 某化合物的MS图上出现m/e74的强峰，?R光谱在3400～3200cM-1有一宽峰，1700～

1750cM-1有一强峰，则该化合物可能是 （1）R1－（CH2）3－COOCH3 （2）R1－（CH2）4－COOH （3）R1－（CH2）2－CH－COOH | CH3 （4）（2）或（3）

6. 下列化合物含 C、H或O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数？( ) (1) C6H6 (2) C6H5NO2 (3) C4H2N6O (4) C9H10O2 7. 在下列化合物中, 何者不能发生麦氏重排? ( )

（ ）

39

(1)(2)(3)(4)

8. 用质谱法分析无机材料时，宜采用下述哪一种或几种电离源?

（ ）

（1）化学电离源 （2） 电子轰击源 （3） 高频火花源 （4） （2）或（3） 9某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰, 则该化合物不可能为 ( ) (1) 醚 (2) 醇 (3) 胺 (4) 醚或醇 . 10一种酯类(M=116), 质谱图上在m/z57(100%), m/z29(27%)及m/z43(27%)处均有 离子峰, 初步推测其可能结构如下, 试问该化合物结构为 ( ) (1) (CH3)2CHCOOC2H5 (2) CH3CH2COOCH2CH2CH3 (3) CH3(CH2)3COOCH3 (4) CH3COO(CH2)3CH3

11.某化合物相对分子质量M=142, 其质谱图如下左, 则该化合物为 ( )

(1) 正癸烷 (2) 2,6-二甲基辛烷 (3) 4,4-二甲基辛烷 (4)3-甲基壬烷

CH35C6CH33CH24CH3CH31CH2212 3,3-二甲基戊烷：

受到电子流轰击后, 最容易断

40

3. 已知电极反应Zn2++ 2e-＝Zn的EθZn2+ ，Zn=-0.763V，Zn（CN）42-的稳定常数为5×1016。求电极反应 Zn（CN）42-+ 2e-＝Zn + 4 CN-的标准电极电位EθZn（CN）42-，Zn。

解：根据电极反应Zn2++ 2e-＝Zn，在化学反应Zn2+ + 4 CN-＝Zn（CN）42-建立平衡时，[CN-]

和[Zn（CN）42-]均等于时的电极电位，即为EθZn（CN）42-，Zn。 EθZn（CN）42-，Zn=EθZn2+，Zn

= EθZn2+，Zn + （0.059/2）lg[Zn2+] 已知 K稳= [Zn（CN）42-] /[Zn2+] [CN-]4＝5×1016 令[Zn（CN）42-] = [CN-]4=1 mol/L 则[Zn2+]=1/K稳=1/5×1016=2×10-17 mol/L

求得：EθZn（CN）42-，Zn=-0.763+（0.059/2）lg（2×10-17） =-0.763-0.493 =-1.26V

电位分析

一、选择题

1用银离子选择电极作指示电极，电位滴定测定牛奶中氯离子含量时，如以饱和甘汞电极作为参比电极，双盐桥应选用的溶液为（ ）

（1）KNO3 （2）KCl （3）KBr （4）K?

2.pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于 ( ) (1) 内外玻璃膜表面特性不同 (2) 内外溶液中 H+ 浓度不同 (3) 内外溶液的 H+ 活度系数不同 (4) 内外参比电极不一样

3. M1| M1n+|| M2m+ | M2在上述电池的图解表示式中，规定左边的电极为( ) (1) 正极 (2) 参比电极 (3) 阴极 (4) 阳极

4. 用离子选择电极标准加入法进行定量分析时，对加入标准溶液的要求为 ( )

46

(1) 体积要大，其浓度要高 (2) 体积要小，其浓度要低 (3) 体积要大，其浓度要低 (4) 体积要小，其浓度要高

5.离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( ) (1) 估计电极的检测限 (2) 估计共存离子的干扰程度 (3) 校正方法误差 (4) 计算电极的响应斜率

6. 用氯化银晶体膜离子选择电极测定氯离子时，如以饱和甘汞电极作为参比电极，应选用

的盐桥为： ( ) (1) KNO3 (2) KCl (3) KBr (4) KI

7. 中性载体电极与带电荷流动载体电极在形式及构造上完全相同。它们的液态载体 都是可以自由移动的。它与被测离子结合以后，形成

（ ）

（1）带电荷的化合物，能自由移动 （2）形成中性的化合物，故称中性载体 （3）带电荷的化合物，在有机相中不能自由移动 （4）形成中性化合物，溶于有机相，能自由移动 8.pH玻璃电极产生酸误差的原因是 （1）玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀

（2）H+度高，它占据了大量交换点位， pH值偏低 （3）H+与H2O形成H3O+，结果H+降低， pH增高

（4）在强酸溶液中水分子活度减小，使H+ 传递困难，pH增高

9. 玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为 100，当钠电极用于测定1×10-5

mol/L Na+时，要满足测定的相对误差小于 1%，则试液的 pH 应当控制在大于( ) (1) 3 (2) 5 (3) 7 (4) 9

10.玻璃膜钠离子选择电极对钾离子的电位选择性系数为 0.002，这意味着电极对钠

47

（ ）

离子的

敏感为钾离子的倍数是 ( ) (1) 0.002 倍 (2) 500 倍 (3) 2000 倍 (4) 5000 倍

11. 钾离子选择电极的选择性系数为

potKK?1.8?10?6?,Mg2?，当用该电极测浓度为1.0×

10-5mol/L K+，浓度为 1.0×10-2mol/L Mg溶液时，由 Mg引起的 K+测定误差为( ) (1) 0.00018% (2) 134% (3) 1.8% (4) 3.6%

12.碘化银晶体膜电极在测定氰离子时，其电极电位（ ） （1）随试液中银离子浓度的增高向负方向变化 （2）随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 （3）随试液中氰离子浓度的增高向负方向变化 （4）与试液中银离子浓度无关 13.氨气敏电极的电极电位

（ ）

（1）随试液中NH4+ 或气体试样中NH3的增加而减小 （2）与（1）相反 （3）与试液酸度无关

（4）表达式只适用于NH4+试液 二、填空题

1.正负离子都可以由扩散通过界面的电位称为______, 它没有_______性和______性, 而渗透膜, 只能让某种离子通过, 造成相界面上电荷分布不均, 产生双电层,形成______电位。

2. 用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F-浓度时, 对较复杂的试液需要加入____________试剂, 其目的有第一________;第二_________;第三___________。 3. 用直读法测定试液的pH值, 其操作定义可用式_____________________来表示。

48

用pH

玻璃电极测定酸度时, 测定强酸溶液时, 测得的pH比实际数值_______, 这种现象称为

________。测定强碱时, 测得的pH值比实际数值______, 这种现象称为__________。

4. 由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中________是电荷的传递者, ________是

固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是________________, 内参比电极由

_____________________组成。

5. 在电化学分析方法中, 由于测量电池的参数不同而分成各种方法:测量电动势为______;测量电流随电压变化的是_____,其中若使用_______电极的则称为______; 测量电阻的方法称为__________;测量电量的方法称为_________。

6 电位法测量常以____________________作为电池的电解质溶液, 浸入两个电极, 一个是

指示电极, 另一个是参比电极, 在零电流条件下, 测量所组成的原电池______________。 三、计算题

1.用氟离子选择电极测定某一含F－的试样溶液50.0mL，测得其电位为86.5mV。加入 5.00×10－2mol/L氟标准溶液0.50mL后测得其电位为68.0mV。已知该电极的实际斜

率为 59.0mV/pF，试求试样溶液中F－的含量为多少（mol/L）？

2. 氟离子选择电极的内参比电极为Ag－AgCl，E θA g/AgCl=0.2223V。内参比溶液为

－5 0.10mol/LNaCl和1.0×10－3mol/LNaF，计算它在1.0×mol/LF－，pH＝7的试液

PotK 中，25C时测量的电位值。[F?,OH??0.10]

o

49

potKi,3. 由 AgCl - Ag2S 混晶膜制成的氯离子选择电极，已知其选择性系数j分别为：

potKCl?,NO?3= 1×10

-5

potKCl?,SO42?= 5×10-5

potpot2KK?? Cl,Br= 3×10 Cl?,I?= 2×106

试回答在测定 [Cl-] = 1×10-4 mol/L 时，如果允许误差为 5%，若共存KNO3或 K2SO4时，

物质的最大容许浓度是多少？ 四、问答题 ( 共 4题 20分 )

1. 用离子选择性电极测定离子活度时，若使用标准加入法，试用一种最简单方法求出电极

响应的实际斜率。

2. 根据1976年?UPUC推荐，离子选择性电极可分为几类，并举例说明。 3 简述使用甘汞电极的注意事项。

4 为什么测量一电池的电动势不能用一般的电压表？应用什么方法测量之？ 答案： 一、选择题

1. (1) 2. (1) 3. (4) 4. (4) 5. (2) 6. (1) 7. (1) 8. (4) 9. (4) 10 (2) 11. (3) 12. (3) 13. (1) 二、填空题 ( 共 5题 25分 )

1.扩散电位； 强制； 选择； Donnan。 2. 总离子强度调节剂（TISAB）；

维持试样与标准试液有恒定的离子活度；

使试液在离子选择电极适合的pH范围内，避免H＋或OH－干扰； 使被测离子释放成为可检测的游离离子。 3.

pHX?pHS?EX?ES0.0592； 偏高； 酸差； 偏低； 碱差或钠差。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/upu8.html