仪器分析习题完整篇1.docx

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仪器分析习题完整篇1

第十一章光学分析概论

一、内容提要

根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用建立起来的一类仪器分析方法，统称为光学分析法。

电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光子流，具有波粒二象性。

电磁辐射按照波长顺序的排列称为电磁波谱，电磁辐射与物质的相互作用是普遍发生的复杂的物理现象。

由于各区电磁辐射能量不同，与物质相互作用遵循的机制不同，因此所产生的物理现象亦不同，由此可建立各种不同的光学分析方法。

二、习题

（一）判断题

（）1．从本质上而言，质谱应属于波谱范畴。

（）2．化合物的可见-紫外吸收光谱，主要是由分子中价电子的跃迁而产生。

（二）单选题

1．属于非光谱分析法的是（）

A．UVB．IRC．X-rayD．AASE．NMR

2．属于光谱分析法的是（）

A．比浊法B．折射法C．旋光法D．红外吸收法E．X-射线衍射法

（三）多选题

1．属于光谱法的是（）

A．UVB．IRC．AASD．MSE．X-ray

2．属于非光谱分析法的是（）

A．UVB．IRC．X-rayD．CDE．AES

（四）名词解释

1．吸收光谱法

2．发射光谱法

三、参考答案

（一）判断题

1．×2．√

（二）单选题

1．C2．D

（三）多选题

1．ABC2．CD

（四）名词解释

略

第十二、三章紫外-可见分光光度法

一、内容提要

吸收光谱中有两个重要的参数，即透光率与吸收度。

光吸收定律（Lambert-Beer定律），是分光光度法定量分析的理论基础。

它的物理意义为：

在一定条件下，溶液的吸收度与吸光物质的浓度、液层厚度的乘积成正比。

其数学表达式为：

A=KCl。

式中的K为吸收系数是吸光物质的特征常数，可作为吸收物质定性分析的依据和定量分析灵敏度的估量。

吸收系数因溶液浓度单位不同，有两种表达方式：

摩尔吸收系数，用ε表示，单位为L·mol－1·cm－1；百分吸收系数，用

表示，单位为100mL·g－1·cm－1。

光度法的误差，来源于一些引起偏离Beer定律的化学因素、光学因素及分光光度计的测量误差。

为减小误差，应使测量条件严格符合光吸收定律，并选择合适的参比溶液，控制吸收度读数范围在0.2~0.7之间。

无色或浅色物质的分析常需要用显色剂进行显色，显色反应条件的选择包括用量、酸度、温度、及显色时间等。

紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器及信号显示系统五部分组成。

近紫外区（200-400nm）的吸收光谱法已适用于药物的定量测定、定性鉴别及结构分析中。

在紫外吸收光谱中，吸收峰的位置及强度与化合物的结构有着密切的关系。

此外，所用溶剂的极性、pH值等对吸收光谱有显著影响。

化合物的结构不同跃迁类型也不同，因而有不同的吸收带。

紫外-可见分光光度常用的定量分析方法有标准曲线法、标准对照法、差示光度分析法，对于多组分混合物的含量测定，还有双波长法等。

本章重点是电子跃迁的类型、吸收带和定量分析方法的计算方法。

本章难点是影响紫外吸收光谱的因素。

二、习题

（一）判断题

（）1．光度分析中，选择测定波长的原则是：

“吸收最大，干扰最小”。

（）2．Lambert-Beer定律是物质吸光的定量依据，它仅适用于单色光。

因此，在光度分析中，所选用的单色光纯度愈高愈好。

（）3．用标准曲线法绘制A-C曲线，从曲线上查出样品溶液中被测组分的浓度比用线性回归方程，从方程中计算样品中被测组分的浓度更准确更客观。

（）4．产物与显色剂的最大吸收波长的差别在60nm以上时，才能选用该显色剂。

（）5．化合物的可见—紫外吸收光谱，主要是由分子中价电子的跃迁而产生。

（）6．饱和烃化合物的σ→σ*跃迁出现于远紫外区。

（）7．物质的紫外吸收光谱基本上是反映分子中发色团及助色团的特点，而不是整个分子的特性。

（）8．紫外光谱的谱带较宽，原因是其为电子光谱，包含分子的转动与振动能级的跃迁。

（）9．试剂空白就是与显色反应同样的条件取同样的试样溶液，不加显色剂所制备的溶液。

（二）单选题

1．符合Beer定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰（）

A．波长位置向长波方向移动，峰高值增加B．波长位置向短波方向移动，峰高值降低

C．波长位置不移动，但峰高值降低D．波长位置不移动，但峰高值增加

E．峰位、峰高均无变化

2．有两个完全相同的1cm厚度的比色皿，分别盛有甲、乙两种不同浓度同一有色物质的溶液，在同一波长下测得的吸收度分别为甲0.240，乙0.360，若甲的浓度为4.40×10－3mol/L，则乙的浓度为（）

A．2.20×10－3mol/LB．3.30×10－3mol/LC．4.40×10－3mol/LD．6.60×10－3mol/LE．8.80×10－3mol/L

3．分光光度法中，要使所测量的物质其浓度相对误差ΔC/C较小，宜选用的吸收度读数范围为（）

A．0~0.1B．0.1~0.2C．0.2~0.7D．0.7~1.0E．1.0~2.0

4．在分光光度计上用标准对照法测定某中药注射液中黄酮苷的含量，标准溶液浓度为0.02mg/mL，其吸收度为0.460，样品供试液吸收度为0.230，样品中黄酮苷含量为（）

A．0.01mg/mLB．0.02mg/mLC．0.05mg/mLD．0.1mg/mLE．0.2mg/mL

5．制备一条标准曲线，通常要测定（）

A．3个点B．3~4个点C．5~7个点D．8~10个点E．越多越好

6．下列化合物中能同时产生K、R、B三个吸收带的是（）

A．苯乙酮B．苯乙醇C．苯酚D．苯胺E．对-苯二酚

7．下列化合物在220~280nm范围内没有吸收的是（）

A．乙酸乙酯B．乙酰胺C．乙酰氯D．乙醇E．苯甲酸

8．下列各种类型的电子跃迁，所需能量最大的是（）

A．n→π*B．π→π*C．n→σ*D．π→σ*E．σ→σ*

9．下列各基团，不属于助色团的是（）

A．—OHB．—ORC．—NHRD．—NO2E．—Br

10．下列各基团，不属于发色团的是（）

A．C＝CB．C＝OC．—OHD．—COOHE．—NO2

11．下列除哪项外，均为影响显色反应的因素（）

A．显色剂的用量B．显色剂的摩尔质量C．反应时间

D．反应温度E．反应溶剂

12．可见分光光度计常用的光源是（）

A氢灯BNernst灯C硅碳棒D卤钨灯E氘灯

13．下列除哪项外，均为偏离Beer定律的光学因素（）

A离解B杂散光C散射光D反射光E非单色光

14．在CH2=CHCH=CH2分子中，其跃迁方式是（）

Aπ→π*；n→π*Bπ→π*；n→σ*Cσ→σ*；n→π*Dπ→π*En→π*

15．某共轭二烯烃在正已烷中的λmax为219nm，若改在乙醇中测定，吸收峰将（）

A红移B蓝移C峰位不变D峰高变高E峰高降低

16．CH2CHCHCH2分子中具有的吸收带是（）

AR带BK带CB带DE1带EE2带

（三）多选题

1．某物质在某波长处的摩尔吸收系数ε很大，则表明（）

A．光通过该物质溶液的光程很长B．该物质对某波长的光吸收能力很强

C．该物质溶液的浓度很大D．在此波长处，测定该物质的灵敏度较高E．在此波长处，测定该物质的灵敏度较低

2．分光光度计的种类和型号繁多，并且在不断发展和改进，但都离不开以下几个主要部件（）

A．光源B．单色器C．吸收池D．检测器E．记录仪

3．可见分光光度计的光源可用（）

A．钨丝灯B．卤钨灯C．低压氢灯D．氘灯E．氦灯

4．分光光度法测定中，使用比色皿时，以下操作正确的是（）

A．比色皿的外壁有水珠B．手捏比色皿的毛面C．手捏比色皿的磨光面

D．用卫生棉擦去比色皿外壁的水珠E．待测液注到比色皿的2/3高度处

5．标准曲线法在应用过程中，应保证的条件有（）

A．至少有5～7个点；B．所有的点必须在一条直线上；

C．待测样品浓度应包括在标准曲线的直线范围之内；

D．待测样品必须在与标准曲线完全相同的条件下测定，并使用相同的溶剂和显色系统E．测定条件变化时，要重新制作标准曲线。

6．可见分光光度计的单色器由以下元件组成（）

A．聚光透镜B．狭缝C．准直镜D．色散元件E．光闸门

7．能同时产生R、K、B吸收带的化合物是（）

A．CH2＝CH—CHOB．CH≡C—CHO

C．D．E．

8．下列关于紫外光谱的叙述正确的是（）

A．两个化合物相同，其紫外光谱应完全相同

B．紫外光谱完全相同的两个化合物，一定是同一化合物

C．两个化合物相同，其紫外光谱不一定相同

D．紫外光谱完全相同的两个化合物，不一定是同一化合物

E．以上均非

9．显色反应的类型有（）

A酸碱反应B沉淀反应C配位反应D氧化还原反应E缩合反应

10．影响显色反应的因素有（）

A显色剂的用量B溶液pHC反应时间D温度E显色剂的摩尔质量

11．偏离Beer定律的化学因素有（）

A解离B杂散光C反射光D溶剂化E散射光

12．偏离Beer定律的光学因素有（）

A解离B杂散光C反射光D溶剂化E散射光

13．分光光度法中消除干扰的方法有（）

A控制酸度B选择适当的解蔽剂C选择适当的测定波长

D选择适宜的空白溶液E利用生成显色配合物

14．分光光度法中常见的空白溶液有（）

A溶剂空白B试剂空白C试样空白D不显色空白E平行操作空白

15．影响紫外吸收光谱吸收带的因素有（）

A空间位阻B跨环效应C顺反异构D溶剂效应E体系pH值

（四）填空题

1.可见分光光度法主要应用于测定样品中的微量组分，其特点、、和。

其测定微量组分的相对误差一般为。

2．Lambert-Beer定律表达式：

A＝KlC，其中符号C代表，单位是，l代表，单位是，K称为；当C等于，l等于时，则K以符号表示，并称为摩尔吸收系数。

3．摩尔吸收系数可以衡量显色反应的灵敏度。

摩尔吸收系数的单位是。

百分吸收系数的单位是。

4．吸收光度法对显色反应的要求是：

、、、。

吸收光度法的显色剂用量一般都是通过来确定的。

5．对显色反应影响较大的重要因素有_______、________、_______、________等。

6．仪器分析中常见的空白溶液有________、________、_______、_________等。

7．测量某有色络合物的透光率时，若比色皿厚度不变，当有色络合物的浓度为C时，透光率为T，当其浓度稀释5倍时，其透光率为。

8．在以参比溶液调节仪器零点时，因为无法调至透光度为100%，只能调节至95%处，此时测得一有色溶液的透光度为35.2%，则该溶液的真正透光度为。

9．在紫外光区测试样品溶液所用的吸收池用材料制成；光源用灯。

10．紫外-可见分光光度计的种类和型号繁多，但它们的主要部件都是由、、

、和组成。

11．应用等吸收双波长消去法消除干扰组分的前提是。

12．跃迁类型相同的吸收峰，在可见紫外光区的位置称吸收带。

其中R带是由跃迁引起的；K带是由跃迁引起的；B带是类化合物的特征吸收带，是由_____的骨架振动与______内的π→π*的跃迁重迭所引起。

13．紫外吸收光谱是由跃迁产生的，属于电子光谱，因为还伴随着振动能级与转动能级的跃迁，所以紫外吸收光谱的谱带较宽，为状光谱。

14．如能提供合适的能量，甲醛分子可以发生、、

及等四种类型的电子跃迁。

15．物质的紫外吸收光谱基本上是反映分子中及的特征，而不是的特性。

影响有机化合物紫外光谱的主要因素有、、和。

16．物质的紫外吸收光谱是由分子中的跃迁所产生的。

在吸收光谱的最短波长（200nm）处，有一相当强度的吸收但不成峰形的部分，称为。

在吸收峰的旁边若出现小的曲折，则称为。

往往当测定物质含有杂质时，可使主峰产生。

吸收光谱的形状与吸收质点的结构、物理状态及测试条件等有密切的关系，所以，紫外吸收光谱的定性依据，主要是根据光谱图所提供的参数如、、和等。

（五）名词解释

1．显色剂

2．发色团

3．助色团

4．红移（长移或深色移动）

5．蓝移（短移或浅色移动）

6．浓色效应（吸收增强效应）

7．淡色效应（吸收减弱效应）

（六）简答题

1．物质对光的吸收程度可用哪几种符号表示，各代表什么含义？

2．什么是Lambert-Beer定律？

其物理意义是什么？

3．简述导致偏离Lambert-Beer定律的原因。

4．什么是吸收曲线？

制作吸收曲线的目的是什么？

5．分光光度法常用的定量分析方法有哪几种？

6．推测下列化合物含有哪些跃迁类型和吸收带。

（1）CH2＝CHOCH3

（2）CH2＝CHCH2CH2OCH3

（3）CH2＝CH—CH＝CH2—CH3

（4）CH2＝CH—CO—CH3

7．解释下列化合物在紫外光谱图上可能出现的吸收带及其跃迁类型。

（1）

（2）（3）（4）

（七）计算题

1．将下列各百分透光率（T%）换算成吸收度（A）

（1）32%

（2）5.4%（3）72%（4）52%（5）0.01%

2．每100mL中含有0.701mg溶质的溶液，在1.00cm吸收池中测得的百分透光率为40%，试计算：

（1）此溶液的吸收度

（2）如果此溶液的浓度为0.420mg/100mL，其吸收度和百分透光率各是多少？

3．取1.000g钢样溶解于HNO3，其中的Mn用KIO3氧化成KMnO4并稀释至100mL，用1.0cm吸收池在波长545nm测得此溶液的吸收度为0.700。

用1.52×10－4mol/LKMnO4作为标准，在同样条件下测得的吸收度为0.350，计算钢样中Mn的百分含量。

4．某化合物的摩尔吸收系数为13000L/（mol·cm），该化合物的水溶液在1.0cm吸收池中的吸收度为0.410，试计算此溶液的浓度。

三、答案

（一）判断题

1．√2．×3．×4.√5．√6．√7．√8．√

9．×

（二）单选题

1．C　2．D　3．C4．A　5．C6．A　　7．D　８．E　　9．D　20．C　　21．B　　22．D　23．A　24.D　25．A　　26．B　

（三）多选题

1．BD2．ABCDE3．AB4.BE5．ACDE6．BCDE7．CE8．AD

9．C.D.E10．A.B.C.D11．A.D12．B.C.E13．A.B.C.D14．A.B.C.D.E15．A.B.C.D.E

（四）填空题

1．灵敏度高、准确、简便、快速。

2~5％

2．有色物质溶液浓度，mol/L，光程，cm，吸光系数、1mol/L，1cm，ε

3．L·mol－1·cm－1，100mL·g－1·cm－1

4．灵敏度高、选择性好、稳定性好、显色剂在测定波长无明显吸收。

试验

5．显色剂的用量，溶液酸度，反应时间，温度、溶剂

6．溶剂空白，试剂空白，试样空白，不显色空白

7．T1/5

8．37.0％

解：

测量的相对误差为

真正的透光度＝35.2％＋（35.2×5％）＝37.0％

9．石英；氢（或氘）

10．光源，单色器，吸收池，检测器，信号显示及记录系统

11．具有相同的吸收度

12．n→π*；π→π*；芳香族；苯环；苯环

13．电子能级，带

14．σ→σ*、n→σ*、n→π*及π→π*

15．发色团，助色团，整个分子。

空间结构的影响、异构现象、溶剂效应、体系pH值影响

16.价电子，末端吸收，肩峰，肩峰，λmax、λmin、λsh，整个曲线的图形

（五）名词解释

略

（六）简答题

1．答：

物质对光的吸收程度可用吸收度A、透光率T和百分透光率T％表示。

lg（I0/It）称为吸收度A，透射光强度It与入射光强度I0之比，用T表示，它们之间的关系为：

2．答：

朗伯—比尔定律是光的吸收定律，它的文字表述为：

溶液的吸收度与溶液中有色物质的浓度及液层厚度的乘积成正比，它是分光光度法定量测定的依据，其数学表达式为A＝a•C•l。

3．答：

引起偏离的原因分为光学因素与化学因素两个方面。

例如，由于分光光度计单色器分光能力的限制，入射光是非单色光；光学元件的性能缺陷，杂散光的影响，比色皿端面的不平行，造成光程不一致；溶液本身的化学物理因素发生变化，从而使吸光物质的存在形式发生变化，导致该物质的吸收曲线改变；吸光质点对光的散射作用，比色皿内外界面对光的反射作用及溶剂、酸度、温度的变化及溶液浓度过高等，都可导致光吸收定律的偏离。

4．答：

依次将各种波长的单色光通过某一有色溶液，测量每一波长下有色溶液对该波长光的吸收程度，即吸收度A，然后以波长为横坐标，吸收度为纵坐标作图，得到一条曲线，称为吸收曲线。

制作吸收曲线的目的是确定某物质对光的吸收特征。

不同物质对光的吸收曲线形状不同，此特征可以作为物质定性分析的依据。

同时曲线上光吸收程度最大处所对应的波长称为最大吸收波长。

在定量分析中，一般选择λmax为测量波长。

5．答：

分光光度法常用的定量分析方法有标准曲线法、标准对照法和差示光度法。

标准曲线法是：

配制一系列不同浓度的标准溶液，在相同条件下分别测量其吸收度，以标准溶液浓度为横坐标，相应的吸收度为纵坐标，绘制A－C曲线，即为标准曲线，在相同条件下分别测定供试品溶液的吸收度，即可从标准曲线查出样品溶液中被测组分的浓度。

也可以将一系列标准溶液的浓度与相应的吸收度进行线性回归，求出回归方程，然后将供试品溶液的吸收度带入回归方程，计算供试品溶液中被测组分的浓度。

因该法更客观，目前多采用此法。

标准对照法是：

在相同条件下配制标准溶液和供试品溶液，在选定波长处，分别测其吸收度，根据光吸收定律计算供试品溶液中被测组分的浓度。

差示光度法是：

用一与供试品浓度接近的标准溶液，代替空白溶液作参比，与供试品溶液进行比较的方法。

6．解：

（1）CH2＝HC－O－CH3K带，λmax≈200nm

（π→π*）（n→σ*）

（2）CH2＝CHCH2CH2－O－CH3K带，λmax≈200nm

（π→π*）（n→σ*）

（3）CH2＝CH—CH＝CH2—CH3K带，λmax≈217nm

（π→π*）（π→π*）

（4）CH2＝CH—CO—CH3K带，λmax≈300nm

（π→π*）（n→π*）R带，λmax≈200nm

7．解：

（1）可能出现的吸收带为：

B带：

由苯环内的π→π*引起。

R带：

由n→π*引起。

E带：

苯环内三个乙烯基的环状共轭结构体系引起的π→π*跃迁。

K带：

芳环上的发色团取代。

（2）可能出现的吸收带为：

R带：

由n→π*引起。

K带：

芳环上的发色团取代。

（3）可能出现的吸收带为：

K带：

π→π*共轭，λmax红移。

（4）可能出现的吸收带为：

R带：

由n→π*跃迁引起。

K带：

由π→π*跃迁引起。

（七）计算题

1．解：

（1）

A＝－lgT＝－lg0.32＝0.495

（2）A＝－lgT＝－lg0.054＝1.268

（3）A＝－lgT＝－lg0.72＝0.143

（4）A＝－lgT＝－lg0.52＝0.284

（5）A＝－lgT＝－lg0.0001＝4

2．解：

（1）A＝－lgT＝－lg0.40＝0.398

（2）

C1＝0.420mg/100mL

C2＝0.701mg/100mLA2＝0.398

T%＝10－0.238×100％＝57.8％398

12

3．解：

（1）先求出测得的KMnO4的浓度

C1＝？

A1＝0.700

C2＝1.52×10－4mol/LA2＝0.350

（2）求Mn%

4．解：

A＝ε•C•l

第十四章红外分光光度法

一、内容提要

红外分光光度法（infraredspectrophotometryIR）是以红外区域电磁波连续光谱作为辐射源照射样品，记录样品吸收曲线的一种光学分析方法，又称红外吸收光谱法。

习惯上将红外线分为三个区域：

近红外区、中红外区、远红外区。

红外光谱是由成键原子振动能级跃迁所产生的吸收光谱。

对双原子分子而言，其任意两个振动能级的能量差△E表示为：

υ为化学键的振动频率，表示为：

它表明化学键的振动频率与化学键力常数、折合原子量有关。

但在实际测量中，υ往往受到邻近基团，甚至整个分子其它部分的影响，加上测定条件及物理样品状态的不同而发生变化。

因此，同一个官能团的特征吸收并不固定在一个频率上，而是在一定范围内波动。

红外光谱中引起峰位变化的因素通常包括基团间的诱导效应，共轭效应，空间效应，氢键，互变异构等。

光谱的制样技术包括压片法，液膜法，糊剂法等。

红外光谱在化学领域中应用最广的是根据红外吸收曲线的峰位，峰强及峰形判断化合物中是否存在某些官能团，并进而推断未知物的结构。

本章重点是吸收曲线的描述（峰数、峰位、峰强）及其影响因素，典型光谱（芳烃、羰基化合物），光谱解析方法。

其中光谱解析方法是本章的难点。

二、习题

（一）判断题

（）1．红外光谱的专属性、特征性很强，一些具有相同功能团的化合物，其紫外光谱具有相同的特征，而红外光谱则完全能加以鉴别。

（）2．中红外吸收光谱是分子的振—转光谱。

（）3．在研究分子结构时，拉曼波谱提供的信息与红外波谱的信息是互补的。

（）4．从结构

可知，其不饱和度为3。

（）5．非线性分子H2O，其基本振动形式有四种。

（）6．构成化学键的两原子电负性差越大，红外吸收峰的强度就越强。

（）7．紫外吸收光谱与红外吸收光谱都是分子光谱。

（二）单选题

1．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．微波D．红外线E．可见光

2．红外光谱的产生起源于（）

A电子激发B振动能级跃迁C转动能级跃迁D核激发E电子自旋激发

3．CO2分子没有偶极矩这一事实表明该分子是（）

A．以共价键结合的B．角形的C．线性的并且对称

D．非线性的E．以配位键结合的

4．CO2的振动自由度是（）

A．2B．3C．4D．5E．6

5．化合物C2H3OCl的不饱和度是（）

A．1B．2C．3D．4E．5

（三）多选题

1．下列化合物中，不能出现弯曲振动的是（）

A．HClB．CO2C．N2D．H2OE．CH4

2.叁原子分子的振动形式有（）

A．伸缩振动B．面内弯曲振动C．面外弯曲振动

D．对称弯曲振动E．不对称弯曲振动

3．影响分子偶极矩的因素是（）

A．成键两原子的电负性B．成键两原子的摩尔质量C．分子的对称性