2020年西安南大学[1175]《仪器分析》作业答案.docx

单项选择题1、可用来检测红外光的原件是.  热电偶.  硅二极管  .  光电倍增管.  光电管2、空心阴极灯内充的气体是.  少量的氖或氩等惰性气体  .  大量的氖或氩等惰性气体.  少量的空气.  大量的空气3、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.  紫外光.  红外光  .  可见光.  X射线4、质谱图中强度最大的峰，规定其相对丰度为100%，这种峰称为.  准分子离子峰.  基峰  .  分子离子峰.  亚稳离子峰5、分子的紫外可见吸收光谱呈带状光谱，其原因是.  分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁.  分子中价电子运动的离域性质.  分子中电子能级的跃迁伴随着振动，转动能级的跃迁  .  分子中价电子能级的相互作用6、关于MS，下面说法正确的是（     ）.  质量数最大的峰为分子离子峰.  A,B,C三种说法均不正确  .  质量数第二大的峰为分子离子峰.  强度最大的峰为分子离子峰7、在化合物CH3CH2CH2Cl中，质子存在的类型共为.  二类.  无法判断.  三类  .  四类8、色谱流出曲线中，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的.  理论塔板数.  扩散速度.  传质阻抗.  分配系数  9、色谱分析法中的定性参数是（       ）.  保留值  .  半峰宽.  峰面积.  基线宽度10、某化合物分子式为C6H14O, 质谱图上出现m/z59(基峰)m/z31以及其它 弱峰m/z73， m/z87和m/z102. 则该化合物最大可能为 .  E. 己醇-2.  乙基丁基醚  .  正己醇.  二丙基醚11、为测定某组分的保留指数，气相色谱法一般采取的基准物是 .  正构烷烃  .  正丁烷和丁二烯.  正庚烷.  苯12、分子式为C9H9ClO3的化合物，其不饱和度为（      ）.  4.  6.  5  .  213、某一含氧化合物的红外吸收光谱中，在33002500cm-1处有一个宽，强的吸收峰，下列物质中最可能的是.  CH3COCH3.  CH3CH2CH2OH.  CH3CH2CHO.  CH3CH2COOH  14、原子吸收光谱产生的原因是.  振动能级跃迁.  原子最外层电子跃迁  .  分子中电子能级跃迁.  转动能级跃迁15、高效液相色谱中，属于通用型检测器的是.  紫外检测器.  荧光检测器.  电导检测器.  示差折光检测器  16、下列四种化合物中，在紫外区出现两个吸收带的是.  B. 1，5-己二烯.  D. 乙醛.  2-丁烯醛  .  乙烯17、在气相色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于.  固定液的最高使用温度  .  样品中各组分沸点的平均值.  样品中沸点最高组分的温度.  固定液的沸点18、在溴己烷的质谱图中，观察到两个强度相等的离子峰，最大可能的是： .  m/z 为 15 和 29.  m/z 为 29 和 95.  m/z 为 95 和 93  .  m/z 为 93 和 1519、下列不适宜用核磁共振测定的核种是.  12C  .  15N.  31P.  19F20、CH3CH2Cl的NMR谱，以下几种预测正确的是 .  CH2中质子比CH3中质子屏蔽常数大.  CH2中质子比CH3中质子外围电子云密度小  .  CH2中质子比CH3中质子共振磁场高.  CH2中质子比CH3中质子共振频率高21、 根据范第姆特议程式，指出下面哪种说法是正确的.  最佳流速时，塔板高度最大.  最佳塔板高度时，流速最小.  最佳流速时，塔板高度最小  .  最佳塔板高度时，流速最大22、利用组分在离子交换剂（固定相）上亲和力不同而达到分离的色谱分析法为.  分配色谱法.  分子排阻色谱法.  吸附色谱法.  离子交换色谱法  23、在核磁共振中，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.  随原核而变.  不变.  逐渐变大  .  逐渐变小24、CH3CH2Cl的NMR谱，以下几种预测正确的是 .  CH2中质子比CH3中质子外围电子云密度小  .  CH2中质子比CH3中质子共振磁场高.  CH2中质子比CH3中质子屏蔽常数大.  CH2中质子比CH3中质子共振频率高25、最适于五味子中挥发油成分定性分析的方法是.  TLC.  LC-MS.  CE-MS.  GC-MS  26、塔板理论不能用于 .  塔板高度计算.  解释色谱流出曲线的形状.  塔板数计算.  解释色谱流出曲线的宽度与哪些因素有关  27、利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的色谱分析法称为.  吸附色谱法.  分配色谱法.  分子排阻色谱法  .  离子交换色谱法28、某化合物在质谱图上出现m/z 29，43，57等离子峰，IR图在1380，1460和1720cm-1位置出现吸收峰，则该化合物可能为.  烷烃.  醛.  醛或酮  .  酮29、若原子吸收的定量方法为标准加入法时，消除的干扰是.  基体干扰  .  光散射.  分子吸收.  背景吸收30、 在红外光谱分析中，用 KBr制作为试样池，这是因为 .  KBr 晶体在 4000400cm-1 范围内不会散射红外光.  在 4000400 cm-1 范围内，KBr 对红外无反射.  KBr 在 4000400 cm-1 范围内有良好的红外光吸收特性.  KBr 在 4000400 cm-1 范围内无红外光吸收  31、在以硅胶为固定相的薄层色谱中，若用某种有机溶剂为流动相，则在展开过程中迁移速度慢的组分是.  极性大的组分  .  极性小的组分.  挥发性大的组分.  挥发性小的组分多项选择题32、液液分配色谱中，对载体的要求是（      ） .  与固定相之间有着较大吸引力  .  多孔  .  惰性  .  对被测组分有一定吸附力33、质谱中常用的质量分析器有（       ） .  电磁式双聚焦质量分析器  .  Q  .  磁式单聚焦质量分析器  .  MALDI34、测试NMR时常用内标为TMS，它具有以下特点（      ） .  硅的电负性比碳小  .  结构对称，出现单峰  .  TMS质子信号比一般有机质子信号处于更高场  .  沸点低且易溶于有机溶剂  35、高效液相色谱中，选择流动相时应注意（         ） .  对被分离的组分有适宜的溶解度  .  黏度大.  与检测器匹配  .  与固定相不互溶  36、气相色谱中，影响组分容量因子的主要因素有（         ） .  固定液性质  .  柱长.  柱温  .  载气种类37、使质子化学位移值出现在低场的原因（       ） .  形成氢键  .  去屏蔽效应  .  屏蔽效应.  与电负性大的基团相连  38、醇类化合物形成氢键后，vOH吸收峰的特征表现为（        ） .  峰位向高频移动，且峰强变大.  峰位向低频移动，在33003500cm-1  .  形成氢键后vOH变为尖窄的吸收峰.  峰强增大，峰形变宽  39、气相色谱法中常用的载气有（       ） .  氦气  .  氮气  .  氧气.  氢气  40、属于色谱-质谱联用的技术是（       ） .  GC-FTIR.  LC-FTIR.  LC-MS  .  CE-MS  41、 高效液相色谱中，影响色谱峰扩展的因素是（      ）.  柱压效应  .  分子扩散项.  涡流扩散项  .  传质扩散项  42、在X射线，紫外光、红外光、无线电波四个电磁波谱区中，关于X射线的描述正确的是 .  波长最长.  波数最大  .  波长最短  .  频率最小主观题43、纸色谱法参考答案：纸色谱法是以滤纸作为载体，以吸着在纸纤维上的水或其他物质做固定液，以有机溶剂为展开剂，根据被分离物质在两相中分配系数不同而实现分离的色谱分析法。44、电泳参考答案：在电场的作用下，溶液中的带电粒子向电荷相反方向发生差速迁移的现象。45、高效液相色谱有哪几种定量方法，其中哪种是比较精确的定量方法，并简述之。参考答案：高效液相色谱的定量方法与气相色谱定量方法类似，主要有归一化法、外标法和内标法。其中内标法是比较精确的定量方法。它是将已知量的内标物加到已知量的试样中，在进行色谱测定后，待测组分峰面积和内标物峰面积之比等于待测组分的质量与内标物质量之比，求出待测组分的质量，进而求出待测组分的含量 46、 质谱法是纯物质鉴定的最有力工具之一，其中包括相对分子量测定、化学式的确定及结构鉴定等，在药物分析中经常要使用质谱法，请简述质谱图的谱图解析步骤参考答案：答：1）由分子离子峰获取相对分子质量及元素组成信息。除了相对分子质量之外，分子离子还提供如下信息：是否含奇数氮原子；含杂原子的情况；对于化学结构不是很复杂的普通有机物。2）根据分子离子峰和附近碎片离子峰的质荷比差值推测被测物的类别3）根据碎片离子的质量及所符合的化学通式，推测离子可能对应的特征结构片断或官能团。4）结合相对分子质量、不饱和度和碎片离子结构及官能团等的信息，合并可能的结构单元，搭建完整的分子结构。5）核对主要碎片离子。6）结合其他分析方法最终确定化合物的结构。如有必要可结合其它分析方法最终确定出化合物的结构。7）质谱图的计算机数据库检索。47、 试讨论影响HPLC分离度的各种因素，如何提高分离度？参考答案： (1) 色谱填充性能液相色谱柱分离性能的优劣，是由固定相粒度、柱长、由柱内径和填充状况决定的柱压降这三个参数度决定的。这三个参数度也决定了样品组分的保留时间，保留时间不仅与色谱过程的热力学因素k有关，还直接与决定柱效与分离度的柱性能参数及流动相的黏度有关，这些参数都是影响色谱分离过程动力学的重要因素。但在高效液相色谱中，分离柱的制备是一项技术要求非常高的工作，一般都是购买商品柱，很少自行制备。(2) 流动相及流动相的极性液相色谱中，改变淋洗液组成、极性是改善分离的最直接因素。液相色谱不可能通过增加柱温来改善传质。因此大多是恒温分析。流动相选择在液相色谱中显得特别重要，流动相可显著改变组分分离状况。(3) 流速流速大于0.5 cm/s时， Hu曲线是一段斜率不大的直线。降低流速，柱效提高不是很大。但在实际操作中，流量仍是一个调整分离度和出峰时间的重要可选择参数。48、简述 IR与UV-VIS的异同点参考答案：答：相同点：都是分子吸收光谱不同点： UV-Vis 是基于价电子能级跃迁而产生的电子光谱;主要用于具有共轭体系的化合物的研究    IR 则是分子振动能级跃迁而产生的振动光谱;主要用于振动中伴随有偶极矩变化的有机化合物的研究49、简要说明气相色谱分析的基本原理参考答案：答：借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。50、 一个有鱼腥味的液体, 元素分析:(C)=68.93%,(H)=15.04%和(N)=16.08%, IR在82500px-1存在弱双峰, 1H-NMR 显示: d=0.8(单峰, 9H), 1.1(单峰, 2H)和2.3(单峰, 2H), 试推断其可能的结构？参考答案：一个含氮有鱼腥味的液体, 这是胺的特性, IR在82500px-1有双峰, 故可能是伯胺, 从元素分析计算:     C: 68.93/12.01=5.74     H: 15.04/1.008=14.92     N: 16.08/14.005=1.15              经验式为C5H13N      而NMR  d=0.8证明有一个叔丁基, 与 d=1.1证明一个含两个质子的基团              结构式为: （CH3）3CCH2NH2  51、试分析在核磁共振谱中影响化学位移的因素参考答案：影响化学位移的主要因素有：电效应、各项异性、氢键、溶剂效应以及旋转受阻、交换反应和对称因素等。1)    电效应，其中又包括了  诱导效应：电负性强的取代基，可使邻近1H电子云密度减少，即屏蔽效应减少，故向低场移动，增大。  共轭效应：a：吸电子共轭增大；b：斥电子共轭 减小2)    各向异性，当化合物的化学键、电子云（环流）是不对称时（即各向异性）就会对邻近的1H附加了一个各向异性磁场，从而对外磁场起着增强或减弱的效应，这种效应称：  叁键各向异性结果：使1H位于屏蔽区，向高场移动（减小）  双键各向异性结果：使1H位于去屏蔽区，向低场移动（增大）  芳环键各向异性结果：使1H位于去屏蔽区，向低场移动（增大）3）氢键：  导致增大（即移向低场），这是由于形成氢键后，受静电场作用，质子周围电子云密度降低，产生去屏蔽作用。4）   溶剂效应：由于溶剂影响而使化学位移发生变化的现象，称为溶剂效应。原因：氢键、磁化率等的影响。5）旋转受阻（共振），双键性质，限制了C-N自由旋转，由于C=O的各向异性，对顺成影响较大，对反成影响较小。6）对称因素：与不对称C相连的次甲基，它的两个H是不等价的。52、 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。参考答案：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。进行光谱定性分析有以下三种方法：（1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。（2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。（3）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。  53、 在1H-NMR谱中，CH3(a)CH2(b)CH2(c)Cl中存在a,b,c三种质子，那种质子的化学位移值相对于TMS最大？哪种最小？为什么？参考答案：答：c质子的化学位移值最大，a质子的化学位移值最小。因为取代基的吸电诱导效应是通过成键电子传递的，随着与电负性取代基距离的增大而减小。  54、请简述原子吸收光谱法的干扰有哪些，如果消除这些干扰可以采用什么方法？ 参考答案：1）物理干扰：指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于其物理特性的变化而引起吸光度下降的效应。消除方法：稀释试样；配制与被测试样组成相近的标准溶液；采用标准化加入法。 2）化学干扰：指被测元原子与共存组分发生化学反应生成稳定的化合物，影响被测元素原子化。消除方法：选择合适的原子化方法；加入释放剂  加入保护剂；加基体改进剂分离法。 3）电离干扰：指在高温下原子会电离使基态原子数减少, 吸收下降。消除的方法：加入过量消电离剂。 4）光谱干扰：指吸收线重叠。消除办法：非共振线干扰，减小狭缝宽度或另选谱线 ；谱线重叠干扰，选其它分析线 。 5）背景吸收干扰：也是光谱干扰，主要指分子吸与光散射造成光谱背景。消除办法：连续光源校正背景；Zeaman效应校正背景  55、 质谱图中，有哪几种离子峰？每种离子峰的作用是什么？参考答案： 答:在质谱图中主要有分子离子，碎片离子，同位素离子，亚稳离子和多电荷离子等五种离子峰。分子离子的作用是确定相对分子质量；碎片离子的作用是用于化合物结构分析；同位素离子的作用是确定分子式；亚稳离子的作用是了解母子离子的亲缘关系；多电荷离子的作用是增加了质谱仪可测定的质量范围。56、请简述影响紫外可见光谱的因素。 参考答案：答：共轭效应：共轭体系越长，和* 轨道的能量差越小，最大吸收波长越向长波方向移动，吸收强度增大。 立体化学效应：指因空间位阻、跨环效应等因素导致吸收光谱的红移或蓝移，并常伴随有增色或减色效应。 溶剂的影响：主要是由溶剂极性不同所引起的溶剂效应。溶剂极性越强，由*跃迁引起的吸收带越向长波方向移动，而由n*跃迁引起的吸收带则蓝移。 体系pH的影响：在不同pH条件下，分子离解情况不同，而产生不同的吸收光  57、影响荧光强度的因素和荧光猝灭的主要类型参考答案：答：影响荧光强度的因素： 溶剂：溶剂极性的影响；温度低温下测定，提高灵敏度；pH值的影响；内滤光作用和自吸收现象； 散射光的影响：应注意Raman光的干扰荧光猝灭的主要类型：碰撞猝灭静态猝灭转入三重态的猝灭发生电荷转移反应的猝灭荧光物质的自猝灭58、请简述高效液相色谱与气相色谱比较具有什么突出的优点参考答案：答：气相色谱法分析对象只限于分析气体和沸点较低的化合物，而高效液相色谱可以对高沸点、热稳定性差、摩尔质量大的物质进行分离和分析：气相色谱采用的流动相是惰性气体，对组分无亲和力，不产生相互作用，而高效液相色谱法中，流动相可选择不同极性的液体，选择余地大，可产生一定的请亲和力，并参与固定相对组分作用的选择竞争；气相色谱一般在较高的温度下进行的，而液相色谱法可在室温下工作 59、薄层色谱分离的基本操作步骤有哪些？参考答案： 答：薄层色谱分离的基本操作步骤如下：制板活化点样展开定位（显色或检视）定性，定量。60、准确称取样品0.200g，加入内标物0.200g，测得待测物A及内标物的峰面积分别为51830，86163.已知待测物及内标物的相对校正因子分别为0.80、1.00。计算组分A的百分含量.参考答案：解：A%=0.200*0.80*51830/1.00*86163*0.200*100%=48.12%61、已知组分A和B的分配系数分别为8.8和10，当它们通过相比=Vm/Vs=90的填充柱时，能否达到基线分离？参考答案： 解：=KB/KA=10/8.8=1.14     kB=KB8VS/Vm=10/90=0.11若要达到基线分离时，则要求R1.5，由R与n,k, 的关系可以推得：n=16R2(/(-1)2(k2+1)/k2)2=16*1.52*(1.14/(1.14-1)2*(0.11+1)/0.11)2=2.43*105要求的理论塔板数很大，一般填充柱很难达到，因此，在上述条件下A,B两组分不能达到基线分离。62、在一色谱柱上，组分A流出需要15分钟，组分B流出需要25分钟，不被固定相滞留的组分C流出需要2.0分钟。求：.A相对于B的相对保留值.A通过流动相的时间占其流出总时间的百分率；.B通过固定相的平均时间. .参考答案： 解：（1）A相对于B的相对保留值=tR(A)/tR(B)=(15-2)/(25-2)=0.57(2)A通过流动相的时间占其流出总时间的百分率=t0/tR(a)=2.0/15*100%=13.3%(3) B通过固定相的平均时间=25.0-2.0=23min63、浓度为0.2µg/ml的镁溶液，在原子吸收分光光度计上测得的吸光度为0.258，试计算镁元素的灵敏度。参考答案： 解：S=c*0.0044/A=0.2*0.0044/0.258=0.00341(µg/ml/1%)64、质谱仪为什么需要高真空条件参考答案：质谱仪中的进样系统，离子源，质量分析器与检测器都必须处于高真空状态，否则会造成离子源灯丝损坏，副反应过多，本底增高，图谱复杂化等一系列问题。