仪器分析训练题答案

1、仪器分析试卷32、选择题(共5题 8分)1. 2 分(1367)1367物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于(3)(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2. 2 分(1349)1349在光学分析法中，采用鸨灯作光源的是(1)原子光谱(2)分子光谱(3)可见分子光谱(4)红外光谱3. 1 分(1014)1014可见光的能量应为(1) 1.24x 104 1.24 x 106ev(2) 1.43 x 102 71 ev(4 )(3) 6.2 3.1 ev(4) 1 分(1098)1098 已知：h=6.63x 10-34 js则波长为0.01nm的光子

2、能量为(1) 12.4 ev (2) 124 ev (3) 1.24 x 105ev(4) 0.124 ev(5) 2 分(1335)1335下列哪一种分子的去激发过程是荧光过程？(4) 3.1)1.65 ev(1)分子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态(2)分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态 (3)分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态(4)分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态二、填空题(共5题 9分),氢灯 和 鸨灯 两种.6. 2分(2076)2076紫外-可见光分光光度计所用的光源是7. 2分(2661)2661分子荧光与磷光均属光致发光，当激发光辐

3、射停止后，前者将几乎立即中止发射荧光,而后者将 持续发射磷光一段时间 。8. )在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同的检测器，下面两种检测器，各适用的光区为：(1)光电倍增管用于紫外-可见光区 (2)热电偶用于 红外光区 9. 1分(2521)光学分析法是建立在 物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射互相作用 基础上的一类分析方法.2分(2015)在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同材料的容器，现有下面三种材料的容器，各适用的光区为：(1)石英比色皿用于 紫外光区 (2)玻璃比色皿用于 可见光区(3)氯化钠窗片吸收池用于 红外光区三、计算题(共5题30分)11. 10分(3518)用一

4、种配体可与 pd (n)和au (n)两种离子形成配合物，从而同时测定试样中的铝和金。已知铝配合物的最大吸收在480nm，而金配合物的最大吸收在635nm。二者的摩尔吸收系数如下：摩尔吸收系数 e l/(mol cm)480nm635nm铝配合物 3.55x 1033.64x 102 金配合物 2.96 x 1031.45x 104取25.0ml试样，用过量配体处理并最终冲稀至50.0ml。用1.00cm吸收池，测得该冲稀液在 480nm的吸光度为0.533,在635nm处吸光度为0.590。计算试样中 pd ( n )和au( n )的浓度。解：令c(pd)和c(au)表示pd和au离子的物

5、质的量浓度根据吸光度的加合性在480nm 处有：0.533= 3.55x 103x 1.00x c(pd)+2.96x 103x 1.00xc(au)同理在 635nm 处有 0.590= 3.64x 102x 1.00x c(pd)+ 1.45x 104x 1.00x c(au)c(au) = 3.77x 10 5 mol/l c(pd)=1.19x 10 4 mol/l由于冲稀一倍，故试样中pd(n)和au( n )的浓度分别为7.54x 10 5 moi/l及2.38x 10 mol/l12. 5 分(3527) no2 离子在 355nm 处055= 23.3 l/(mol cm),

6、355/302=2.50, no3 离子在 355nm 处吸收可以 忽略，在波长 302nm处302= 7.24 l/(mol cm)。今有一含 no2一和no3离子的试液，用 1.00cm吸收池测得a302=1.0 1 0、a355=0.730。计算试液中 no2一和no3一的浓度。0.730：= 23 3/ 2.50 = 9.322.50x占x+ 口 x4x仁加0一1.010 9.32x 1-00 ”口一。313+72441，口口*0诙一7.241.010- 0.2917 =0.099amoj / i14. 5分(3084)已知醇分子中 oh伸缩振动峰位于 2.77nm,试计算 o-h伸缩

7、振动的力常数。 答, d (cm-1) = 1307(k/m)1/2hru o(c而1) = 104/九！o-h 的折合质量 = 16/(1 + 16) = 0.9412104/a = 1302(k/n)1/2k = (104/1302 x2.77)2x 0.9412 = 7.24 n/cm 答(1) 12 x 16192-1i=2170 cm=k = 19.05n/cm1/2,、(2)n k(m1+m2)(a)=(2 二cm1 m212 + 1628k1/2 = 2170 + 1302 x ( 192/28) 1/2 = 4.365(6.022 x 1023)1/21.905x 106(14

8、+16)1/2 = ( )1/2= 2.08x 103 cm-12x 3.14x3x 101014x 1615. 5分(3145)co的红外光谱在2170cm-1处有一振动吸收峰，试计算(1) co键的力常数为多少？ (2) 14c的对应吸收峰应在多少波数处发生？答(1)12 x 16192(t = 2170 cm=12 + 1628k1/2 = 2170 + 1302 x ( 192/28) 1/2 = 4.365 k = 19.05n/cm(2) n1/2k(m1+m2)(6.022 x 1023)1/21.905x 106(14+16)(a) b = ( )1/2 = ( )1/2= 2

9、.08x 103 cm-12二cmm22x 3.14x3x 101014x16四、问答题(共1题 5分)16. 5分(4441)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？分子吸收光谱1 .紫外光谱的电磁波谱范围是(c)(a) 400760nm (b) 0.75 2.5 m (c) 200400nm (d) 2.5 25m (e) 50 1000 仙 m2 .下列化合物中，羟基作为助色团的化合物是(c)3-ch-ch=ch(d)ch 2-ch-chooh |(e)choh3下列5组数据中哪一组数据所涉及单红外光谱区能包括1 ch3ch2ch2coh曾吸收带：e 1 a 3

10、000 2700 cm- 16751500cm- 14751300cm- b 3000 2700 cm- 2400 2100cm-1000650cm.c 33003010 cm-1 16751500cm14751300cmd 3300 3010 cm- 1900 1650cm- 14751300cm- e 30002700 cm-1900 1650cm-14751300cm4分子光谱是由于 :而产生的。ba电子的发射b电子相对于原子核的运动以及核问相对位移引起的振动和转动c质7的运如d离子的运动5不饱和姓类分子中除含有 键外，还含有冗键，它们可产生_两种跃迁。a6溶剂对电子光谱的影响较为复杂，

11、改变溶剂的极性，。 ba 01一 (fb 九一九 *b 01一n一。火 c 九 一 71ft n一 * * d n- 01而冗一九 *a不会引起吸收带形状的变化b会使吸收带的最大吸收波长发生变化c精细结构并不消失d对测定影响不大7.h2o在红外光谱中出现的吸收峰数目为 (a) (a) 3(b) 4(c) 5(d) 2(e) 18红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，可以用来(a)。a鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团及进行定量分析与纯度鉴定b确定配位数 c研究化学位移d研究溶剂效应9.表示红外分光光度法通常用(c) (a)hplc (b)gc (c) ir (d)tlc(e)a

12、as110在有机化合物的红外吸收光谱分析中，出现在40001350cm频率范围的吸收峰可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为c 。a .指纹区，b.基团频率区，c.基频区，d.合频区。11紫外吸收光谱的最重要应用是为我们提供识别未知有机化合物分子中可能具有的和估计共腕程度的信息，从而推断和鉴别该有机物的结构。(a)a生色团、助色团 b质子数 c价电子数d链长12光学分析法主要根据物质发射、 吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的。电磁辐射(电磁波)球其波长可分为不同不域，其中中红外区波长为_b。a 128204000cmb 4000200 cm c 20033 cm-1 d 331

13、0 cm113下列城基化合物中c=o伸缩振动频率最高的是：(ca rcor b rcoci c rcof d rcobr14在碱性条件下，苯酚的最大吸波长将发生何种变化？ (a)a红移 b蓝移 c不变 d *不能确定*15在发生er n一 er、n一九*和九一九四种能级跃迁中，下列哪种表述是正确的？ca(7一*看最低的能量b冗了而最低的能量c n一九有最低的能量 d九一 tm产生最大的吸收波长二填空题1共腕效应使共腕体具有共面性，且使电子云密度平均化，造成双键略有伸长，单键略有缩短。因此,双键的红外吸收频率往人 波数方向移动。2在化合物r-co-h与rcof中，前者的c=o的伸缩振动产生的吸收

14、峰的波数比后者的 低;而在化合物rcor与rconh2中，前者的c=o的伸缩振动产生的吸收峰的波数比后者的_近。3对于紫外及可见分光光度计，在可见光区可以用玻璃吸收池，而紫外光区则用石英 吸收池进行测量。4在有机化合物中，常常因取代基的变更或溶剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长发生移动，向长波方向移动称为红移 ,向短波方向移动称为蓝移 o5在朗伯一比尔定律lglo/lt = abc中，io是入射光的强度，it是透射光的强度，a是吸光系数，b是光 通过透明物的距离，即吸收池的厚度，c是被测物的浓度，则透射比t = it/10,百分透过率t% = it/lpx 100% _, (1-t%)称为 百

15、分吸收率 2吸光度a与透射比t的关系为a=lgt 。6有机化合物的紫外吸收光谱受分子中的一些杂原子基团影响，使得吸收峰波长向长波长方向移动，这些杂原子基团称为助色团。7紫外吸收光谱分析可用来进行在紫外区范围有吸收峰的物质(主要是有机化合物)的定性及一定量一分析。8红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生，当用红外光照射分子时，要使分子产生红外吸收， 则要满足两个条件：(1)辐射应具有刚好满足振动跃迁所需的能量(2)只有能使偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射。9红外光谱的强度与 偶极矩变化的大小 成正比。10红外光谱对有机化合物的定性分析具有鲜明的特征性，大致可分为官能团定性和结构分析两个方

16、面。11 一强极性基团如谈基上有一强极性基团与其相连时，则红外吸收带移向高波数。三判断题1在分子的能级中，电子能级、振动能级、转动能级差的大小比较为：ae电子阵专动a琳动。x2在不饱和烧中，当有两个以上的双键共轲时，随着共轲系统的延长，兀一兀跃迁的吸收带将明显向长波移动，吸收强度也随之加强。v3选择测定紫外吸收光谱曲线的溶剂时，溶剂在样品的吸收光谱区是否有明显吸收并不重要。x4红外分光光度计和紫外、可见分光光度计十分相似，无论是组成部分，还是结构等都没有区别。x5 cl2、h2o分子的振动可以引起红外吸收而产生吸收谱带。x6紫外吸收光谱只适合于研究不饱和有机化合物以及某些无机物，而不适于研究饱

17、和有机化合物。红外吸收光谱则不受此限制，凡是在振动中伴随有偶极距变化的化合物都是红外光谱研究的对象。v7 有机化合物分子中各种电子能级高低次序为：6 * 兀* n v o-8化合物的不个&和度为2时，化合物中可能含有两个双键，或一个双键和一个环，或一个三键。v9有两个化合物 a与b,分别在353nm和303nm处出现最大吸收值，这两种化合物不能用紫外光谱区别。x10 在进行紫外吸收光谱分析时，用来溶解待测物质的溶剂对待测物质的吸收峰的波长、强度及形状等不会产生影响。x11 与紫外吸收光谱相比，红外吸收光谱的灵敏度较低，加上紫外分光光度的仪器较为简单、普遍，只要有可能，采用紫外吸收光谱法进行定量

18、分析是较方便。v四 问答题1 分子吸收红外辐射的必要条件是什么？是否所有的振动都会产生吸收光谱？为什么？解 :条件 : 激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化 . 并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱.2 试述分子的基本振动形式？解：（1）对称（玲）与反对称伸缩振动（冶s）。（2）面内弯曲振动，它又包括剪式振动（8）和平面摇摆（p）。（3）面外弯曲振动，它又包括面外摇摆振动（3）和扭曲振动（t）o3 红外光谱定性分析的基本依据是什么？解：基本依据：红外对有机化合物的定性具有鲜明的特征性，因为每一化合物都有特征的红外光谱，光

19、谱带的数目、位置、形状、强度均随化合物及其聚集态的不同而不同。4 影响基团频率的因素是有哪些？解:有内因和外因两个方面.内因 : （1）电效应,包括诱导、共扼效应；（ 2）氢键；（3）振动耦合；（4）空间效应。外因：试样状态，溶剂效应，测试条件，制样方法等。5 何谓 “指纹区 ”， 它有什么特点？ 解： 在 ir 光谱中， 频率位于1350-650cm-1 的低频区称为指纹区 指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征， 因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照， 以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的6 简述紫外吸收光谱产生的原因。 解： 不同物质的分子其组

20、成和结构不同， 分子具有不同的特征能级，故能级差也不同， 而各物质只能吸收与它们内部能级差相当的光辐射， 当分子从外界吸收紫外可见光后，就会发生相应的电子能级跃迁，并同时伴随着振动和转动能级的跃迁同原子一样，分子吸收能量具有量子化特征记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸紫外可见光收光谱7 电子跃迁有哪几种类型？这些类型的跃迁各处于什么波长范围？ 解： 四种主要跃迁类型， 分别是：l（r,n -冷 冗-d,n- d . 一般 l b狱迁波长处于远紫外区，v 200nm,兀-兀*, f r跃迁位于远紫外到近紫外区，波长大致在150250nm之间，n f跃迁波长近紫外区及可见光区，波

21、长位于250nm 800nm之间.8 有机化合物的紫外吸收光谱中有哪几种类型的吸收带，它们产生的原因是什么？解：首先有机化合物吸收光谱中，如果存在饱和基团，则有 ld*跃迁吸收带，这是由于饱和基团存在基态和激发态的b电子，这类跃迁的吸收带位于远紫外区.如果还存在杂原子基团，则有n - d*跃迁，这是由于电子由非键的n轨道向反键 b轨道跃迁的结果，这类跃迁位于远紫外到近紫外区，而且跃迁峰强度比较低.如果存在不饱和 c=c双键，则有 l 篇n 一砂跃迁，这类跃迁位于近紫外区，而且强度较高.如果分子中存在两个以上的双键共 轲体系，则会有强的 k吸收带存在，吸收峰位置位于近紫外到可见光区.对于芳香族化

22、合物，一般在185nm,204nm左右有两个强吸收带，分别成为e1, e2吸收带，如果存在生色团取代基与苯环共轲，则 e2吸收带与生色团的 k带合并，并且发生红移，而且会在230-270nm处出现较弱的精细吸收带（b带）.这些都是芳香族化合物的特征吸收带.9下列各分子中有几种类型的电子跃迁？ch3ohch3ch2coch3 ch2=chch 2och3 c6h5nh2ch3oh: 一0*和门一首ch3ch2coch3 : lo*, n-/，厂71*和门一砂ch2=chch2och3： l/，n一/，一砂（2和门一# c6h5nh2：* , n 一 首，一砂和 n 一砂10有两种异构体，a异构体

23、的吸收峰在 228nm （ =14 000）,而3异构体吸收峰在 296nm （ =11 000）。试指出这两种异构体分别属于下面两种结构中的哪一种?ch3 ch,o,chchcch3 匚chchbch3 ch3och=ch_c_ch3ch3(1)(2)a异构体是2 . 3异构体是111某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙醇）时，溶剂对n一兀兀一兀跃迁，各广生什么影响？答：溶剂极性的不同也会引起某些化合物吸收光谱的红移和蓝移,这种作用称为溶剂效应。在兀一兀*跃迁中，激发态极性大于基态，当使用极性大的溶剂时，由于溶剂与溶质相互作用，激发态兀*比基态兀的能量下降更多，因而激发态与基态之间的能量差减

24、小，导致吸收谱带入max红移。而在 n一兀*跃迁中，基态n电子与极性溶剂形成氢键，降低了基态能量，使激发态与基态之间能量差变大，导致吸收带入max向短波区移动（蓝移）12实际上的红外吸收谱带（吸收峰）数目与理论计算的振动数目要少。解释原因。解：1.偶极矩的变化 物0的振动，不产生红外吸收。2.谱线简并（振动形式不同，但其频率相同）3.有些峰特别弱或者接近，仪器无法检测或分辨4.有些峰落在仪器检测范围外。5.组频峰和倍频峰存在。oho13 i 和l是同分异构体，试分析二者红外光谱的差异。解：后者分子中存在-c=o,在1600cm-1会有一强吸收带，而前者则无此特征峰.分子发射光谱1. 所谓荧光

25、, 即指某些物质经入射光照射后,吸收了入射光的能量,从而辐射出比入射光（a）.a. 波长长的光线 ; b. 波长短的光线; c. 能量大的光线 ; d. 频率高的光线2. 萘及其衍生物在以下溶剂中能产生最大荧光的溶剂是（a ）.a. 1-氯丙烷 ; b. 1-溴丙烷 ; c. 1-碘丙烷 ; d. 1,2-二碘丙烷3. 下列说法正确的是（ac）a 荧光发射波长永远大于激发波长b 荧光发射波长永远小于激发波长c 荧光光谱形状与激发波长无关d 荧光光谱形状与激发波长有关4. 荧光物质的荧光强度与该物质的浓度成线性关系的条件是（abcd ）a.单色光；b. aw 0.05； c.入射光强度i0一定；d.样品池厚度一定二 , 填空题2 .荧光光谱的形状与激发光谱的形状,常形成（镜像对称） .3 .一般情况下,溶液的温度（越低） ,溶液中荧光物质的荧光强度或荧光量子产率越高