仪器分析现代分析测试技术复习题

仪器分析/现代分析测试技术 复习题

一 选择题（其中第3、7、8、14、15小题为多重选择题，其余为单选题）

1．下列说法中正确的是（ ）。

A．Beer定律，浓度c与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线； B．Beer定律成立的必要条件是稀溶液，与是否单色光无关；

1%C．E1称比吸光系数，与吸光度A成正比，与溶液浓度c和吸收池厚度l成反比； cmD．同一物质在不同的波长处吸光系数不同，不同物质在同一的波长处吸光系数相同。

2．某有色溶液，当用1cm吸收池时，其透光率为T，若改用2cm吸收池，则透光率应为（ ）。 A．2T； B．2lgT； C．T； D．T2。 3．下列叙述中正确的是（ ）。

A．受激分子从激发态的各个振动能级返回到基态时所发射的光为荧光； B．荧光发射波长大于荧光激发波长； C．磷光发射波长小于荧光激发波长；

D．溶液中存在顺磁性物质可使荧光减弱。

4．用波长为320nm的入射光激发硫酸奎宁的稀硫酸溶液时将产生320nm的（ ）。 A．荧光； B．磷光； C．Rayleigh光； D．Raman光。

5．有三种化合物：甲R－COCH2CH3、乙R－COCH＝C(CH3)2、丙R－COCl，问其νC=O波数大小次序

为（ ）

A．丙＞甲＞乙； B．乙＞甲＞丙； C．丙＞乙＞甲； D．甲＞乙＞丙。 6．同一分子中的某基团，其各振动形式的频率大小顺序为（ ）

A．γ＞β＞ν； B．ν＞β＞γ； C．β＞ν＞γ； D．β＞γ＞ν。 7．两组分在分配色谱柱上分离的原因是（ ）。

A．结构上有差异； B．在固定液中的溶解度不同；C．相对校正因子不等； D．极性不同。 8．Van Deemter方程中，影响A项的主要因素是（ ）。

A．固定相颗粒大小；B．载气流速；C．载气相对分子质量；D．柱填充的均匀程度。 9．衡量色谱柱选择性的指标是（ ）。

A．理论塔板数； B．容量因子； C．相对保留值； D．分配系数。 10．在一定柱长条件下，某一组分色谱峰的宽度主要取决于组分在色谱柱中的（ ）。

A．保留值； B．扩散速率； C．分配系数； D．容量因子。 11．组分在固定相中的质量为mA(g)，在流动相中的质量为mB(g)，而该组分在固定相中的

浓度为cA(g/mL)，在流动相浓度为cB(g/mL)，则组分的分配系数是（ ）。

A． mA/mB； B．mB/mA； C．mA/(mA+mB)； D．cA/cB； E．cB / cA。 12．在气相色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（ ）。

A．样品中沸点最高组分的沸点； B．样品中各组分沸点的平均值； C．固定液的沸点； D．固定液的最高使用温度。 13．HPLC与GC比较，可以忽略纵向扩散项，主要原因是（ ）。

A．柱前压力高； B．流速比GC的快； C．流动相黏度大； D．柱温低。 14．属于质量型检测器的是（ ）。

A．热导池检测器；B．氢火焰离子化检测器；C．电子捕获检测器；D．火焰光度检测器。 15．在外磁场中，质子发生核磁共振的条件为（ ）。

A．照射频率等于核进动频率；

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B．照射电磁波的能量等于质子进动的能量；

C．照射电磁波的能量等于质子进动的两个相邻能级差； D．照射电磁波的能量等于使核吸收饱和所需的能量。

二 填空题

16．生色团是指有机化合物分子结构中，含有 或 跃迁的基团，能在紫外－可

见光范围内产生吸收的原子团。

17．两个同样的长共轭分子，分子的 和 越大，则其荧光效率越高。 18．基本振动产生红外吸收的条件是： 19．分子吸收一定波长的红外线，振动能级由基态跃迁到第一激发态所产生的吸收峰，称为 。 20．影响化学位移的因素有 、 、 、 。 21．色谱分离的基础是 。

22．速率理论认为，谱带扩展是由于色谱动力学因素的影响造成的，这些动力学元素主要有两类，即

和 。 23．在GC中为改善宽沸程样品的分离常采用 的方法；在HPLC中为改善组分性质差

异较大样品的分离常采用 的方法。

24．高效液相色谱所使用的流动相，在进入高压泵之前应先进行 和 处理。

25．气相色谱法的分离效果主要取决于组分本身的性质和外部实验条件的选择，实验条件以 和 的选择为关键。 26．在正相色谱法中，固定相的极性 流动相的极性；在反相色谱法中，固定相的极性 流动相的极性。

27．在高效液相色谱中，溶剂的种类主要影响 ，溶剂的配比主要影

响 。

28．质谱中出现的离子主要有 、 、 、 、和

等五种。

29．红外分光光度计的光源为 或 ，紫外－可见分光光度计的光源为 、

和 。

30．目前核磁共振研究和测定的原子核的自旋量子数I为 ，产生核磁共振信号的必要条件是 和 。

31．气相色谱仪一般由 、 、 、 、

和 等六大部分组成。

三 名词解释

32．振动驰豫—— 33．化学位移——

34．摩尔吸光系数(ε)—— 35．容量因子(k)—— 36．梯度洗脱——

四 问答题

37．简述荧光和磷光产生的基本原理。

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38．在气相色谱中，影响分离度的主要因素是什么？它们是如何影响分离度的？

39．在高效液相色谱中，根据分离方程式分析，流动相（溶剂系统）是如何影响分离度的？ 40．请简述光谱分析和色谱分析两者的一般结构组成部分，核心部分分别是什么？ 41．简述气相色谱程序升温与液相色谱梯度洗脱的异同点。

~1743cm42．在乙酸丙烯酯的IR光谱中（如图），羰基C＝O1~1650cm，T=4%峰很强；烯键C＝C1，

T=44%峰相对较弱。两者的波数（频率）相差不大，峰位很接近，但它们的谱带强度相差很大，

T=40%，为什么？

OH3CCOCH2CHCH2

五 计算题

43．取在105℃干燥恒定质量的咖啡酸，精密称取10.00mg，加少量乙醇溶解，转移至250mL容量瓶中，

加水至刻度摇匀。移取5.00mL至50mL容量瓶中，加6mol/L的HCl 4.00mL，加水至刻度摇匀。取

1%此溶液于1cm石英吸收池中，在波长323nm处测得吸光度为0.360，已知咖啡酸E1cm927.9。求

咖啡酸的质量分数。

44．有一含有4种组分的样品，用气相色谱法FID检测器测定含量，实验步骤分两步：第一步，测定

校正因子：准确配制苯(基准物、内标物)与组分A、B、C及D的纯品混合溶液，它们的质量(g)分别为0.435、0.653、0.864、0.864及1.760。吸取混合溶液0.2μL，进样三次，测得平均峰面积分别为4.00、6.50、7.60、8.10及15.0面积单位。第二步，测定样品：在相同实验条件下，取样品0.5μL，进样三次，测得A、B、C及D的峰面积分别为3.50、4.50、4.00、及2.00面积单位。已知它们的相对分子质量分别为32.0、60.0、74.0及88.0。计算：⑴各组分的相对质量校正因子和相对摩尔校正因子；⑵各组分的质量分数和摩尔分数。（结果请保留3位有效数） 45．在30.0cm柱上分离A、B混合物，A与B的保留时间分别为16.40min和17.63min，峰底宽分别为1.11min和1.21min，不保留物1.30min流出色谱柱。计算：⑴A、B两峰的分离度；⑵平均理论塔板数及理论塔板高度；⑶达到1.5分离度所需柱长；⑷在柱上达到完全分离时，洗脱B物质所需的最少时间。 46．在1.00m长的填充柱上，化合物A与其异构体B的保留时间分别为5.80min和6.60min，峰宽分别

为0.78min和0.82min，空气通过色谱柱需1.10min。计算：⑴载气的平均线速率u(cm/s)；⑵组分A和B的k；⑶该色谱柱的平均理论塔板数；⑷组分A、B的R；⑸组分A和B达到完全分离时所需柱长。 47．在某色谱系统中，两组分A、B的保留时间分别为90s和100s，如果它们的理论塔板数近似均为

1600。⑴通过计算说明两色谱峰能否分开；⑵如果不能分开，当理论塔板数至少为多少时才能分开？

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六 综合图谱解析

1．已知某未知化合物的分子式为C9H10O2，其IR、MS和1H-NMR的图谱及有关数据如下，请据此

推断该化合物的结构式。（提示：先解核磁共振氢谱、再解红外光谱，最后解质谱及验证。） 答案：结构式如下：

OCH2OCCH3

图1 未知物的IR图谱及数据 吸收峰/cm 3067、3035 2966、2893 1743 1498、1466 1381、1363 1229、1027 751 698、578 1

峰的归属 结构推断 H，苯环的C－H伸缩振动 CH，甲基、亚甲基的C－H伸缩振动 CO，羰基C=O伸缩振动特征峰 CC，苯环双键、骨架振动 CH，甲基、亚甲基的C－H面内变形振动 assCOC、COC，酯的特征峰，峰很强 H，苯环氢的面外变形振动 CH，甲基、亚甲基的C－H面外变形振动

图2 未知物的MS图谱及数据 m/z 43.0 51.0 裂解过程与归属 酯基裂解产生的离子峰 苯离子失去CH≡CH后的产物C4H3+离子 第 4 页 共 8 页

结构推断 仪器分析/现代分析测试技术 复习资料(2010)

65.0 77.0 79.0 90.0 91.0 108.0 150.0 罩鎓离子失去CH≡CH后的产物C5H5+离子 C6H5+离子 C6H7+离子 C7H6+离子 罩鎓离子C7H7+ 100%基峰，酯基裂解后产生的离子峰 分子离子峰 图3 未知物的H-NMR图谱及数据 化学位移/ppm 7.33，5H，单峰 5.08，2H，单峰 2.06，3H，单峰 峰归属 单取代苯的氢，该组质子无邻碳偶合 亚甲基氢，无邻碳偶合 甲基氢，无邻碳偶合 1

结构推断 2．某未知物的分子式为C10H13NO2，质谱中的分子离子峰M179，其红外吸收光谱、质谱

和核磁共振氢谱及有关数据如下，试推断该化合物的结构式。（12分）

图1 未知物的红外吸收光谱及数据

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图2 未知物的质谱图及数据

图3 未知物的核磁共振氢谱及数据

【解】计算未知物的不饱和度：U（1）红外光谱解析 吸收峰 1661 3286 1556 2982、2928、2880 827、547 峰的归属 结构推断 酰胺基团 ONHC22101135，可能具有苯环和一个双键。

2C＝O，羰基特征峰 NH，N－H伸缩振动 NH，N－H面内变形振动 CH，CH3、CH2伸缩振动 CH，CH3、CH2面外变形振动 第 6 页 共 8 页 －CH3、－CH2— 仪器分析/现代分析测试技术 复习资料(2010)

3193、3132 1600、1511、1483 838 1246、1049 1267 1176、1117、1049 推断结构式 芳氢伸缩振动特征峰 苯环C＝C、骨架振动 H，对位双取代苯 sasOC、OC O ONHCCH3C－N（芳香）伸缩振动 C－N（脂肪）伸缩振动 H3CCOH2NHO OCCH3 （2）核磁共振氢谱解析

化学位移 积分曲线高度 代号 δ/ppm （基团氢个数） A B C D E F 7.94 7.36 6.80 3.98 2.09 1.38 1H， 单峰 结构式推断 峰形比较钝，是胺基氢，1个氢是仲胺，单峰说明是孤立胺基。 —NH— HH在苯环氢的化学位移（6.0~9.5）范围2H，多重峰 内，有两种类型的氢，说明是对位双2H，多重峰 取代，属于AABB高级偶合。 亚甲基，一端与甲基相连另一端没有偶合影响，一定是与氧相连，是醚基。 单峰说明是孤立的甲基氢，可能与羰3H， 单峰 基的碳相连。 3H，三重峰 是甲基，与亚甲基相连。 2H，四重峰 HHOHNCCHHHHHHHHCCOHHHH —O—CH2—CH3 OCCH3 —O—CH2—CH3 结构式推断 （结合IR图谱的羰基、醚基） （3）质谱解析及验证 m/z 108 109 137 43 179 180 离子峰 100%，最强峰，基峰 离子裂解位置及结构推断 醚基、胺基断裂后产生的分子离子 H2NO 90.2%，强峰，醚基、胺基断裂后产生的分子离子 碎片离子峰 碎片离子峰 碎片离子峰 分子离子峰 酰胺基的裂解产物 酰胺基的裂解产物 H3CH2NOHCOH2OCCH3 NH2 验证：相对分子质量M=179。推断未知物为N-（4-乙氧苯基）乙酰胺。结同位素离子峰 构式为： OH3CCOH2NHCCH3 3．从中药茵陈蒿的提取物中分离得到某一有效成分的纯组分，它具有利胆和降低转氨酶的作用，分子式为C8H8O2，它的红外吸收光谱、核磁共振氢谱、质谱如下，试推断该纯组分的结构式。

O答案：纯组分为茵陈蒿酮（4'-羟基苯乙酮）：

HOCCH3

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图1 纯组分的红外光谱图

图2 纯组分的核磁共振氢谱图

图3 纯组分的质谱图

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