2025年大學(xué)《化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——傅里葉變換紅外光譜技術(shù)在化學(xué)測(cè)量學(xué)中的研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪個(gè)不是紅外光的特性？（）A.紅外光波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)B.紅外光具有熱效應(yīng)C.紅外光無(wú)法被物質(zhì)吸收D.紅外光在真空中傳播速度等于光速2.傅里葉變換紅外光譜儀的核心部件是？（）A.光源B.單色器C.探測(cè)器D.程序控制器3.下列哪種樣品不適合用FTIR進(jìn)行定量分析？（）A.氣體樣品B.液體樣品C.固體粉末樣品D.薄膜樣品4.FTIR光譜圖中，吸收峰的位置主要取決于？（）A.樣品的濃度B.紅外光的波長(zhǎng)C.分子振動(dòng)頻率D.樣品的厚度5.下面哪種儀器不需要使用傅里葉變換技術(shù)？（）A.傅里葉變換紅外光譜儀B.傅里葉變換核磁共振波譜儀C.傅里葉變換聲波光譜儀D.傅里葉變換微波光譜儀6.傅里葉變換紅外光譜儀常用的光源是？（）A.鹵素?zé)鬊.氙燈C.氦燈D.鎢燈7.KBr壓片法適用于哪種類(lèi)型樣品的FTIR分析？（）A.對(duì)濕氣敏感的樣品B.易揮發(fā)樣品C.不透明固體樣品D.液體樣品8.FTIR光譜法中，分辨率是指？（）A.光譜圖中兩個(gè)相鄰峰可以分開(kāi)的最小波長(zhǎng)差B.光譜圖中吸收峰的強(qiáng)度C.光譜圖中吸收峰的寬度D.光譜圖中吸收峰的面積9.下面哪種不是FTIR光譜法中常用的定量分析方法？（）A.峰面積法B.峰高法C.吸收度法D.色散法10.FTIR光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可用于？（）A.氣體污染物檢測(cè)B.水質(zhì)分析C.固體廢物鑒別D.以上都是二、填空題（每空1分，共20分）1.紅外光的波長(zhǎng)約在__________之間。2.傅里葉變換是將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為_(kāi)_________的過(guò)程。3.FTIR光譜法中，樣品池通常由__________材料制成。4.傅里葉變換紅外光譜儀的干涉儀通常采用__________干涉儀。5.FTIR光譜法中，譜峰的強(qiáng)度與樣品的__________成正比。6.傅里葉變換紅外光譜法可以用來(lái)鑒定__________和__________。7.FTIR光譜法在化學(xué)測(cè)量學(xué)中可用于__________和__________。8.傅里葉變換紅外光譜儀的信號(hào)處理通常采用__________技術(shù)。9.FTIR光譜法中，背景扣除是為了消除__________和__________的影響。10.傅里葉變換紅外光譜技術(shù)的最新發(fā)展包括__________和__________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述紅外光與物質(zhì)的相互作用方式。2.簡(jiǎn)述傅里葉變換紅外光譜儀的基本工作原理。3.簡(jiǎn)述FTIR光譜法在有機(jī)物結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用。4.簡(jiǎn)述FTIR光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。5.簡(jiǎn)述FTIR光譜法進(jìn)行定量分析的基本步驟。6.簡(jiǎn)述FTIR光譜技術(shù)的局限性。四、計(jì)算題（10分）某樣品的FTIR譜圖中，某個(gè)特征峰的面積為20000cm^-1·cm^2，已知該峰的摩爾吸光系數(shù)為0.8cm^-1·mol^-1，樣品濃度為0.2mol/L，計(jì)算樣品池的厚度為1cm時(shí)，該峰的吸收度。五、論述題（20分）論述FTIR技術(shù)在化學(xué)測(cè)量學(xué)中的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。試卷答案一、選擇題1.C解析：紅外光可以被物質(zhì)吸收，與其他選項(xiàng)所述特性不符。2.B解析：?jiǎn)紊魇荈TIR光譜儀的核心部件，用于產(chǎn)生單色紅外光。3.A解析：氣體樣品的樣品池較長(zhǎng)，且光程不易控制，不適合常規(guī)FTIR定量分析。4.C解析：吸收峰的位置由分子振動(dòng)頻率決定，與樣品濃度、厚度、紅外光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。5.C解析：傅里葉變換聲波光譜儀利用聲波與物質(zhì)的相互作用，不屬于傅里葉變換技術(shù)范疇。6.B解析：氙燈是FTIR光譜儀常用的光源，具有寬譜帶發(fā)射特性。7.C解析：KBr壓片法適用于不透明固體樣品的FTIR分析，但要求樣品對(duì)濕氣不敏感。8.A解析：分辨率是指光譜圖中兩個(gè)相鄰峰可以分開(kāi)的最小波長(zhǎng)差，是衡量光譜儀性能的重要指標(biāo)。9.D解析：色散法是紫外-可見(jiàn)分光光度法中常用的定量分析方法，不適用于FTIR。10.D解析：FTIR光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可用于氣體污染物檢測(cè)、水質(zhì)分析和固體廢物鑒別等。二、填空題1.2.5-25微米解析：紅外光的波長(zhǎng)范圍通常分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外，中紅外區(qū)（2.5-25微米）是FTIR光譜法主要研究的區(qū)域。2.頻域解析：傅里葉變換是將時(shí)域信號(hào)（干涉信號(hào)）轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)（紅外光譜）的過(guò)程。3.石英解析：石英材料對(duì)紅外光具有較好的透過(guò)性，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是FTIR光譜法中常用的樣品池材料。4.馬赫-曾德?tīng)柦馕觯厚R赫-曾德?tīng)柛缮鎯x是FTIR光譜儀中常用的干涉儀類(lèi)型，具有高靈敏度和高分辨率的特點(diǎn)。5.濃度解析：根據(jù)比爾-朗伯定律，F(xiàn)TIR光譜法中，譜峰的強(qiáng)度與樣品的濃度成正比。6.有機(jī)物結(jié)構(gòu)；無(wú)機(jī)物結(jié)構(gòu)解析：FTIR光譜法可以用來(lái)鑒定有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的結(jié)構(gòu)。7.化學(xué)過(guò)程監(jiān)測(cè)；物質(zhì)成分分析解析：FTIR光譜法在化學(xué)測(cè)量學(xué)中可用于化學(xué)過(guò)程監(jiān)測(cè)和物質(zhì)成分分析等。8.數(shù)字信號(hào)處理解析：FTIR光譜儀的信號(hào)處理通常采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)處理效率和精度。9.雜散光；背景吸收解析：背景扣除是為了消除雜散光和背景吸收的影響，以獲得更準(zhǔn)確的紅外光譜信息。10.拉曼光譜技術(shù)；表面增強(qiáng)紅外光譜技術(shù)解析：FTIR技術(shù)的最新發(fā)展包括拉曼光譜技術(shù)和表面增強(qiáng)紅外光譜技術(shù)等。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述紅外光與物質(zhì)的相互作用方式。解析：紅外光與物質(zhì)的相互作用主要表現(xiàn)為吸收和散射。當(dāng)紅外光的頻率與分子振動(dòng)頻率相同時(shí)，分子會(huì)吸收紅外光，發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷。散射是指紅外光與物質(zhì)相互作用后改變傳播方向的現(xiàn)象，其中瑞利散射和拉曼散射是常見(jiàn)的散射類(lèi)型。2.簡(jiǎn)述傅里葉變換紅外光譜儀的基本工作原理。解析：傅里葉變換紅外光譜儀的基本工作原理是：首先利用干涉儀產(chǎn)生干涉信號(hào)，然后將干涉信號(hào)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅里葉變換，最后得到紅外光譜圖。干涉信號(hào)的產(chǎn)生是由于紅外光通過(guò)干涉儀時(shí)，光波之間發(fā)生干涉現(xiàn)象，形成隨時(shí)間變化的強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)。3.簡(jiǎn)述FTIR光譜法在有機(jī)物結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用。解析：FTIR光譜法在有機(jī)物結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：通過(guò)分析有機(jī)物分子的特征吸收峰，可以推斷出分子中存在的官能團(tuán)；通過(guò)紅外光譜圖的解析，可以確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)；FTIR光譜法還可以用于有機(jī)物的鑒別和純度測(cè)定。4.簡(jiǎn)述FTIR光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。解析：FTIR光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：利用FTIR光譜法可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)環(huán)境中的氣體污染物，如CO、NOx、SO2等；FTIR光譜法還可以用于水質(zhì)分析，如檢測(cè)水中的有機(jī)物、重金屬等污染物；此外，F(xiàn)TIR光譜法還可以用于固體廢物的鑒別，如塑料、橡膠等。5.簡(jiǎn)述FTIR光譜法進(jìn)行定量分析的基本步驟。解析：FTIR光譜法進(jìn)行定量分析的基本步驟包括：選擇合適的樣品制備方法；測(cè)量樣品的FTIR光譜圖；對(duì)光譜圖進(jìn)行背景扣除；選擇合適的定量分析方法，如峰面積法、峰高法等；建立標(biāo)準(zhǔn)曲線或使用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析。6.簡(jiǎn)述FTIR光譜技術(shù)的局限性。解析：FTIR光譜技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在：對(duì)于含有相同振動(dòng)頻率的官能團(tuán)，其吸收峰可能重疊，導(dǎo)致光譜圖解析困難；FTIR光譜法對(duì)樣品的透明度要求較高，不適用于不透明或半透明樣品的分析；FTIR光譜法的定量分析精度受多種因素影響，如樣品制備、儀器性能等。四、計(jì)算題某樣品的FTIR譜圖中，某個(gè)特征峰的面積為20000cm^-1·cm^2，已知該峰的摩爾吸光系數(shù)為0.8cm^-1·mol^-1，樣品濃度為0.2mol/L，計(jì)算樣品池的厚度為1cm時(shí)，該峰的吸收度。解析：根據(jù)比爾-朗伯定律A=εbc，其中A為吸收度，ε為摩爾吸光系數(shù)，b為樣品池厚度，c為樣品濃度。代入已知數(shù)值，得到A=0.8cm^-1·mol^-1×0.2mol/L×1cm=0.16。答案：該峰的吸收度為0.16。五、論述題論述FTIR技術(shù)在化學(xué)測(cè)量學(xué)中的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。解析：FTIR技術(shù)在化學(xué)測(cè)