2025年儀器分析期末試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列關(guān)于Orbitrap質(zhì)譜儀的描述，錯(cuò)誤的是A.基于離子在靜電場中的諧波振蕩實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分析B.分辨率顯著高于四極桿質(zhì)譜C.質(zhì)量精度通?？蛇_(dá)ppm級(jí)D.主要用于小分子定性分析，不適合大分子檢測2.在高效液相色譜（HPLC）中，若流動(dòng)相極性降低，對(duì)反相色譜中組分保留時(shí)間的影響是A.保留時(shí)間縮短B.保留時(shí)間延長C.無顯著變化D.先縮短后延長3.原子吸收光譜法中，采用氘燈校正背景時(shí)，主要校正的是A.分子吸收背景B.光散射背景C.原子發(fā)射干擾D.電離干擾4.核磁共振波譜（NMR）中，TMS（四甲基硅烷）作為內(nèi)標(biāo)物的主要原因是A.含12個(gè)等價(jià)氫，信號(hào)強(qiáng)度高B.化學(xué)位移為0，且性質(zhì)穩(wěn)定C.與大多數(shù)溶劑互溶，無毒性D.分子量小，易揮發(fā)5.氣相色譜（GC）中，若固定相為聚乙二醇（PEG-20M），分離下列哪組物質(zhì)時(shí)更適合？A.正己烷與環(huán)己烷（非極性）B.乙醇與乙酸（極性）C.苯與甲苯（弱極性）D.甲烷與乙烷（低沸點(diǎn)）6.差分脈沖伏安法相比常規(guī)伏安法，靈敏度更高的主要原因是A.采用脈沖電壓降低了充電電流干擾B.掃描速度更快，檢測時(shí)間更短C.電極表面積更大，響應(yīng)信號(hào)更強(qiáng)D.支持電解質(zhì)濃度更高，導(dǎo)電性更好7.紫外-可見分光光度計(jì)中，雙光束儀器的主要優(yōu)勢是A.提高檢測速度B.減少光源波動(dòng)影響C.擴(kuò)大線性范圍D.降低雜散光干擾8.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）中，等離子體的作用不包括A.使樣品原子化B.激發(fā)原子產(chǎn)生特征光譜C.分離不同質(zhì)量數(shù)的離子D.提供高溫環(huán)境（約6000-10000K）9.超高效液相色譜（UHPLC）與傳統(tǒng)HPLC的主要區(qū)別在于A.固定相粒徑更?。?lt;2μm）B.流動(dòng)相極性更低C.檢測器靈敏度更高D.柱溫控制更嚴(yán)格10.內(nèi)標(biāo)法在色譜定量分析中的關(guān)鍵要求是A.內(nèi)標(biāo)物與待測物出峰時(shí)間相同B.內(nèi)標(biāo)物在樣品中不存在且性質(zhì)相似C.內(nèi)標(biāo)物濃度必須與待測物濃度相等D.內(nèi)標(biāo)物響應(yīng)因子必須大于待測物11.紅外光譜中，C=O伸縮振動(dòng)峰的波數(shù)范圍通常為A.3600-3200cm?1B.3000-2800cm?1C.1800-1600cm?1D.1200-1000cm?112.離子色譜（IC）分離陰離子時(shí)，通常使用的固定相是A.非極性鍵合相（如C18）B.強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂C.強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂D.凝膠滲透填料13.原子熒光光譜法（AFS）與原子吸收光譜法（AAS）的主要區(qū)別在于A.AFS檢測的是發(fā)射光，AAS檢測的是吸收光B.AFS需要銳線光源，AAS需要連續(xù)光源C.AFS只能測金屬元素，AAS可測非金屬D.AFS靈敏度低于AAS14.質(zhì)譜儀中，電噴霧離子化（ESI）適合分析的樣品類型是A.小分子揮發(fā)性有機(jī)物B.大分子極性化合物（如蛋白質(zhì)）C.高沸點(diǎn)非極性化合物D.惰性氣體15.在電位分析法中，玻璃電極的膜電位產(chǎn)生的原因是A.電子在膜內(nèi)外的轉(zhuǎn)移B.離子在膜表面的交換與擴(kuò)散C.溶液pH變化引起膜電阻變化D.膜材料對(duì)特定離子的選擇性吸附二、填空題（每空1分，共20分）1.原子吸收光譜儀中，空心陰極燈的作用是提供________的特征輻射。2.高效液相色譜的梯度洗脫是指在分離過程中按一定程序改變________的組成。3.氣相色譜的分離效能常用________衡量，其計(jì)算公式為________（寫出公式）。4.核磁共振波譜中，化學(xué)位移δ的定義是________（用參考物和樣品的共振頻率表示）。5.紫外-可見吸收光譜的定量依據(jù)是________定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為________。6.離子選擇性電極的電位選擇性系數(shù)Kij越________，說明電極對(duì)i離子的選擇性越好。7.紅外光譜中，振動(dòng)自由度與分子原子數(shù)n的關(guān)系為：線性分子________，非線性分子________。8.質(zhì)譜的質(zhì)量分辨率R定義為________（用相鄰兩峰的質(zhì)荷比表示）。9.高效毛細(xì)管電泳（CE）的主要分離模式包括毛細(xì)管區(qū)帶電泳、________、膠束電動(dòng)色譜等。10.原子發(fā)射光譜的激發(fā)光源中，________（填名稱）因穩(wěn)定性好、檢出限低，常用于金屬元素的定量分析。三、簡答題（每題6分，共30分）1.比較原子吸收光譜法（AAS）與原子發(fā)射光譜法（AES）在原理、儀器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上的主要差異。2.說明高效液相色譜中“反相色譜”與“正相色譜”的固定相、流動(dòng)相極性關(guān)系及適用樣品類型。3.簡述氣相色譜中“程序升溫”的作用及適用場景。4.核磁共振波譜中，影響氫核化學(xué)位移的主要因素有哪些？各舉一例說明。5.電位分析法中，為什么需要使用參比電極？常用的參比電極有哪些（至少列舉2種）？四、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.用紫外-可見分光光度計(jì)測定某藥物溶液的濃度。已知該藥物的摩爾吸光系數(shù)ε=4500L·mol?1·cm?1，使用1cm比色皿，測得吸光度A=0.630。計(jì)算該溶液的濃度（單位：mol/L）。2.某色譜柱分離A、B兩組分，測得保留時(shí)間tR(A)=5.2min，tR(B)=6.8min，死時(shí)間t0=1.2min，A峰底寬Wb(A)=0.8min，B峰底寬Wb(B)=1.0min。計(jì)算：（1）兩組分的分配比k(A)、k(B)；（2）色譜柱對(duì)B組分的理論塔板數(shù)n(B)；（3）兩組分的分離度R。五、綜合分析題（14分）某實(shí)驗(yàn)室需檢測中藥提取物中的有效成分（分子量約500，極性中等，熱穩(wěn)定性差）及其可能存在的痕量雜質(zhì)（分子量范圍200-800，極性差異大）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套儀器分析方案，包括：（1）樣品前處理方法；（2）選擇的主要分析儀器及理由；（3）關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化方向（如色譜柱類型、流動(dòng)相組成、檢測器選擇等）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.B3.A4.B5.B6.A7.B8.C9.A10.B11.C12.C13.A14.B15.B二、填空題1.待測元素2.流動(dòng)相（或溶劑）3.分離度；R=2(tR2-tR1)/(Wb1+Wb2)4.δ=[(ν樣-ν參)/ν參]×10?5.朗伯-比爾；A=εcl6.小7.3n-5；3n-68.R=m/Δm（m為質(zhì)荷比，Δm為兩峰質(zhì)量差）9.毛細(xì)管凝膠電泳（或毛細(xì)管等電聚焦）10.電感耦合等離子體（ICP）三、簡答題1.原理：AAS基于基態(tài)原子對(duì)特征光的吸收，AES基于激發(fā)態(tài)原子躍遷發(fā)射特征光；儀器結(jié)構(gòu)：AAS需銳線光源、原子化器、單色器（順序不同），AES需激發(fā)光源、分光系統(tǒng)、檢測器；應(yīng)用：AAS適合定量，AES可定性定量，多元素同時(shí)分析更高效。2.反相色譜：固定相極性低（如C18），流動(dòng)相極性高（水-甲醇），適用于中等極性至非極性樣品；正相色譜：固定相極性高（如硅膠），流動(dòng)相極性低（正己烷-乙酸乙酯），適用于極性樣品。3.作用：通過逐步升高柱溫，使不同沸點(diǎn)組分在最佳溫度下流出，改善分離度、縮短分析時(shí)間；適用場景：寬沸程樣品（如石油餾分）或組分沸點(diǎn)差異大的復(fù)雜樣品。4.因素：（1）誘導(dǎo)效應(yīng)（如CH3Cl中H的δ大于CH4）；（2）共軛效應(yīng)（如苯環(huán)上H受π鍵影響δ增大）；（3）氫鍵作用（醇羥基H因氫鍵δ移向低場）；（4）空間位阻（取代基靠近時(shí)屏蔽作用變化）。5.參比電極提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位，使指示電極的電位變化可測量；常用參比電極：飽和甘汞電極（SCE）、銀-氯化銀電極（Ag/AgCl）。四、計(jì)算題1.由A=εcl，c=A/(εl)=0.630/(4500×1)=1.4×10??mol/L2.（1）k(A)=(tR(A)-t0)/t0=(5.2-1.2)/1.2≈3.33；k(B)=(6.8-1.2)/1.2≈4.67（2）n(B)=16×(tR(B)/Wb(B))2=16×(6.8/1.0)2=16×46.24=739.84≈740（3）R=2×(6.8-5.2)/(0.8+1.0)=3.2/1.8≈1.78五、綜合分析題（1）樣品前處理：采用固相萃?。⊿PE）富集目標(biāo)成分，去除大分子雜質(zhì)（如蛋白質(zhì)）；若需溶解，選擇甲醇-水（4:6）混合溶劑（極性匹配）。（2）儀器選擇：超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UHPLC-MS/MS）。理由：UHPLC使用小粒徑填料（<2μm），分離效率高、速度