(2025年)儀器分析總習(xí)題及參考答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.下列關(guān)于紫外-可見吸收光譜中R吸收帶的描述，錯誤的是（）A.由n→π躍遷產(chǎn)生B.吸收強(qiáng)度低（ε<100）C.隨溶劑極性增大，吸收波長紅移D.常見于含羰基、硝基的化合物中2.原子吸收光譜法中，空心陰極燈的主要作用是（）A.提供連續(xù)光譜B.發(fā)射待測元素的特征銳線光譜C.激發(fā)試樣原子發(fā)射特征譜線D.消除背景干擾3.高效液相色譜（HPLC）中，若需分離強(qiáng)極性小分子化合物，最適宜的色譜模式是（）A.反相色譜B.正相色譜C.離子交換色譜D.尺寸排阻色譜4.質(zhì)譜分析中，電噴霧離子化（ESI）通常產(chǎn)生（）A.單電荷正離子B.多電荷離子（如[M+nH]??）C.碎片離子D.分子離子峰不明顯5.紅外光譜中，C=O伸縮振動的特征吸收峰波數(shù)范圍約為（）A.3600-3200cm?1B.2200-2000cm?1C.1750-1600cm?1D.1500-1300cm?16.氣相色譜（GC）中，衡量柱效的參數(shù)是（）A.分離度（R）B.理論塔板數(shù)（n）C.保留時間（tR）D.分配系數(shù)（K）7.電位分析法中，玻璃電極的響應(yīng)機(jī)理主要基于（）A.離子交換與擴(kuò)散B.電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)C.吸附作用D.沉淀溶解平衡8.原子發(fā)射光譜（AES）的激發(fā)光源中，適用于高含量樣品分析的是（）A.直流電弧B.交流電弧C.電感耦合等離子體（ICP）D.火花光源9.熒光光譜與吸收光譜的關(guān)系中，正確的是（）A.熒光發(fā)射光譜與激發(fā)光譜完全對稱B.熒光發(fā)射波長通常大于激發(fā)波長（斯托克斯位移）C.熒光強(qiáng)度與激發(fā)光強(qiáng)度成反比D.熒光壽命與分子結(jié)構(gòu)無關(guān)10.核磁共振（NMR）中，化學(xué)位移（δ）的參考物質(zhì)通常是（）A.四甲基硅烷（TMS）B.水（H?O）C.丙酮（CH?COCH?）D.氯仿（CHCl?）11.下列檢測器中，HPLC中不能用于梯度洗脫的是（）A.紫外檢測器（UV）B.示差折光檢測器（RID）C.熒光檢測器（FLD）D.二極管陣列檢測器（DAD）12.原子吸收光譜法中，消除物理干擾的常用方法是（）A.加入釋放劑B.標(biāo)準(zhǔn)加入法C.扣除背景校正D.選擇次靈敏線13.質(zhì)譜儀中，磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)量分析器的質(zhì)量分辨率與（）相關(guān)A.加速電壓B.磁場強(qiáng)度C.離子電荷數(shù)D.以上均是14.電化學(xué)分析法中，庫侖分析法的理論基礎(chǔ)是（）A.能斯特方程B.法拉第電解定律C.塔菲爾公式D.歐姆定律15.紅外光譜中，區(qū)分伯、仲、叔胺的主要依據(jù)是（）A.N-H伸縮振動峰的數(shù)目與位置B.C-N伸縮振動峰的強(qiáng)度C.胺的分子量大小D.胺的溶解性二、填空題（每空1分，共20分）1.紫外-可見光譜定量分析的基礎(chǔ)是__________，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為__________。2.原子吸收光譜法中，火焰原子化器由__________和__________兩部分組成。3.高效液相色譜的化學(xué)鍵合固定相中，最常用的非極性鍵合相是__________（簡寫）。4.質(zhì)譜圖中，分子離子峰的質(zhì)荷比（m/z）對應(yīng)化合物的__________。5.紅外光譜的特征區(qū)是指波數(shù)__________cm?1的區(qū)域，該區(qū)域主要反映__________的振動。6.氣相色譜中，分配系數(shù)K=__________，K越大，組分在固定相中保留時間__________。7.電位分析法中，參比電極的作用是提供__________，常用的參比電極有__________（舉一例）。8.原子發(fā)射光譜的定性分析依據(jù)是__________，定量分析的基本方法是__________。9.熒光光譜的兩個基本特征是__________和__________。10.核磁共振中，化學(xué)位移δ的定義是__________，其單位為__________。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）的異同點(diǎn)。2.簡述高效液相色譜中梯度洗脫的作用及適用場景。3.質(zhì)譜分析中，基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）與電噴霧電離（ESI）的主要區(qū)別是什么？4.紫外-可見光譜定量分析時，為什么需要選擇最大吸收波長（λmax）作為檢測波長？5.簡述氣相色譜中程序升溫的優(yōu)點(diǎn)及適用樣品類型。四、計(jì)算題（共20分）1.（6分）用紫外-可見分光光度計(jì)測定某樣品中A物質(zhì)的濃度。已知A的摩爾吸光系數(shù)ε=2.5×103L·mol?1·cm?1，使用1cm比色皿，測得吸光度A=0.500。計(jì)算A物質(zhì)的濃度（單位：mol/L）。2.（7分）某色譜柱分離兩組分，測得死時間t?=1.0min，組分1的保留時間tR1=5.0min，峰底寬W1=0.5min；組分2的保留時間tR2=7.0min，峰底寬W2=0.7min。計(jì)算：（1）兩組分的調(diào)整保留時間tR1’、tR2’；（2）色譜柱對組分2的理論塔板數(shù)n；（3）兩組分的分離度R。3.（7分）用原子吸收光譜法測定水樣中的Cu2+濃度。取5份25.00mL水樣，分別加入0、1.00、2.00、3.00、4.00mL濃度為10.0μg/mL的Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容至50.00mL，測得吸光度依次為0.120、0.250、0.380、0.510、0.640。繪制標(biāo)準(zhǔn)加入法工作曲線，計(jì)算水樣中Cu2+的濃度（單位：μg/mL）。參考答案一、選擇題1.C2.B3.B4.B5.C6.B7.A8.D9.B10.A11.B12.B13.D14.B15.A二、填空題1.朗伯-比爾定律；A=εbc2.霧化器；燃燒器3.C18（或ODS）4.分子量（或相對分子質(zhì)量）5.4000-1300；官能團(tuán)6.固定相中濃度/流動相中濃度；越長7.恒定的電位；飽和甘汞電極（或Ag/AgCl電極）8.特征譜線的波長；內(nèi)標(biāo)法（或標(biāo)準(zhǔn)曲線法）9.斯托克斯位移；熒光發(fā)射光譜與激發(fā)光譜的鏡像關(guān)系10.（ν樣品-ν標(biāo)準(zhǔn)）/ν標(biāo)準(zhǔn)×10?；ppm三、簡答題1.相同點(diǎn)：均基于原子外層電子躍遷，用于元素分析；儀器均包含光源（或激發(fā)源）、原子化器、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)。不同點(diǎn)：AAS是吸收光譜（基態(tài)原子吸收特征輻射），AES是發(fā)射光譜（激發(fā)態(tài)原子躍遷回基態(tài)發(fā)射特征輻射）；AAS光源為銳線光源（如空心陰極燈），AES激發(fā)源為電弧、ICP等；AAS主要用于定量，AES可同時定性和定量；AAS干擾較少，AES易受自吸、基體效應(yīng)影響。2.梯度洗脫是指在分離過程中按一定程序改變流動相的組成（如有機(jī)溶劑比例），使流動相極性逐漸變化。作用：提高復(fù)雜樣品的分離度，縮短分析時間，改善峰形（避免拖尾）。適用場景：樣品中組分極性范圍寬（如大分子、多官能團(tuán)化合物）、傳統(tǒng)等度洗脫無法有效分離的情況。3.MALDI與ESI的主要區(qū)別：-離子化機(jī)制：MALDI通過激光照射基質(zhì)，基質(zhì)吸收能量后氣化并攜帶analyte分子形成離子（主要為單電荷離子）；ESI通過高電壓使液滴帶電，溶劑蒸發(fā)后形成多電荷離子（尤其適用于大分子）。-樣品狀態(tài)：MALDI通常處理固體或結(jié)晶樣品，ESI處理液體樣品（如HPLC流出液）。-適用范圍：MALDI適合生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸）的質(zhì)量測定；ESI適合極性大分子（如多肽、糖蛋白）的多級質(zhì)譜分析。4.選擇λmax的原因：-λmax處摩爾吸光系數(shù)ε最大，測定靈敏度最高；-此處吸收曲線較平坦，波長微小波動對吸光度影響小，測定誤差低；-避免其他物質(zhì)在非λmax處的干擾，提高選擇性。5.程序升溫的優(yōu)點(diǎn)：-改善寬沸程樣品的分離效果（低沸點(diǎn)組分快速流出，高沸點(diǎn)組分充分分離）；-縮短分析時間（無需等待高沸點(diǎn)組分在恒溫下緩慢流出）；-減少固定液流失（高溫段停留時間短）。適用樣品類型：沸點(diǎn)范圍寬（如石油餾分、環(huán)境污染物）、組分間沸點(diǎn)差異大的復(fù)雜樣品。四、計(jì)算題1.根據(jù)朗伯-比爾定律A=εbc，c=A/(εb)=0.500/(2.5×103×1)=2.0×10??mol/L。2.（1）tR1’=tR1-t?=5.0-1.0=4.0min；tR2’=7.0-1.0=6.0min。（2）n=16×(tR2/W2)2=16×(7.0/0.7)2=16×100=1600。（3）R=2×(tR2-tR1)/(W1+W2)=2×(7.0-5.0)/(0.5+0.7)=4.0/1.2≈3.33。3.設(shè)水樣中Cu2+濃度為c（μg/mL），加入標(biāo)準(zhǔn)溶液后，各溶液中Cu的濃度為：c?=25c/50=0.5c；c?=(25c+1.00×10.0)/50=0.5c+0.20；c?=0.5c+0.40；c?=0.5c+0.60；c?