武汉大学分析化学下册05
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一、选择题1.原子吸收分析中,发射线的宽度()。
A.比吸收线的宽B.比吸收线的窄C.与吸收线一样宽窄【答案】B【解析】这是实现峰值吸收的基本条件之一。
2.在原子吸收光谱中,火焰的作用是()。
A.提供能量使试样蒸发并离解成基态原子B.发射待测原子的特征谱线C.提供能量使试样蒸发,离解并进一步使被测原子激发D.提供连续光源【答案】A3.原子吸收光谱分析中,测量的是()。
A.峰值吸收B.积分吸收C.分子吸收D.连续光谱4.原子吸收分析中,与火焰原子化法相比,无火焰原子化法的()。
A.原子化效率高,灵敏度高B.原子化效率低,灵敏度高C.原子化效率高,灵敏度低D.原子化效率低,灵敏度低【答案】A5.由于原子无规则的热运动所引起的变宽是()。
A.多普勒变宽B.劳伦兹变宽C.赫鲁茨马克变宽D.自然变宽【答案】B【解析】劳伦兹和赫鲁茨马克变宽是压力变宽,自然变宽是在无外界影响的情况下,谱带的自然宽度。
6.原子吸收分光光度法中,常在试液中加入KCl,是作为()。
A.释放剂B.缓冲剂C.保护剂D.消电离剂【答案】D【解析】由于原子的电离而引起的干扰为电离干扰,常加入易电离元素作为消电离剂。
7.若a和b两组分的吸收光谱互相重叠,干扰组分b的吸收光谱仅有一个吸收峰。
测定a时,用()。
A.解线性方程组法B.等吸收双波长消去法C.系数倍率法D.以上全部方法都可使用【答案】D【解析】解线性方程组法适合于光谱相互重叠的各种情况;因为干扰组分b的吸收光谱有一个吸收峰,可以找到等吸收的双波长,所以可以选用等吸收双波长消去法;干扰组分无论是否存在等吸收,都可以用系数倍率法消除干扰组分的干扰。
8.关于荧光,正确的叙述是()。
A.受激分子从激发的各个振动能级返回至基态时所发射出的光为荧光B.荧光波长大于激发光波长C.磷光波长小于荧光波长D.温度升高,溶液中荧光物质的荧光强度增强【答案】B【解析】A项,受激分子从激发态的最低振动能级返回至基态时所发出的光为荧光。
第12章 核磁共振波谱法一、选择题1.下列化合物在NMR 谱图上峰组数目最少的是( )。
A .(CH 3)2CHCH 2OHB .CH 3CH 2CH 2OHC .HOH 2CH 2OH【答案】C【解析】A 为4组;B 为4组;C 为2组;D 为3组。
2.关于NMR 氢谱,下面叙述不正确的是( )。
A .NMR 氢谱可以给出质子的类型和化学环境B .NMR 氢谱可以给出质子的分布C .NMR 氢谱可以给出质子间的相互关系D .NMR 氢谱可以鉴别化学环境相似的烷烃【答案】D【解析】A 项,通过化学位移,可以确定质子类型和所处的化学环境;B 项,通过比较积分高度,可以判断质子的分布;C 项,通过峰耦合和分裂可以给出质子间的相互关系;D 项,不能鉴别化学环境相似的烷烃。
3.下列化合物在H 1-NMR 谱图上峰组数目最多的是( )。
32B.CH3CH2CH2OHC.HOCH2CH2CH2OHD.【答案】B【解析】A为3组峰;B为4组峰;C为3绢蝰:D为3组峰。
4.磁各向异性效应使质子的化学位移值()。
A.不改变B.变大C.变小D.变大或变小【答案】D【解析】磁各向异性是化学键,尤其是π键产生的感应磁场,其强度及正负具有方向性,使在分子中所处的空间位置不同的质子所受的屏蔽作用不同的现象。
处于正屏蔽区的质子其化学位移值降低,处于负屏蔽区的质子其化学位移值增大。
5.化学位移是由于核外电子云的()所引起的共振时磁场强度的移动现象。
A.屏蔽作用B.能级裂分C.自旋耦合【答案】A6.射频区的电磁辐射的能量相当于()。
A.核能级的跃迁B.核自旋能级的跃迁C.内层电子的跃迁D.电子自旋能级的跃迁【答案】B7.在下列化合物中质子化学位移(δ)最大者是()。
【答案】D【解析】化学位移值与相邻原子的电负性的大小有关,相邻原子的电负性越大,吸电子效应越大,质子核外的电子云密度越小,屏蔽作用越小,化学位移值δ越大。
上述四种甲烷及其卤代物中,F的电负性最大,所以氟代甲烷的质子化学位移值δ最大。
第9章 紫外-可见吸收光谱法9-1 有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型?哪些类型的跃迁能在紫外-可见吸收光谱中反映出来?答:(1)有机化合物分子的电子跃迁的类型有:、、、σσ*→ππ*→n σ*→、等。
σπ*→πσ*→(2)能在紫外-可见吸收光谱中反映出来的跃迁类型有:、。
ππ*→n σ*→9-2 何谓溶剂效应?为什么溶剂的极性增强时,跃迁的吸收峰发生红移,而ππ*→跃迁的吸收峰发生蓝移?n π*→答:(1)溶剂效应是指溶剂极性对紫外-可见吸收光谱的影响,溶剂极性不仅影响吸收带的峰位,也影响吸收强度及精细结构。
如溶剂极性对光谱精细结构、π→π*跃迁谱带和n→π*跃迁谱带的影响。
(2)①当溶剂极性增强时,跃迁的吸收峰发生红移的原因是:发生ππ*→跃迁的分子,ππ*→在极性溶剂的作用下,基态与激发态之间的能量差变小了,因此向长波方向移动。
②当溶剂极性增强时,跃迁的吸收峰发生蓝移的原因是:发生跃迁的n π*→n π*→分子,在极性溶剂的作用下,基态与激发态之间的能量差变大了,因此向短波方向移动。
9-3 无机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型?为什么电荷转移跃迁常用于定量分析而配位场跃迁在定量分析中没有多大用处?答:(1)无机化合物分子的电子跃迁主要有两种类型:电荷转移跃迁和配位场跃迁。
(2)电荷转移跃迁常用于定量分析而配位场跃迁在定量分析中没有多大用处的原因为:电荷转移跃迁摩尔吸光系数较大,一般>,用于定量分析可以max ε41110L mol cm --⋅⋅提高检测的灵敏度;而配位场跃迁由于选择规则的限制,吸收谱带的摩尔吸光系数小,一般<,吸收光一般位于可见光区,因此其在定量分析方面不重要。
max ε11100L mol cm --⋅⋅9-4 何谓生色团和助色团?试举例说明。
答:(1)生色团是指某些有机化合物分子中存在不饱和键的基团,能够在紫外及可见光区域内(200~800nm )产生吸收,且吸收系数较大,这种吸收具有波长选择性,吸收某种波长(颜色)的光,而不吸收另外波长(颜色)的光,从而使物质显现颜色。
第5章 X 射线光谱法5-1 解释并区别下列名词:连续X 射线与X 射线荧光;吸收限与短波限;Mose1oy 定律与Bragg 方程;与谱线;K 线系与L 线系。
K αK β答:(1)连续X 射线与X 射线荧光连续X 射线是指在轰击金属钯的过程中,有的电子经历一次碰撞后能量耗尽,有的电子则需多次碰撞。
因为碰撞是随机的且电子数目很大,所产生的具有不同波长的X 射线。
X 射线荧光是指入射X 射线使低层电子激发成光电子后,高层电子落入低层电子的空轨道,并以辐射方式释放出能量而逐出的射线。
(2)吸收限与短波限吸收限是指物质对X 射线的吸收量随着辐射频率增大至骤然增大时的限度。
短波限是指一次碰撞后就丧失全部动能的电子所辐射出的具有最大能量且波长最短的X 射线光子。
短波限用表示。
0λ(3)Mose1ey 定律与Bragg 方程Mose1ey,式中,K 与S 是与线系有关的常数。
()K Z S =-Bragg 方程是指,式中,d 为晶面间距,为X 射线入射角。
2sin n d λθ=θ(4)与谱线K αK β射线是指由L 层跃迁到K 层辐射的X 射线。
K α射线是指由M 层跃迁到K 层辐射的射线。
K β(5)K 线系与L 线系K 线系是指K 层电子被逐出后,空穴可被外层的任一电子填空,从而产生一系列的谱线。
L 线系是指L 层电子被激发后,高层电子跃迁产生的一系列线系。
5-2 欲测定Si 0.7126nm ,应选用什么分光晶体?K α答:应选用PET (002)分光晶体。
根据Bragg 方程:。
2sin n d λθ=令,则。
1n =sin 2d λθ=因为0<sin <1,所以分光晶体的晶面间距满足<1,即>0.3563nm ,应选θ2d λd 用PET (002)。
5-3 试对几种X 射线检测器的作用原理和应用范围进行比较。
答:常用的X 射线检测器包括正比计数器、闪烁计数器和半导体检测器,其作用原理和应用范围比较如下:(1)正比计数器。
《仪器分析》作业参考答案第2章 光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成?它们的作用分别是什么? 参考答案:(1)稳定的光源系统—提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发,产生光谱; (2)试样引入系统(3)波长选择系统(单色器、滤光片)—将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带; (4)检测系统—是将光辐射信号转换为可量化输出的信号; (5)信号处理或读出系统—在显示器上显示转化信号。
2-2 单色器由几部分组成,它们的作用分别是什么? 参考答案:(1)入射狭缝—限制杂散光进入;(2)准直装置—使光束成平行光线传播,常采用透镜或反射镜; (3)色散装置—将复合光分解为单色光;(4)聚焦透镜或凹面反射镜—使单色光在单色器的出口曲面上成像; (5)出射狭缝—将额定波长范围的光射出单色器。
2-5 对下列单位进行换算:(1)150pm Z 射线的波数(cm -1) (2)Li 的670.7nm 谱线的频率(Hz )(3)3300 cm -1波数对应的波长(nm ) (4)Na 的588.995nm 谱线相应的能量(eV ) 参考答案:(1)171101067.61015011---⨯=⨯==cm cm λσ (2))(1047.4)(107.670100.314710Hz Hz c⨯=⨯⨯==-λν (3))(3030)(1003.3)(3300114nm cm cm =⨯===-νλ (4))(1.2)(10602.110995.588100.310625.6199834eV eV ch E =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---λ 2-6 下列种类型跃迁所涉及的能量(eV )范围各是多少?(1)原子内层电子跃迁; (4)分子振动能级跃迁; (2)原子外层电子跃迁; (5)分子转动能级跃迁; (3)分子的电子跃迁 参考答案跃迁类型 波长范围 能量范围/eV 原子内层电子跃迁 10-1 ~ 10nm 1.26×106 ~1.2×102原子外层电子跃迁 200 ~ 750nm 6~1.7 分子的电子跃迁 200 ~ 750nm 6~1.7 分子振动能级跃迁 0.75 ~ 50μm 1.7~0.02 分子转动能级跃迁50 ~ 1000μm2×10-2~4×10-7第10章 吸光光度法(上册)2、某试液用2cm 吸收池测量时,T=60%。
1.写出下列溶液的质子条件式。
a.c1 mol·L-l NH3 + c2 mol·L-l NH4Cl;c.c1 mol·L-l)H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH;解:a. 对于共轭体系,由于构成了缓冲溶液,所以可以将其视为由强酸(HCl和弱碱(NH3)反应而来,所以参考水准选为HCl, NH3和H2O 质子条件式为:[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-]或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]c. 直接取参考水平:H3PO4 , HCOOH , H2O质子条件式:[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-]3.计算下列各溶液的pH。
a.0.050 mol·L-l NaAc;c.0.10 mol·L-l NH4CN;e.0.050 mol·L-l氨基乙酸;g.0.010 mol·L-l H2O2液;i.0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。
解:a.对于醋酸而言,Kb = Kw / Ka = 5.6 ⨯ 10-10应为cKb = 5.6 ⨯ 10-10⨯ 5 ⨯10-2 = 2.8 ⨯ 10-11> 10Kwc/Kb> 100 故使用最简式;[OH -] = 105.6100.05-⨯⨯ = 5.29⨯ 10-6pH = 14 – pOH = 8.72 c. NH 4+ K a ’ = 5.6 ⨯ 10-10 HCN K a = 6.2. ⨯ 10-10 cK a ’ > 10K w c > 10 K a 由近似公式可以得到:[H +] = 'a a K K = 206.2 5.610-⨯⨯ = 5.89⨯ 10-10pH = 10 – 0.77 = 9.23e. 氨基乙酸一端羧基显酸性,一端氨基显碱性,K a1 = 4.5⨯ 10-3 , K a2 = 2.5 ⨯ 10-10c/K a2> 100 且c > 10 K a1 所以[H +] =12a a K K =134.2 2.510-⨯⨯ = 1.06 ⨯ 10-6pH = 6-0.03 = 5.97g. 对于双氧水而言,K a = 1.8 ⨯ 10-12 cK a < 10K w c/K a > 100 所以可以计算氢离子浓度[H +] = a w cK K + = 14141.810110--⨯+⨯ = 1.67 ⨯ 10-7pH = 7 – 0.22 = 6.78i. 由于ClCH 2COONa + HCl = ClCH 2COOH + NaCl所以原溶液可以看成0.050mol/L 的ClCH 2COOH 和0.010mo/LHCl 的混合溶液设有x mol/L 的ClCH 2COOH 发生离解,则 ClCH 2COOH ClCH 2COO - + H +0.05-xx 0.01+x所以有(0.01)0.05x xx +- = K a = 1.4 ⨯ 10-3解得x = 4.4 ⨯ 10-3mol/L那么[H +] = 0.0144mol/L pH = -log [H +] = 1.845.某混合溶液含有0.10 mol ·L -l HCl 、2.0×10-4 mol ·L -l NaHSO 4和2.0×10-6 mol ·L -l HAc 。
5.5.1. 多晶粉末法 2. 粒子大小的测定固体催化剂、高聚物以及蛋白质粒子的大小与它们的性能有密切关系。
这些物质的晶粒太大(10-4~10-6cm,不能再近似地看成是具有无限多晶面的理想晶体,所得到的衍射线条就不够尖锐而产生一定的宽度。
根据谱线宽度,利用有关计算公式,可求得平均晶粒大小。
5.5.2. 单晶衍射法测定单晶晶体结构的主要设备是四圆衍射仪。
单晶结构分析是结构分析中最有效的方法之一。
它能为一个晶体给出精确的晶胞参数,同时还能给出晶体中成键原子间的键长、键角等重要的结构化学数据。