中国矿业大学2006～2007学年第2学期
《近代仪器分析》试卷（A）卷
课程编号：06404 考试时间：100 分钟 考试方式：闭卷
一、 名词解释（本题5小题，每小题2分，共10分）
1. 驰豫：从高能态回到低能态不以辐射的形式放出原来所吸收能量的过程叫
驰豫；
2. 压力变宽：由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微
变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽； 3. 蓝移：吸收波长向短波方向移动的现象叫蓝移； 4. 分子离子：分子失去一个电子形成的离子叫分子离子；
5.助色团：能使吸收峰波长向长波方向移动的杂原子基因称为助色团。
评分标准：概念完全正确给全分；
基本正确扣0.5分； 概念中个别问题说不清楚扣1分；
完全错误扣2分。
二、 选择题（本题10小题，每小题2分，共20分）
1.B
2.B 3.B 4.C 5.B
6.B 7.A 8.C 9.D 10.C 评分标准：错一个扣2分
三、简答题（本题5小题，每小题5分，共25分）
1.（CH3）3N能发生n→ζ跃迁，其λ时，该峰会怎么变化？为什么？
答：在酸中测定时，（CH3）3N在λ（CH3）3N能发生n→ζ跃迁，产生λ
3
*
maxmax
*
max
=227nm（ε=900）。试问，若在酸中测定
=227nm（ε=900）的吸收峰会消失（2分）。
=227nm（ε=900）的吸收峰是因分为（CH3）
=227nm（ε
N中存在氮的孤对电子，而在酸中存在大量的氢离子，（CH3）3N 中氮存在孤对电子
max
会和氢离子作用产生氢键，从而氮的孤对电子消失，相应（CH3）3N在λ=900）的吸收峰会消失（3分）。
2.什么叫梯度洗脱？它与气相色谱中的程序升温有何异同？
答：梯度洗脱就是在分离的过程中，让流动相的组成、极性、pH值等按一定的程序连续变化。使样品中各组分能在最佳的分配比下出峰。使保留时间短，拥挤不
堪、甚至重叠的组分，保留时间过长而峰形扁平的组分获得良好的分离，特别适合样品中组分的分配比范围很宽的复杂样品的分析（3分）。梯度洗脱十分类似气相色谱的程序升温，两者目的相同。不同的是程序升温是通过程序改变柱温，而液相色谱是通过改变流动相组成、极性、pH值来达到改变分配比的目的。（2分）
3. 原子吸收分光光度计由那几部分组成，简要说明各部分的作用。
答：原子吸收分光光度计由五部分组成：（1）光源，提供锐线光源（即辐射线）（1.5分）；（2）原子化系统，使待测的样品变成原子（1.5分）；（3）分光系统，使待测谱线与临近的谱线分开（1分）；（4）检测系统，检测谱线的吸光情况（0.5分）；（5）显示系统，显示检测的结果（0.5分）。
4. 回答飞行时间质谱仪工作原理。
答：试样进入离子源，受到电子轰击变成正离子，通过在栅极上是加一负脉冲将正离子引出电离室，进入一电场区，在电场区获得一动能，然后以速度v飞越长度为L的无电场又无磁场的漂移空间，最后到达离子接收器。
zU = ? mv v =（2zU/m）
2
0.5
t=L（m/2zU）
0.5
0.5
在L、U参数不变条件下，离子由离子源到达接收器的t与（m/z）成正比。 5. 回答C6H5-CH2-NH2与CH3-CO-N(CH3)2红外光谱有何不同？
答：C6H5-CH2-NH2的红外谱图中C6H5-骨架振动峰1600cm-1，1500 cm-1；苯环上的氢3040 cm-1；苯环单取代700 cm-1，750 cm-1； -NH2伸缩振动峰3400 cm-1左右。（3分）
CH3-CO-N(CH3)2中的CO的伸缩振动峰在1700 cm-1左右（1分）；N(CH3)2上甲基的振动偶合在1370 cm-1左右产生两个强度相当的两峰（1分）。 评分标准：简答题回答全面，内容正确，给全分； 回答内容不全，酌情扣分； 没有回答全扣分。 四、计算题（本题2小题，共20分）
1． 在1m长的填充柱上，某化合物A及其异构体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（1）载气的平均线速率；（2）组分A和B的k；（3）该色谱柱的平均理论塔板数；（4）组分A和B的R；（5）组分A和B达到完全分离时所需柱长。（12分） 解：tA=5.80 tB=6.60 tM=1.10 YA=0.78 YB=0.82 （1） 载气的平均线速率 u?L?100?1.52cm/s（1分）
t01.1?60
'tA （2）kA?tM??5.80?1.10?4.27 （1分）
1.10'tB kB?tM6.60?1.10?5.0 （1分）
1.1022?tA??5.80???16 （3）nA?16????884.68（1分） ?Y?0.78???A??tBnB?16??Y?Bn???6.60???16???1036（1分） ?0.82???221?nA?nB??960.6?961（1分） 2（4）
R?tR2?tR11?Y1?Y2?2?L1?? ?L2?2?2?6.60?5.80??1.0（3分）
0.78?0.82?R1（5）因为??R?221?1?所以? L2?2.25m（3分） ??1.5L??22． 用原子吸收分光光度法测定矿石中的金。称取试样1.050g，经溶解处理后，转
移到250mL容量瓶中。标准金溶液在250mL中含金1.00×10-3g。吸取10.00mL矿样溶液于100mL容量瓶中；在另一个100mL容量瓶中，加入10.00mL矿样溶液和10.00mL标准金溶液，均稀释到刻度，测的吸光度分别为0.326和0.678。计算该矿样中的金的百分含量。（8分） 解：设该1.05g矿样中金含量为x 由吸光度A与浓度c之间的关系为A=k*c
x?10250所以的两式（1）k??0.326 100
x1?10?3?10??10250250?0.678 （2）k?100联合（1）（2）两式求解x=9.26×10-4g 该矿样中的金的百分含量
9.26?10?4?100%?8.82?10?2%?0.0882%
1.05五、推断题（本题3小题，共25分）
1． 某两异构体的分子式为C4H8O2，二者在红外光谱1735cm-1处均有强吸收，它们
的核磁共振谱如下，试推断它们的结构。（7分） 解：根据分子式计算化合物的不饱和度：
Ω=1 说明有一个双键，
此二异构体在红外光谱1735 cm-1处均有强吸收，说明此二化合物中均有羰基C=O。
由图1知：
（1） δ4.2，四重峰，2H：是-CH2-，旁邻-CH3和-O-，有结构CH3-CH2-O-； （2） δ2.0，单峰，3H：是-CH3，旁邻C=O，有结构CH3-C=O； （3） δ1.3，三重峰，3H：是-CH3，旁邻-CH2-，有结构CH3--CH2-；
由此该化合物结构为CH3?CH2?O?C?CH3
由图2知：
（1） δ3.7，单峰，3H：是-CH3，旁邻-O-，有结构CH3- O-；
（2） δ2.4，四重峰，2H：是-CH2-，旁邻-CH3和C=O，有结构CH3-CH2-C=O； （3） δ1.2，三重峰，3H：是-CH3，旁邻-CH2-，有结构CH3--CH2-；
由此该化合物结构为CH3?CH2?C?O?CH3
2.从杏仁核中分离出一种化合物，经测定其分子式为C7H6O。其红外光谱如图，试确定此化合物的结构。（8分）
解：根据分子式计算该化合物的不饱和度：
Ω=5 不饱和度≥4可能有苯环的存在
（1）3040，1600与1500cm的吸收峰说明有苯环的存在； （2）2750和2850cm的吸收峰说明有醛基的存在；
-1
-1
（3）1700cm的强吸收峰说明有羰基的存在；
根据（1）-（3）可知C、H、O原子数为C7H6O，与分子式相符合。
因此该化合物为苯甲醛。
3．已知某未知物为纯物质，分子式为C4H4O，相对分子质量是68.98。试根据其红外，核磁图谱确定该未知物的分子结构式。（10分）
解：根据分子式计算该化合物的不饱和度：
Ω=3 可能有一个双键和一个三键的存在
由图3 2100 cm有强吸收峰，说明有碳碳三键的存在；
2980，2920，1425，1368cm有吸收峰，说明有CH3； 1685 cm有强吸收峰，说明有共扼的C=O； 3280 cm有吸收峰，为碳碳三键上-C-H振动。
由图4 根据积分面积计算知两组互不偶合的氢核的个数比为3：1
δ=2.6 单峰3H，说明CH3存在，与-CO相连；
δ=3.4 单峰1H，说明CH=－CO－。 综上可知：该化合物结构为 HC=C-CO -CH3
-1-1
-1
-1
-1