现代分析测试课后思考题

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现代分析测试技术课后思考题

序论思考题

1. 现代分析测试技术的特点有哪些?

2. 晶体的性质。

3. 等轴晶系的晶面间距的计算。

4. 核外电子运动状态描述。

5. 举例说明泡利不相容原理、能量最低原理和洪德规则的应用。

6. 晶体的对称特点。

7. 晶面、晶棱、面网符号的计算及表示方法。

XRD思考题

8. X射线产生的原理是什么？

9. 何谓连续X射线和特征X射线？试解释产生的原因。

10. 连续X射线的短波限取决于什么？试说明。

11. X射线的强度变化与哪些因素有关？

12. X射线与物质相互作用有哪三种情形？

13. 布拉格方程的推导和应用。

14. X射线分析有哪些应用？

15. 获得晶体衍射花样的三种基本方法。各有什么应用？

16. 解释相干散射、非相干散射。

17. X射线的本质。

18. JCPDS主要有哪种索引?

19. 简述粉晶X射线物相定性分析原理。

XRF思考题

20. X射线的本质和特点

21. 特征X射线荧光是如何产生的

22. 简述Moley定律和Bragg定律

23. X射线荧光光谱仪的结构与主要类型

24. 简述X射线荧光光谱定性和定量分析的依据

25. X射线荧光光谱法的主要特点

分子荧光思考题

26. 荧光及磷光的产生机理？

27. 哪些物质可以发射荧光？

28. 影响荧光发射的因素有哪些？

29. 荧光光谱仪可测哪些发光信息？

30. 荧光光谱仪由哪几部分构成？

答：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器。

31. 荧光光谱仪有什么特点？

答：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。

32. 荧光激发光谱和发射光谱有什么不同？

33. 荧光光谱仪可用在哪些方面？

气相色谱思考题

34. 简要说明气相色谱分析的基本原理

35. 气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?

；.

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36. 讨论气相色谱操作条件的选择，选择程序升温的优势。

37. 常用载气有哪些 ? 如何选择和净化载气 ?

38. 简述在气相色谱分析中,进样口的温度设置原则。

39. 简述色谱定量分析中的内标法定义及内标物的选择原则。

40. 色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?

41. 试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。

42. 阐述色谱分析的过程及固定相、流动相的定义

43. 阐述毛细管气相色谱分析中为什么要设置分流比及设置原则

44. 高效液相色谱法和气相色谱法的主要区别？

45. 试阐述色谱分析法的特点及气相色谱、液相色谱各适用于分析什么物质。

46. 简述气相色谱分析中的分配系数与分配比的区别。

热分析思考题

47. 热重分析法的基本原理是什么？

48. 影响热重（TG ）曲线的因素有哪些？

49. 差热分析仪（DTA）的基本原理是什么？

50. 差热（DTA）曲线的影响因素有哪些？

51. 差热分析法的应用有哪些方面？

52. 差示扫描量热法的应用有哪些方面？

53. 热重分析法的应用有哪些方面？请举例说明。（至少举5例）

54. 检测质量的变化最常用的办法就是用热天平，通常测量有哪两种方法？

55. 解释：热分析、热重分析、差热分析、微商热重法、差示扫描量热法

液相色谱思考题

56. 简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要区别？

57. 液相色谱仪主要由哪几部分组成，其主要功能是什么？

58. 高效液相色谱法的主要特点和优点是什么？

59. 高效液相色谱对流动相有什么基本要求?

60. 高效液相色谱流动相在使用前要如何处理?

61. 高效液相色谱的方法学考察主要包括什么？

紫外可见思考题

62. 紫外-可见吸收光谱

63. 吸收光谱的测量-----Lambert-Beer 定律

64. 紫外-可见光度计仪器组成

65. 分析条件选择

66. UV-Vis-Nir分光光度法的应用

显微形貌分析思考题

67. 透射电子显微镜（TEM）

68. 扫描电子显微镜（SEM）

69. 扫描探针显微镜（SPM）

；.

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思考题答案

1. 现代分析测试技术的特点有哪些?

答：（1）分析测试仪器系列化

化学成分分析、结构分析、谱学分析、显微分析、物化性能分析等等。

（2）分析测试仪器数字化

控制程序化，结果（数据、图像）数字化、分析计算自动化、操作界面化、简单化等。

（3）分析测试仪器多功能化

如电子显微镜、扫描探针、X射线衍射仪等。

（4）分析测试速度高速化

如X射线衍射仪、红外光谱仪、 DNA测序等

（5）分析测试试样超微量化

成分和结构的微区分析、生化分析等。

（6）分析测试仪器超小型化

过去的大型精密仪器，现在都可以放在办公桌上了，如激光拉曼光谱仪、光学吸收谱仪等

等。

2. 晶体的性质？

答：自限性（自范性）：晶体在一定条件下能自发形成几何多面体的形状。

结晶均一性：同一晶体的不同部分具有相同的性质。

各向异性：晶体性质随方位不同而有差异的特性。

对称性：晶体中的晶面晶棱、角顶、结点及物理化学性质等在不同方向作有规律地重复。

最小内能性：在相同热力学条件下，与同种成分的非晶体液体、气体相比，其内能最小。

稳定性。

3. 等轴晶系的晶面间距的计算？

答：等轴晶系平行面网的面网间距d与面网指数和晶格常数a、b、c有下列关系

hkl

等轴晶系：a = b = c，α=β=γ = 90；晶面符号的具体数值等于该晶面在结晶轴上所截

截距系数的倒数比，表达为（h k l） ，即米氏符号；h : k : l =1/a:1/b:1/c

4. 核外电子运动状态描述？

答：

① 主量子数n 主量子数 n 决定原子轨道的能量。

；.

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② 角量子数 l 角量子数 决定原子轨道的形状。

③ 磁量子数m 磁量子数 m 决定原子轨道在空间的取向。

④ 自旋量子数m 决定电子自旋方向

s

综上所述，n、l 、m 三个量子数可以确定一个原子轨道，而 n、l 、m 、 ms四个量子数

可以确定电子的运动状态。

5. 举例说明泡利不相容原理、能量最低原理和洪德规则的应用？

答：（1）泡利不相容原理：在一个原子中，不可能存在四个量子数完全相同的两个电子。由

泡利不相容原理，可知一个原子轨道最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋必须相

反。

（2）能量最低原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽可能排布在能

量最低的轨道上，当能量最低的轨道排满后，电子才依次排布在能量较高的轨道上。

（3）洪德规则：电子在简并轨道上排布时，总是以自旋相同的方式分占尽可能多的轨道。

作为洪德规则的补充，简并轨道在全充满、半充满和全空时是比较稳定的。

6. 晶体的对称特点？

答：晶体的宏观对称要素有：对称面（P）、对称轴（Ln）、 旋转反伸轴（Lin ）、对称中心

（C）。

晶体上所有对称要素的组合称为对称型（点群），共有32个。在晶体的对称型中，根据

有无高次轴和高次轴多少，把32个对称型划分出三个晶族；又根据对称特点划分为7个晶

系。

•宏观对称的主要特征：有限图形的对称；对称要素的组合在空间相交于一点（没有平

移操作）。

•微观对称的主要特征：格子构造为无限图形的对称；对称要素的组合在空间呈周期性

分布（有平移操作）。 晶体内部构造中除其外形上可能出现的对称要素外，还出现特有的与

平移有关的微观对称要素：平移轴、滑移面（象移面）、螺旋轴

7. 晶面、晶棱、面网符号的计算及表示方法？

答： 晶面符号:

它是根据晶面与各结晶轴的交截关系，用简单的数字符号形式来表达它们在晶体上方位的一

种晶体学符号。

晶面符号的具体数值等于该晶面在结晶轴上所截截距系数的倒数比，表达为（h k l）。由米

勒发明，也称米氏符号。

其中：h : k : l =1/p:1/q:1/r p = OX/a, q = OY/b,

r = OZ/c。 如晶面符号为（321）。

晶棱符号：

晶棱符号只涉及方向, 不涉及具体位置。

为晶棱上某点在结晶轴上所截截距系数的比，表达为[u v w]。其中 u:v:w = MR/a : MK/b :

MF/c。如图晶棱符号为[123]。

；.

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面网符号采用米氏符号，写成（hkl），是指面网在晶轴上的分数截距的倒数（等于在晶轴上

的截距系数的倒数

8.X射线产生的原理是什么？

答：X射线的产生主要与原子内部电子的激发有与跃迁有关。当原子受到电子的高速撞击时，

如果这些电子束的能量足够大，它们就会将原子内层的电子打出去，这一过程成为激发。当

内层电子被激发后，便在原有的位置上留下一个空穴。外层高能级上的电子必然会填补这个

空穴，这一过程成称为跃迁。跃迁的过程伴随着能量的释放，方式有多种。其中一种重要的

形式是以光子的形式辐射，这就是X射线的发生。X射线频率的计算公式：hν=E2-E1；E1、

E2为两个能级的能量。

9. 何谓连续X射线和特征X射线？试解释产生的原因？

答：何谓连续X射线：正如太阳光包含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等许多不同波长的光

一样，从X射线管中发出的X射线也不是单一波长（单色）的，而是包含有许多不同波长的

X射线。这些波长构成连续的光谱，且是从某一最小值开始的一系列连续波长的幅射。它与

可见光中的白光相似，故称白色X射线或称连续X射线。

连续X射线产生的原因：连续X射线光谱(或称白色X射线)是由于快速移动的电子在

靶面突然停止而产生的。每一个电子，由于突然停下来的结果，它把它的动能的一部分变为

热能，一部分变为一个或几个X射线量子。由于电子的动能转变为X射线能量的有多有少，

所放出的X射线的频率有所不同。因此，由此产生的X射线谱是连续的，但是有一个最短波

长的极限，这相当于某些电子把其全部的能量转变为X射线能量时，频率最大的情况。

何谓特征X射线：谱线的波长与管压和管流无关，它与靶材有关，对给定的靶材，它们

的这些谱线是特定的。因此，称之为特征X射线或标识X射线。产生特征X射线的最低电压

称激发电压。

特征X射线产生的原因：特征X射线光谱产生的原因与连续光谱完全不同。由阴极飞驰

来的电子，在其与阳极的原子相作用时，把其能量传给这些原子中的电子，把这些电子激发

到更高一级的能阶上；换句话说，就是把原子的内层电子打到外层或者甚至把它打到原子外

面，而使原子电离，从而在原子的内电子层中留有缺席的位置。

此时原子过渡到不稳定的受刺激的状态。原子停留在这样的受刺激状态的寿命不超过

10-3秒，外层的电子立即落到内层填补空位。当发生这种过渡时，原子的能量重新减少，

多余的能量就作为X射线量子发射出来X射线的频率由下式决定：

hv =E2-E1

式中E1和E2为原子的正常状态能量和受刺激状态时的能量

由于各类原子的能阶有别，所以特征X射线的波长随阳极的材料而异。特征X射线的波

长与阳极材料的原子序数的平方成反比。

10. 连续X射线的短波限取决于什么？试说明？

答：连续谱线中最短波长与X射线管的电压有关。

在极限情况下，若电子将其能量完全转换为一个光子的能量，则此光子能量最大、波长最短、

频率最高，因此连续谱有一个下限波长λmin。 λmin与X射线管工作电压关系可由下式推

导：

电子动能=电子由阴极至阳极时电场所做的功=X射线光子能量

即 所以

hc

mvhc

2



min





eVhv

max

eV

2



min

；.

.

11. X射线的强度变化与哪些因素有关？

答：连续X射线的总强度取决于电压、电流、阳极靶原子序数

实验证明，连续X射线的总强度与管电流i、管电压V、阳极靶的原子序数Z存在如下关系：

m

IkiZV



1

12. X射线与物质相互作用有哪三种情形？

答：X射线与物质相互作用时，产生各种不同的和复杂的过程。就其能量转换而言，一束X

射线通过物质时，可分为三部分：一部分被散射，一部分被吸收，一部分透过物质继续沿原

来的方向传播。

13. 布拉格方程的推导和应用？

答：

公式推导：射线2比射线1多走了D-B-F的距离，△=DB+BD=dsinθ+ dsinθ=2 dsinθ;X射线

在该方向上发生衍射的条件----X射线通过干涉加强的条件是△为波长的整数倍，即△=nλ；

故有nλ=2 dsinθ。这就是著名布拉格方程。

应用：（1）已知晶体的d值，通过测量θ，求特征X射线的λ，并通过λ判断产生特征X

射线的元素。这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。

（2）已知入射X射线的波长，通过测量θ，求面网间距。并通过面网间距，测定晶体结

构或进行物相分析。

14. X射线分析有哪些应用？

答： 物相分析；定量分析；晶胞参数的精确测定；晶粒尺寸和点阵畸变的测定；介孔材料、

长周期材料的低角度区衍射；薄膜的物相鉴定及取向测定；薄膜的反射率、厚度、密度及界

面粗糙度测定。

15. 获得晶体衍射花样的三种基本方法。各有什么应用？

答：（1）劳埃法（劳厄法）。劳埃法也称固定单晶法。用连续X射线谱作为入射光源，单晶

固定不动，入射线与各衍射面的夹角也固定不动，靠衍射面选择不同波长的X射线来满足布

拉格方程。产生的衍射线表示了各衍射面的方位，固此法能够反映晶体的取向和对称性。

劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向。

（2）旋转晶体法。旋转单晶法是用单色X射线照射单晶体，并且使晶体不断地旋转。即

固定X射线的波长，不断改变θ角，使某些面网在一定的角度时，能满足布拉格方程，而产

生衍射。旋转晶体法主要用于研究晶体结构 。

（3）粉末法。粉末法是通过单色X射线照射多晶体样品，入射X射线波长固定。通过无

数取向不同的晶粒来获得满足布拉格方程的θ角。

当波长一定的X射线照射多晶体样品时，但由于样品中有无数个晶体，且每个晶体的取

向是不同，总可以找到一些颗粒中的某个面网，它与X射线的夹角恰好满足布拉格方程，而

产生衍射。

粉末法是X射线衍射分析中最常用的方法。主要用于物相分析，点阵参数的测定等。

16. 解释相干散射、非相干散射？

答：当入射X射线光子与原子中束缚较紧的电子发生弹性碰撞时，X射线电子的能量不足以

；.

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使电子摆脱束缚，电子的散射线波长与入射线波长相同，有确定的相位关系。这种散射称为

相干散射。

当入射X射线光子与原子中束缚较弱的电子发生非弹性碰撞时，X射线光子将一部分能

量传给电子，使之脱离原有的原子而成为反冲电子，同时光子本身也改变了传播方向，发生

散射，且能量减小，也就是说，散射X射线的波长变长了。对于这种X射线散射，由于散射

X射线与入射X射线的波长不同，不能产生干涉效应，故称为非相干散射。

17. X射线的本质？

答：X射线的本质是一种电磁波，具有波粒二象性，既具有波动性，又具有粒子性，在X射

线衍射分析中应用的主要是它的波动性，反应在传播过程中发生干涉，衍射作用，而在与物

质相互作用，进行能量交换时，则表现出它的离子性。

18. JCPDS主要有哪种索引?

答：1.字顺索引即为名称索引，是按物质的英文名称或矿物学名称的字母顺序排列的，每种

物质的名称后面列出其化学分子式，三根最强的d值和相对强度数据，以及该物质对应的

JCPDS卡片的顺序号

2. 数字索引（哈那瓦特索引）是鉴定未知相时主要使用的索引，它按衍射花样的三条

最强线d值排列，1972年以后出版的书还列出了另外五条较强的线，即为八强线排列，每

种物质的三强线或八强线在索引中重复三次或八次，即每一强线都作为第一根线排列一次。

3. 芬克索引它是主要为强度失真和具有择优取向的衍射花样设计的，它也是按八强线

排列

19.简述粉晶X射线物相定性分析原理？

答: 晶体的Ｘ射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换，每种晶体的结构

与其Ｘ射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混

聚在一起而产生变化，这就是Ｘ射线衍射物相分析方法的依据。

20. X射线的本质和特点?

答：本质：X射线的本质是一种电磁波，具有波粒二象性，既具有波动性，又具有粒子性，

在X射线衍射分析中应用的主要是它的波动性，反应在传播过程中发生干涉，衍射作用，而

在与物质相互作用，进行能量交换时，则表现出它的离子性。

特点：当高速电子束轰击金属靶时会产生两种不同的X射线。一种是连续X射线，另一

种是特征X射线。它们的性质不同、产生的机理不同，用途也不同。

21. 特征X射线荧光是如何产生的？

答：原子中的内层(如K层)电子被X射线辐射电离后在K层产生一个空位。外层(如L层)

电子填充K层空穴时，会释放出一定的能量，当该能量以X射线辐射释放出来时就可以发射

特征X射线荧光。（俄歇效应与X射线荧光效应是两种相互竞争的过程。对于原子序数较小

的元素，俄歇电子产生的几率高。但随着原子序数的增加，产生X射线荧光的几率逐渐增加，

重元素主要以发射X射线荧光为主。）

22. X射线荧光光谱仪的结构与主要类型？

答：光源（X射线光管）、分光晶体、探测器、控制系统、数据处理系统。

24.简述X射线荧光光谱定性和定量分析的依据？

答：定性分析：根据扫描测量的谱图进行谱峰的检索并与标准谱的比对确定样品的元素(或

化合物)组成。

定量分析：通过将测得的特征X射线荧光光谱强度转换成浓度的过程。

25. X射线荧光光谱法的主要特点？

答：优势：1.对于原子序数≥4的元素，可进行材料元素组成的定性鉴别，当浓度大于几个

ppm时，鉴别只需几分钟

；.

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2.是可供选择的定量分析方法之一

3.不论在各种固体和液体的材料和混合物中元素的形态或氧化状态如何，均可进

元素的定量测定

4.可测定各种基体上薄膜的厚度

26.荧光及磷光的产生机理？

答：首先是分子能级的跃迁，在每个电子能级上都存在振动、转动能级；电子接收特定频率

的辐射，由基态激发到激发态，电子处于激发态是不稳定的状态，返回基态时通过辐射跃迁

（发光），和无辐射跃迁等方式失去能量；由第一单重态的最低振动能级跃迁到基态的，约

10-7～10 -9 s,所辐射跃迁而发出的光称为荧光。由第一激发三重态的最低振动能级跃迁到

基态的，约10-4～10s，所辐射跃迁而发出的光称为磷光。

27.哪些物质可以发射荧光？

答：1.跃迁类型 具有  *和n  * 跃迁结构的分子才能吸收紫外可见光，产生荧

光； 具有π—π*跃迁的量子效率比n—π*跃迁的要大得多（前者ε大、寿命短）

2. 共轭效应 具有共轭体系的芳环或杂环化合物， 电子共轭程度越大，越易产生荧

光; 环越多，共轭程度越大，产生荧光波长越长（红移），发射的荧光强度越强

3. 刚性平面结构 具有强荧光的分子多数有刚性平面结构，可以减少分子的振动，使分

子与溶剂或其它溶质分子的相互作用减少，也减少了碰撞去活的可能性，荧光强度大。

4.取代基效应 取代基对荧光物质的荧光特征和强度也有很大影响。分成三类：

（1）增强荧光的取代基 —— 有 -OH、-OR、 -NH2、-NHR、-NR2等给电子基团

（2）减弱荧光的取代基 ——-COOH 、 -NO2 、-COOR 、-NO、-SH 吸电子基团, 使荧

光波长短移，荧光强度减弱

（3）影响不明显的取代基 —— -NH3+、-R、- SO3H等

5. 大多数无机盐类金属离子，不能产生荧光，但某些螯合物都能产生很强的荧光，可

用于痕量金属离子的测定

不少有机配体是弱荧光体 或不发荧光，但与Mn+形成螯合物后变为平面构型，就会使

荧光加强或产生荧光

28.影响荧光发射的因素有哪些？

答：1.溶剂的影响 除一般溶剂效应外，溶剂的极性、氢键、配位键的形成都将使化合物的

荧光发生变化；

2.温度的影响 荧光强度对温度变化敏感，温度增加，外转换去活的几率增加。

3.H 对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制；

溶液p

4.内滤光作用和自吸现象 内滤光作用：溶液中含有能吸收激发光或荧光物质发射的荧

光，如色胺酸中的重铬酸钾；自吸现象：化合物的荧光发射光谱的短波长端与其吸收光谱的

长波长端重叠，产生自吸收；如蒽化合物

5. 荧光猝灭——荧光物质与溶剂或其它物质之间发生化学反应，或发生碰撞后使荧光

强度下降或荧光效率f 下降称为荧光猝灭。使荧光强度降低的物质称为荧光猝灭剂；氧分

子及产生重原子效应的溴化物、碘化物等都是常见的荧光猝灭剂

29.荧光光谱仪可测哪些发光信息？

答：

30.荧光光谱仪由哪几部分构成？

答：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器。

31.荧光光谱仪有什么特点？

答：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。

32.荧光激发光谱和发射光谱有什么不同？

；.

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答：

33.荧光光谱仪可用在哪些方面？

答：(1)无机化合物的分析

与有机试剂配合物后测量；可测量约60多种元素。

铍、铝、硼、镓、硒、镁、稀土常采用荧光分析法；

氟、硫、铁、银、钴、镍采用荧光熄灭法测定；

铜、铍、铁、钴、锇及过氧化氢采用催化荧光法测定；

铬、铌、铀、碲采用低温荧光法测定；

铈、铕、锑、钒、铀采用固体荧光法测定

(2)生物与有机化合物的分析

34．简要说明气相色谱分析的基本原理 ？

答：当流动相中携带的混合物流经固定相时，与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分

在性质上和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移

动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而

按一定次序由固定相中流出。与适当的柱后检测方法相结合，实现混合物中各组分的分离与

检测。

35.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?

答：载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制；

常用的载气有--氢气、氮气、氦气；

净化干燥管--去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；

载气流速控制--压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。

进样系统：进样装置：进样器+气化室；将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。

分离系统：色谱柱：色谱仪的核心部件。

柱材质--不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据需要确定。

柱填料--粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。根据需要确定。

柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将柱堵死，反之

空隙体积大，柱效低。

检测系统：色谱仪的眼睛，通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；

被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相

应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图

控制系统：温度是色谱分离条件的重要选择参数；

气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；

气化室--保证液体试样瞬间气化；

检测器--保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；

36.讨论气相色谱操作条件的选择，选择程序升温的优势。

答：(1) 固定相的选择

气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则

(2)柱长和柱内径的选择

增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间tR↑ ，且

柱阻力↑，不便操作。

柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩

短分析时间。

填充色谱柱的柱长通常为1~3米。

可根据要求的分离度通过计算确定合适的柱长或实验确定。

；.

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柱内径一般为3~4厘米。

(3)柱温的确定

首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液易流失）和最低使用温

度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内。

柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。

柱温↓，分离度↑，分析时间↑。

柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。

组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。

当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离

37.常用载气有哪些 ? 如何选择和净化载气 ?

答：氢气、氮气、氦气；

载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。

在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。

净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；

38.简述在气相色谱分析中,进样口的温度设置原则。

答：色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化；

气化温度一般较柱温高30~70°C

防止气化温度太高造成试样分解

39.简述色谱定量分析中的内标法定义及内标物的选择原则。

答：当只需测定试样中某几种组分,而且试样中所有组分不能全部出峰时,可采用此法。

内标法是将一定量的纯物质作为内标物，加入到准确称取的试样中，根据被测物和内标

物的质量及其在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量。

内标物要满足以下要求：

（a）试样中不含有该物质；

（b）与被测组分性质比较接近；

（c）不与试样发生化学反应；

（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。

40.色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?

答：1.利用纯物质定性的方法

利用保留值定性：通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是

否含有该物质及在色谱图中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。

利用加入法定性：将纯物质加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。

2.利用文献保留值定性

利用相对保留值r21定性

相对保留值r21仅与柱温和固定液性质有关。在色谱手册中都列有各种物质在不同

固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。

41.试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。

答： ①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组

分先出峰。

② 分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，

极性小的先出峰。

42.阐述色谱分析的过程及固定相、流动相的定义？

答：试样混合物的分离过程就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的

分配过程。

；.

.

其中的一相固定不动，称为固定相；

另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。

43.阐述毛细管气相色谱分析中为什么要设置分流比及设置原则？

答：毛细管柱内径很细，因而带来三个问题：

（1）允许通过的载气流量很小。

（2）柱容量很小，允许的进样量小。需采用分流技术，

（3）分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。解决方法：灵敏度高的氢焰检测器，采

用尾吹技术。

分流比：放空的试样量与进入毛细管柱的试样量之比。一般在50：1到500：1之间调

节。

44.高效液相色谱法和气相色谱法的主要区别？

答：

HPLC GC

1、几乎可以分析各种化合物 只能分析挥发性物质，约20%的化合物

2、可用于热不稳定物质的分析 不能用于热不稳定物质的分析

3、柱效不会很高 可得到很高的柱效

4、流动相有毒，费用较高 流动相为气体，无毒、易处理

5、仪器制造难度较大 仪器制造难度较小

45.试阐述色谱分析法的特点及气相色谱、液相色谱各适用于分析什么物质。

答：

46.简述气相色谱分析中的分配系数与分配比的区别。

答：分配系数： 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分

配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / ml）比，称为分

配系数，用表示，即： 分配系数是色谱分离的依据。

K

组分在固定相中的浓度

K



组分在流动相中的浓度

分配系数 的讨论---

K

 一定温度下，组分的分配系数越大，出峰越慢；

K

 试样一定时，主要取决于固定相性质；

K

 每个组份在各种固定相上的分配系数不同；

K

 选择适宜的固定相可改善分离效果；

 试样中的各组分具有不同的值是分离的基础；

K

 某组分的 = 0时，即不被固定相保留，最先流出。

K

分配比：在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。分配比是指，在一定

组分在固定相中的质量

m

温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：

k



s

组分在流动相中的质量

m

M

分配比也称： 容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；

1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、

；.

.

柱压的改变而变化。

2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留

时间越长。

3. 分配比可以由实验测得。

47.热重分析法的基本原理是什么？

答：热重法是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种热分析技术热重法一

般有两种类型，一种是等温热重法，即在恒定温度下测定物质的质量与时间的变化关系；另

一种是非等温热重法，即在恒定温度下测定物质的质量与温度的变化关系。

48.影响热重（TG ）曲线的因素有哪些？

答：仪器因素：1.基线漂移的影响2.挥发物的冷凝3.坩埚与试样的反应及坩埚的几何特性

4.温度标定问题

实验因素：1.升温速率的影响2.气氛的影响3.试样用量、粒度和装填情况的影响4.试

样反应。

49.差热分析仪（DTA）的基本原理是什么？

答：

50.差热（DTA）曲线的影因素有哪些？

答: 内因：试样本身的性质（热特性）

外因：

① 仪器结构：加热炉形状、尺寸；坩埚材料、形状；热电偶位置、性能。

② 操作条件：加热速度；样品粒度、用量；压力、气氛。

（1）升温速率 影响峰形（面积）与峰位升温速率越大，峰形越尖，峰高也增加，峰

顶温度也越高。

（2）样品 样品粒度100目～300目。

粒度小：表面积大，反应速度快；可改善导热条件；但影响气体扩散。

粒度大：受热不均，峰温偏高，T范围大。

对易分解产生气体的样品，粒度应大些。

样品用量大，热传导迟缓，热效应产生的时间延长，温度范围扩大，差热峰越宽，越圆滑。

样品量越大，易使相邻两峰重叠，降低分辨力。

一般用量最多至毫克。

（3）压力、气氛

气氛和压力可以影响样品化学反应和物理变化的平衡温度、峰形，必须根据样品的性质选择

适当的气氛和压力。

压力增加，试样分解、扩散速度降低，反应T偏高。

易氧化的样品，可通入N、Ne等惰性气体

2

51.差热分析法的应用有哪些方面？

答：在热分析中，DTA分析是使用较早、应用较广和研究得较多的一种方法，其主要应用可

归纳成以下几个方面：

（1） 研究结晶转变、二级转变。

（2） 追踪熔融、蒸发等相变过程。

（3）用于分解、氧化还原、固相反应等的研究。

（4） 可用于部分化合物的鉴定。

52.差示扫描量热法的应用有哪些方面？

答：（1）样品焓变（△H）的测定

若已知仪器常数K，按测定K时相同的条件测定样品DSC曲线上峰面积S

；.

.

按照式△H＝K·S可求得样品的焓变。

RTx

0

2

1

（2）样品纯度测定

TT

S



0

利用Vant Hoff方程进行纯度测定。



HF

f

式中为样品的瞬时温度（K），是纯物质的熔点（K），是气体常数，△是摩尔熔融热

TTRH

s0f

焓，是杂质的摩尔数，是总样品在熔化的分数

xFT

s

（3） 结晶性高聚物结晶度测定

聚合物熔融热与其结晶度成正比，结晶度越高，熔融热越大。如果已知某聚合物百分之

百结晶时的熔融热为△Hf*，那么部分结晶聚合物的结晶度θ可按下式计算：

θ= (△Hf/ △Hf*) ×100 %

式中，△Hf为测定的样品熔融热。

（4） 样品比热容的测定

若DSC采用线性程序升温，升（降）温过程中，升（降）温速率（dT/dt）为定值，样品

的热流率（dH/dt）是连续测定的，所测定的热流率与样品瞬间比热成正比，有：

式中，m为样品的质量；Cp为样品的定压比热容。

此式即为DSC测定样品Cp之依据。

53.热重分析法的应用有哪些方面？请举例说明。（至少举5例）

答：热重法的重要特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率，可以说，

只要物质受热时发生重量的变化，就可以用热重法来研究其变化过程。目前，热重法已在下

述方面得到应用：

无机物、有机物及聚合物的热分解；（2）金属在高温下受各种气体的腐蚀过程；（3）固态反

应；（4）矿物的煅烧和冶炼；（5）液体的蒸馏和汽化；（6）煤、石油和木材的热解过程；（7）

含湿量、挥发物及灰分含量的测定；（8）升华过程；（9）脱水和吸湿；（10）爆炸材料的研

究；（11）反应动力学的研究；（12）发现新化合物；（13）吸附和解吸；（14）催化活度的测

定；（15）表面积的测定；（16）氧化稳定性和还原稳定性的研究；（17）反应机制的研究。

54.检测质量的变化最常用的办法就是用热天平，通常测量有哪两种方法？

答：

55.解释：热分析、热重分析、差热分析、微商热重法、差示扫描量热法

答：

56.简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要区别？

57.液相色谱仪主要由哪几部分组成，其主要功能是什么？

58.高效液相色谱法的主要特点和优点是什么？

59.高效液相色谱对流动相有什么基本要求?

60.高效液相色谱流动相在使用前要如何处理?

61.高效液相色谱的方法学考察主要包括什么？

62.紫外-可见吸收光谱

63.吸收光谱的测量-----Lambert-Beer 定律

64.紫外-可见光度计仪器组成

65.分析条件选择

-Vis-Nir分光光度法的应用

67.透射电子显微镜（TEM），扫描电子显微镜（SEM），扫描探针显微镜（SPM）？

答：透射电镜：分辨率高，可观察样品内部结构以及晶体结构。但制样相对比较麻烦。

扫描电镜：观察表面，景深大，扫描范围广，并且可以从不同的角度观察样品表面。

扫描探针显微镜：分辨率高，可获得物体表面的三维形貌，完全得到的是样品表面单层

；.

.

原子的形貌信息。对表面的纵向起伏非常敏感。