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材料研究方法第二章 思考題與習(xí)題一、判斷題1紫外可見吸收光譜是由于分子中價(jià)電子躍遷產(chǎn)生的。2紫外可見吸收光譜適合于所有有機(jī)化合物的分析。3摩爾吸收系數(shù)的值隨著入射波光長(zhǎng)的增加而減少。4分光光度法中所用的參比溶液總是采用不含待測(cè)物質(zhì)和顯色劑的空白溶液。5人眼能感覺到的光稱為可見光，其波長(zhǎng)范圍是200400nm。6分光光度法的測(cè)量誤差隨透射率變化而存在極大值。7引起偏離朗伯比爾定律的因素主要有化學(xué)因素和物理因素，當(dāng)測(cè)量樣品的濃度極大時(shí)，偏離朗伯比爾定律的現(xiàn)象較明顯。8分光光度法既可用于單組分，也可用于多組分同時(shí)測(cè)定。9符合朗伯比爾定律的有色溶液稀釋時(shí)，其最大吸收波長(zhǎng)的波長(zhǎng)位置向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。10有色物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)僅與溶液本身的性質(zhì)有關(guān)。11在分光光度法中，根據(jù)在測(cè)定條件下吸光度與濃度成正比的比耳定律的結(jié)論，被測(cè)定溶液濃度越大，吸光度也越大，測(cè)定的結(jié)果也越準(zhǔn)確。（ ）12有機(jī)化合物在紫外可見區(qū)的吸收特性，取決于分子可能發(fā)生的電子躍遷類型，以及分子結(jié)構(gòu)對(duì)這種躍遷的影響。（ ）13不同波長(zhǎng)的電磁波，具有不同的能量，其大小順序?yàn)椋何⒉t外光可見光紫外光X射線。（ ）14在紫外光譜中，生色團(tuán)指的是有顏色并在近紫外和可見區(qū)域有特征吸收的基團(tuán)。（ ）15區(qū)分一化合物究竟是醛還是酮的最好方法是紫外光譜分析。（ ）16有色化合物溶液的摩爾吸光系數(shù)隨其濃度的變化而改變。（ ）17由共軛體系*躍遷產(chǎn)生的吸收帶稱為K吸收帶。（ ）18紅外光譜不僅包括振動(dòng)能級(jí)的躍遷，也包括轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，故又稱為振轉(zhuǎn)光譜。（ ）19由于振動(dòng)能級(jí)受分子中其他振動(dòng)的影響，因此紅外光譜中出現(xiàn)振動(dòng)偶合譜帶。（ ）20確定某一化合物骨架結(jié)構(gòu)的合理方法是紅外光譜分析法。（ ）21對(duì)稱分子結(jié)構(gòu)，如H2O分子，沒有紅外活性。（ ）22分子中必須具有紅外活性振動(dòng)是分子產(chǎn)生紅外吸收的必備條件之一。（ ）23紅外光譜中，不同化合物中相同基團(tuán)的特征頻率總是在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)出現(xiàn)，故可以根據(jù)紅外光譜中的特征頻率峰來確定化合物中該基團(tuán)的存在。（ ）24不考慮其他因素的影響，下列羰基化合物的大小順序?yàn)椋乎｛u酰胺酸醛酯。（ ）25傅里葉變換型紅外光譜儀與色散型紅外光譜儀的主要差別在于它有干涉儀和計(jì)算機(jī)部件。（ ）26當(dāng)分子受到紅外光激發(fā)，其振動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷時(shí)，化學(xué)鍵越強(qiáng)吸收的光子數(shù)目越多。（ ）27游離有機(jī)酸C=O伸縮振動(dòng)vC=O頻率一般出現(xiàn)在1760cm-1，但形成多聚體時(shí)，吸收頻率會(huì)向高波數(shù)移動(dòng)。（ ）二、選擇題1 在一定波長(zhǎng)處，用2.0 cm吸收池測(cè)得某試液的百分透光度為71%，若改用3.0 cm吸收池時(shí)，該試液的吸光度A為（ B ）（A）0.10 （B）0.22 （C）0.452某化合物濃度為c1，在波長(zhǎng)1處，用厚度為1 cm的吸收池測(cè)量，求得摩爾吸收系數(shù)為1，在濃度為3 c1時(shí)，在波長(zhǎng)1處，用厚度為3 cm的吸收池測(cè)量，求得摩爾吸收系數(shù)為2。則它們的關(guān)系是（ A ）（A）1=2 （B）2=31 （C）213溶解在己烷中的某一化合物，具有max=305nm。當(dāng)溶解在乙醇中，max=307。可以判斷該吸收是由（ A ）（A）*躍遷引起的 （B）n*躍遷引起的 （C）n*躍遷引起的4在紫外吸收光譜法中，極性溶劑有助于n*躍遷產(chǎn)生的吸收帶向（ B ）（A）長(zhǎng)波移動(dòng) （B）短波移動(dòng) （C）無影響5在紫外吸收光譜法中，極性溶劑有助于*躍遷產(chǎn)生的吸收帶向（ A ）（A）長(zhǎng)波移動(dòng) （B）短波移動(dòng) （C）無影響6某溶液的透射率T為30%，則其吸光度A為（ A ）（A）-lg0.3 （B）-lg70 （C）3-lg30 （D）-lg0.77許多化合物的吸收曲線表明，它們的最大吸收位于200400nm之間，因此應(yīng)用的光源為（ C ）（A）鎢燈 （B）能斯特?zé)?（C）氫燈8紫外可見分光光度計(jì)法合適的檢測(cè)波長(zhǎng)范圍是（ B ）（A）400800nm （B）200800nm （C）200400nm （D）101000nm9異亞丙基丙酮CH3COCH=C(CH3)2中n*躍遷譜帶，在下述溶劑中測(cè)定時(shí)，其最大吸收波長(zhǎng)最小。（ D ）（A）正己烷 （B）氯仿 （C）甲醇 （D）水10有人用一個(gè)樣品，分別配制成四種不同濃度的溶液，分別測(cè)得的吸光度如下。測(cè)量誤差較小的是( C )（A）0.022 （B）0.097 （C）0.434 （D）0.80911不需要選擇的吸光度測(cè)量條件為（ D ）（A）入射波波長(zhǎng) （B）參比溶液 （C）吸光度讀數(shù)范圍 （D）測(cè)定溫度12在分光光度法定量分析中，標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離朗伯比爾定律的原因是（ D ）（A）濃度太小 （B）入射光太強(qiáng) （C）入射光太弱 （D）使用了復(fù)合光13化學(xué)鍵的力常數(shù)越大，原子的折合質(zhì)量越小，則化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率（ B ）（A）越低 （B）越高 （C）不變14在紅外吸收光譜中，乙烯分子的C-H對(duì)稱伸縮振動(dòng)具有（ B ）（A）紅外活性 （B）非紅外活性 （C）視實(shí)驗(yàn)條件15在紅外吸收光譜中，乙烯分子的C-H非對(duì)稱伸縮振動(dòng)具有（ A ）（A）紅外活性 （B）非紅外活性 （C）視實(shí)驗(yàn)條件16分子的C-H對(duì)稱伸縮振動(dòng)的紅外吸收帶頻率比彎曲振動(dòng)的（ A ）（A）高 （B）低 （C）相當(dāng)17在紅外吸收光譜中，C=O和C=C基，兩者的吸收強(qiáng)度的大小關(guān)系是（ B ）（A）前者后者 （B）前者后者 （C）兩者相等18在下述三個(gè)化合物中，紅外吸收最強(qiáng)的是（ C ）（A）R1CH=CHR2反式 （B）R1CH=CHR2順 式 （C）R1CH=CH219在化合物CF3COOCH3和CH2BrCOOCH3的紅外吸收光譜中，C=O的大小關(guān)系是（ C ）（A）前者=后者 （B）前者后者 （C）前者后者20紅外吸收光譜是（ D ）A原子光譜；B發(fā)射光譜；C電子光譜；D分子光譜。21在醇類化合物中，OH伸縮振動(dòng)頻率隨溶液濃度增加而向低波數(shù)移動(dòng)，原因是（ B ）A溶液極性變大；B分子間氫鍵增強(qiáng)；C誘導(dǎo)效應(yīng)變大；D易產(chǎn)生振動(dòng)偶合。22下列化學(xué)鍵的伸縮振動(dòng)所產(chǎn)生的吸收峰波數(shù)最大的是（ D ）AC=O；BCH；CC=C；DOH。23應(yīng)用紅外光譜解析分子結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)是（ B ）A質(zhì)荷比；B波數(shù)；C偶合常數(shù)；D保留值。三、填空題1紫外吸收光譜研究的是分子的 價(jià)電子 能級(jí)躍遷，它還包括了 振動(dòng) 和 轉(zhuǎn)動(dòng) 能級(jí)躍遷。2朗伯比爾定律適用于 平行單色光 對(duì) 均勻非散射性 溶液的測(cè)定。3為提高測(cè)定的準(zhǔn)確度，溶液的吸光度范圍應(yīng)調(diào)節(jié)在 0.20.7 。為此，可通過調(diào)節(jié)溶液的 濃度 和選用適當(dāng)?shù)?吸收池 來實(shí)現(xiàn)。4有色物質(zhì)溶液的最大吸收波長(zhǎng)與 有色物質(zhì)的性質(zhì) 有關(guān)，而與溶液的 濃度大小 無關(guān)。四、問答題1了解各種波長(zhǎng)的電磁波對(duì)原子（基團(tuán)）作用及其相應(yīng)的光譜分析手段。2用什么方法可以區(qū)別n*和*躍遷類型？答案：用不同極性的溶劑溶解待測(cè)物質(zhì)，掃描紫外可見吸收光譜，根據(jù)max紅移還是蘭移的方法可以區(qū)別n*和*躍遷類型。溶劑極性越大，n*躍遷向短波方向移動(dòng)，*躍遷向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。3分光光度法中參比溶液的作用是什么？如何選擇適宜的參比溶液？答案：參比溶液的作用是扣除由于吸收池、溶劑及試劑對(duì)入射光的吸收和反射帶來的影響。慘比溶液的選擇： 盡量選用低極性溶劑。 能很好地溶解樣品，并且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性。 溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。溶劑的透明范圍的下限應(yīng)小于測(cè)定波長(zhǎng)范圍。五、計(jì)算題1一個(gè)化合物的max為225nm。當(dāng)試樣濃度為1.010-4molL-1時(shí)，用1cm吸收池測(cè)試，A為0.70。計(jì)算max為多少？70002將0.5mg含有苦味酸胺的試樣溶解在100mL乙醇中，用2.0cm的吸收池在380nm處測(cè)得吸光度為0.256。已知苦味酸胺的為13400，計(jì)算苦味酸胺的相對(duì)分子質(zhì)量。523.4六、譜圖分析1某化合物分子式C7H8O，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答案：2某未知物的分子式為C7H8O，測(cè)得其紅外光譜圖如下，試推測(cè)其化學(xué)結(jié)構(gòu)式。答案：3某液體化合物分子式C8H8O2，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答案：不飽和度5可能含有苯環(huán)和一個(gè)雙鍵譜峰歸屬3068、3044cm-1苯環(huán)上=C-H伸縮振動(dòng)1765cm-1C=O伸縮振動(dòng)吸收峰，波數(shù)較高，可能為苯酯1594、1493cm-1苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)。沒有裂分，說明沒有共軛基團(tuán)與苯環(huán)直接相連1371cm-1CH3的C-H對(duì)稱變形振動(dòng)，波數(shù)低移，可能與羰基相連1194、1027cm-1C-O-C伸縮振動(dòng)750、692cm-1苯環(huán)單取代的特征推測(cè)結(jié)構(gòu)4某液體化合物分子式C8H8，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答案：5某化合物分子式C8H7N，熔點(diǎn)為29；試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答案:不飽和度6可能含有苯環(huán)、叁鍵或兩個(gè)雙鍵譜峰歸屬3030cm-1苯環(huán)上=C-H伸縮振動(dòng)2217cm-1CN的特征吸收峰1607、1508cm-1苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)1450cm-1苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)和CH3的C-H不對(duì)稱變形振動(dòng)的疊合1384cm-1CH3的C-H對(duì)稱變形振動(dòng)，甲基特征817cm-1苯環(huán)對(duì)位取代的特征推測(cè)結(jié)構(gòu)6推測(cè)化合物C8H7N的結(jié)構(gòu)，其紅外光譜圖如下：答案：不飽和度u=1+8+（1-7）/2=6 說明未知物中可能含有一個(gè)苯環(huán)兩個(gè)雙鍵或一個(gè)苯環(huán)一個(gè)三鍵。3063cm-1處的吸收峰為不飽和CH伸縮振動(dòng)吸收峰； 2229cm-1處的吸收峰為三鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰； 1589 cm-1、1481 cm-1、1458 cm-1處的吸收峰為芳環(huán)的骨架振動(dòng)； 1381 cm-1處的吸收峰為甲基的面內(nèi)彎曲振動(dòng)吸收峰，表明化合物中存在CH3； 787 cm-1、687 cm-1處的吸收峰為芳環(huán)的間二取代的面外彎曲振動(dòng)吸收峰。綜合上述可推測(cè)，未知物的結(jié)構(gòu)可能為間甲基苯腈。7某液體化合物分子式C7H9NO，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答案：不飽和度4可能含有苯環(huán)譜峰歸屬3423cm-1、3348 m-1N-H伸縮振動(dòng)，可能含有-NH23008cm-1苯環(huán)上=C-H伸縮振動(dòng)1631cm-1NH2的N-H變形振動(dòng)1618、1511、1443cm-1苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)1466cm-1CH3的C-H不對(duì)稱變形振動(dòng)1333cm-1CH3的C-H對(duì)稱變形振動(dòng)，甲基特征1236、1033cm-1C-O-C伸縮振動(dòng)827cm-1苯環(huán)對(duì)位取代的特征推測(cè)結(jié)構(gòu)第三章 思考題與習(xí)題一、判斷題1核磁共振波譜法與紅外吸收光譜法一樣，都是基于吸收電磁輻射的分析法。（）2質(zhì)量數(shù)為奇數(shù)，荷電荷數(shù)為偶數(shù)的原子核，其自旋量子數(shù)為零。（）3自旋量子數(shù)I=1的原子核在靜磁場(chǎng)中，相對(duì)于外磁場(chǎng)，可能有兩種取向。（）4核磁共振波譜儀的磁場(chǎng)越強(qiáng)，其分辨率越高。（）5在核磁共振波譜中，偶合質(zhì)子的譜線裂分?jǐn)?shù)目取決于鄰近氫核的個(gè)數(shù)。（）6化合物CH3CH2OCH(CH3)2的1H-NMR中，各質(zhì)子信號(hào)的強(qiáng)度比為9：2：1。()7核磁共振波譜中出現(xiàn)的多重峰是由于鄰近核的核自旋相互作用。（）8苯環(huán)和雙鍵氫質(zhì)子的共振頻率出現(xiàn)在低場(chǎng)是由于電子的磁各向異性效應(yīng)。（）9碳譜的相對(duì)化學(xué)位移范圍較寬（0200），所以碳譜的靈敏度高于氫譜。（）10氫鍵對(duì)質(zhì)子的化學(xué)位移影響較大，所以活潑氫的化學(xué)位移在一定范圍內(nèi)變化。（）二、選擇題1在、原子中有無核磁共振信號(hào)（ B ）（A）有 （B）無 （C）不確定2在、原子核中有無核磁共振信號(hào)（ A ）（A）有 （B）無 （C）不確定3在、原子核中有無核磁共振信號(hào)（ A ）（A）有 （B）無 （C）不確定4用頻率表示的化學(xué)位移值與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是（ B ）（A）無關(guān) （B）成比例 （C）不成比例5偶合常數(shù)2JHH值，與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是（ A ）（A）無關(guān) （B）成比例 （C）不成比例6化學(xué)全同質(zhì)子（ B ）（A）一定屬磁全同 （B）不一定屬磁全同 （C）視情況而定7磁全同質(zhì)子（ A ）（A）一定屬化學(xué)全同 （B）不一定屬化學(xué)全同 （C）視情況而定8在下列化合物中，對(duì)*質(zhì)子來說，屏蔽常數(shù)最大者為（ C ）9化合物ClCH2CH2Cl，四個(gè)質(zhì)子屬磁全同，其NMR圖為（ C ）（A）兩個(gè)三重峰 （B）五重峰 （C）一重峰10TMS的=0，從化合物的結(jié)構(gòu)出發(fā)，它的正確含義是（ B ）（A）不產(chǎn)生化學(xué)位移 （B）化學(xué)位移最大 （C）化學(xué)位移最小11在外加磁場(chǎng)中，H2C=CH2乙烯分子中四個(gè)質(zhì)子位于（ B ）（A）屏蔽區(qū) （B）去屏蔽區(qū) （C）屏蔽區(qū)和去屏蔽區(qū)12在外加磁場(chǎng)中HC=CH乙炔分子的兩個(gè)質(zhì)子位于（ A ）（A）屏蔽區(qū) （B）去屏蔽區(qū) （C）屏蔽區(qū)和去屏蔽區(qū)13在外加磁場(chǎng)中醛基質(zhì)子位于（ C ）（A）屏蔽區(qū)并受氧原子的電負(fù)性影響（B）受氧原子的電負(fù)性影響（C）去屏蔽區(qū)并受氧原子的電負(fù)性影響14在外加磁場(chǎng)中，苯環(huán)上的質(zhì)子都位于（ B ）（A）屏蔽區(qū) （B）去屏蔽區(qū) （C）屏蔽區(qū)和去屏蔽區(qū)15取決于原子核外電子屏蔽效應(yīng)大小的參數(shù)是（ A ）（A）相對(duì)化學(xué)位移 （B）偶合常數(shù) （C）積分曲線 （D）譜峰強(qiáng)度16分子式為C5H10O的化合物，其1HNMR譜上只出現(xiàn)兩個(gè)單峰，最有可能的結(jié)構(gòu)式為（ B ）（A）（CH3）2CHCOCH3 （B）（CH3）3CCHO （C）CH3CH2CH2COCH3 （D）CH3CH2COCH2CH317影響化學(xué)位移的因素有（ D ）（A）誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)；（B）各向異性效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)、振動(dòng)效應(yīng)；（C）各向異性效應(yīng)、振動(dòng)效應(yīng)、轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)；（D）誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、各向異性效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)。18在核磁共振波譜分析中，當(dāng)質(zhì)子核外的電子云密度增加時(shí)（ C ）（A）屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)，相對(duì)化學(xué)位移大，峰在高場(chǎng)出現(xiàn)；（B）屏蔽效應(yīng)減弱，相對(duì)化學(xué)位移大，峰在高場(chǎng)出現(xiàn)；（C）屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)，相對(duì)化學(xué)位移小，峰在高場(chǎng)出現(xiàn)； （D）屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)，相對(duì)化學(xué)位移大，峰在低場(chǎng)出現(xiàn)。19下列參數(shù)可以確定分子中基團(tuán)的連接關(guān)系的是（ B ）（A）相對(duì)化學(xué)位移 （B）裂分峰數(shù)及偶合常數(shù) C）積分曲線 （D）譜峰強(qiáng)度20乙烯質(zhì)子的相對(duì)化學(xué)位移比乙炔質(zhì)子的相對(duì)化學(xué)位移值大還是小及其原因以下說法正確的是（ B ）（A）大，因?yàn)榇诺母飨虍愋孕?yīng)，使乙烯質(zhì)子處在屏蔽區(qū)，乙炔質(zhì)子處在去屏蔽區(qū)；（B）大，因?yàn)榇诺母飨虍愋孕?yīng)，使乙烯質(zhì)子處在去屏蔽區(qū)，乙炔質(zhì)子處在屏蔽區(qū)；（C）小，因?yàn)榇诺母飨虍愋孕?yīng)，使乙烯質(zhì)子處在去屏蔽區(qū)，乙炔質(zhì)子處在屏蔽區(qū)； （D）小，因?yàn)榇诺母飨虍愋孕?yīng)，使乙烯質(zhì)子處在屏蔽區(qū)，乙炔質(zhì)子處在去屏蔽區(qū)。三、譜圖分析1下面給出各個(gè)化合物的分子式、化學(xué)位移、峰形狀和氫的數(shù)目。偶合常數(shù)為7Hz。推斷與NMR一致的結(jié)構(gòu)。（1） C10H14：1.3（單峰，9H），7.2（多重峰，5H）（2） C7H14O：0.9（三重峰，6H），1.6（六重峰，4H）和2.4（三重峰，4H）（3） C4H8O2：1.4（二重峰，3H），2.2（單峰，3H），3.7（寬單峰，1H）和4.3（四重峰，1H）。寬單峰在稀釋時(shí)，位置變化。（4） C10H14：1.2（二重峰，6H），2.3（單峰，3H），2.9（七重峰，1H）和7.0（單峰，4H）2分子式為C8H8O2的芳香化合物在大約3000cm-1，2850 cm-1和2750 cm-1有弱的紅外吸收；在1680 cm-1，1260 cm-1，1030 cm-1和810cm-1有強(qiáng)吸收。從這些紅外資料和下面的NMR譜決定這個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)。答案：3非拉西?。–10H13NO2）常與阿司匹林混合作為一種很好的止痛藥出售。非拉西丁含有一個(gè)酰胺鍵，其NMR譜表示如下，決定這個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)。答案： 4某化合物C10H12O2，根據(jù)如下1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：5某化合物C4H10O，根據(jù)如下1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：6化合物C4H10O，根據(jù)如下IR和1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：7某化合物C5H7O2N，根據(jù)如下IR和1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：8某化合物C7H9N，根據(jù)如下IR和1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：9某化合物C4H8O2，根據(jù)如下IR和1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：10某化合物C5H10O2，根據(jù)如下IR和1H NMR譜圖推斷其結(jié)構(gòu)，并說明依據(jù)。答案：第四章 思考題與習(xí)題一判斷題1熱分析法是基于熱力學(xué)原理和物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)而建立的分析方法，所研究的是物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)與溫度之間的關(guān)系。（ ）2熱分析法測(cè)定的試樣可以是固體、液體及氣體。（ ）3熱分析法是以固體無機(jī)物為研究對(duì)象，以測(cè)定無機(jī)物的熱力學(xué)性質(zhì)為主要目的的分析方法。（ ）4熱重分析法的分析過程通常涉及到有氣體吸收或放出的反應(yīng)，測(cè)定反應(yīng)過程中固體物質(zhì)質(zhì)量隨溫度發(fā)生的變化曲線，及熱重曲線。（ ）5熱重曲線為一峰形曲線，峰面積與失重量有關(guān)。（ ）6試樣周圍的氣氛對(duì)熱重分析有較大的影響，測(cè)定時(shí)通常需要在真空環(huán)境下進(jìn)行。（ ）7熱重分析的主要儀器為熱天平。熱天平可以在高溫下精確測(cè)定試樣質(zhì)量。（ ）8熱重分析能夠區(qū)分試樣中的吸收水和結(jié)合水，因?yàn)閮烧咄ǔＴ诓煌瑴囟认乱莩?。?）9熱重分析無法測(cè)定晶型轉(zhuǎn)變溫度。（ ）10熱重分析中，質(zhì)量的測(cè)定是通過將坩堝放在熱天平的托盤上進(jìn)行間隔稱重。（ ）11在差熱圖上，吸熱過程出現(xiàn)負(fù)峰，放熱過程出現(xiàn)正峰。相變過程通常出現(xiàn)為負(fù)峰。（ ）12在差熱分析過程中，通過供給熱量使試樣與參比物的溫度始終保持平衡。（ ）13參比物質(zhì)起溫度標(biāo)尺的作用，其相變溫度和相變熱恒定，可由此確定試樣的相變溫度和相變熱。（ ）14采用差熱分析測(cè)定晶體的晶型轉(zhuǎn)變溫度，如果升溫速率太快，測(cè)定的晶型轉(zhuǎn)變溫度偏高。（ ）15失水、CO2逸出、熔融均為吸熱過程，在差熱曲線上均出現(xiàn)負(fù)峰。（ ）二選擇題1熱重分析中，質(zhì)量的測(cè)定是通過（ ）A 一般分析天平進(jìn)行間隔測(cè)定；B 用一般分析天平連續(xù)測(cè)定；C 將坩堝放在熱天平的托盤上進(jìn)行間隔稱重；D 將坩堝懸掛放置，用熱天平進(jìn)行連續(xù)稱重。2熱重法可以用來鑒別無規(guī)共聚物和嵌段共聚物，下面的圖是聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯及其共聚物的TG曲線，其中（ ）是嵌段共聚物的TG曲線。3下面聚烯烴的熱失重曲線中， 是聚乙烯， 是聚丙烯， 是聚異丁烯。4熱重、微商熱重、差熱分析和差示掃描量熱法可分別表示為（ ）A TG，DTG，DTA，DSC；B TG，DTA，DTG，DSC；C TG，DSC，DTA，DTG；D TG，DSC，DTG，DTA。5熱重、微商熱重、差熱分析和差示掃描量熱法中，試樣和參比物的溫度差始終保持平衡的是（ ）ATG； BDSC； CDTG； DDTA。6差熱分析法中使用的參比物為（ ）A與試樣組成相同的標(biāo)準(zhǔn)物； B相變溫度確定的物質(zhì)；C測(cè)量范圍內(nèi)不產(chǎn)生熱效應(yīng)的物質(zhì)； D純金屬7在各種熱分析過程中，測(cè)量信號(hào)為試樣與參比物的溫度差的方法是（ ）A熱重分析法； B微商熱重分析法； C差熱分析法； D差示掃描量熱法8在差熱分析法中，選擇的參比物應(yīng)具有的特性是（ ）A 參比物與試樣的性質(zhì)完全相同；B 參比物與試樣熱導(dǎo)率相匹配；C 參比物與試樣電導(dǎo)率相匹配；D 參比物具有較大的熱容。9在差熱分析過程中，試樣與參比物之間出現(xiàn)溫度差是由于（ ）A 兩者的升溫速率不同；B 參比物有熱量的吸收或放出；C 試樣有熱量的放出；D 試樣有熱量的吸收或放出。10在差熱分析升溫過程中（ ）A 試樣的溫度總是比參比物的高；B 試樣的溫度總是比參比物的低；C 試樣與參比物的溫度差保持恒定；D 當(dāng)試樣產(chǎn)生熱效應(yīng)時(shí)，兩者產(chǎn)生溫度差。11在差示掃描量熱分析過程中（ ）A 試樣的溫度總是比參比物的高；B 試樣的溫度總是比參比物的低；C 試樣與參比物的溫度差保持恒定；D 當(dāng)試樣產(chǎn)生熱效應(yīng)時(shí)，兩者產(chǎn)生溫度差。12在差示掃描量熱分析過程中，測(cè)量的是試樣與參比物的（ ）A溫度差； B質(zhì)量差； C熱導(dǎo)率差； D溫度相同時(shí)，兩者供給的熱量差。13在差示掃描量熱分析過程中，保持試樣與參比物的溫度始終相同需要（ ）A 試樣與參比物的熱性質(zhì)完全一致；B 分析過程中當(dāng)參比物發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，隨時(shí)調(diào)節(jié)供給的熱量；C 分析過程中當(dāng)試樣發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，隨時(shí)調(diào)節(jié)供給的熱能；D 選擇特性的參比物。三填空題1最常見的熱分析方法包括（ ）、（ ）及（ ）。2熱重分析法不能測(cè)量高聚物中的（ ）轉(zhuǎn)變溫度，因?yàn)樵撨^程沒有（ ）變化。3差熱分析過程中，由于試樣與參比物是（ ）加熱的，當(dāng)試樣發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，兩者的（ ）不同，記錄的是（ ）隨時(shí)間或溫度的變化。4在差熱分析中，升溫速率變化影響DTA曲線的（ ）。一般而言，升溫速率增大，達(dá)到峰值的溫度向（ ）溫方向移動(dòng)，峰形變（ ），但峰的分辨率（ ）。5差示掃描量熱分析法是保持試樣和參比物（ ）加熱，當(dāng)溫度以恒定速率上升時(shí)，隨時(shí)保持兩者的溫度（ ），如果樣品發(fā)生相變或失重，它與參比物之間將產(chǎn)生溫度差時(shí)，系統(tǒng)提供（ ），使兩者再度保持平衡。四、問答題1為何DTA僅能進(jìn)行定性和半定量分析？DSC是如何實(shí)現(xiàn)定量分析的？2熱分析用的參比物有何性能要求？3簡(jiǎn)述差熱分析的原理，并畫出DTA裝置示意圖。4為何用外延始點(diǎn)作為DTA曲線的反應(yīng)起始溫度？5闡述DSC技術(shù)的原理和特點(diǎn)。第五章 思考題與習(xí)題一、判斷題1在X射線衍射分析時(shí)，需要采用連續(xù)X射線作為輻射源。（）2布拉格方程中的角稱為衍射角。（）3根據(jù)布拉格衍射方程，當(dāng)入射X射線波長(zhǎng)2倍晶面間距時(shí)，才能產(chǎn)生衍射，故對(duì)于不同波長(zhǎng)范圍需要選用不同晶體。（） 二、選擇題1在X射線衍射法中，兩晶面間的距離可由（A）計(jì)算出。A布拉格方程；B范弟姆特方程；C朗伯比爾定律；D莫斯萊定律。2布拉格方程是X射線在晶體產(chǎn)生衍射的（A）。A必要條件；B充分條件；C充分必要條件；D既不是充分條件，也不是必要條件。3X射線衍射分析的下限是（A）Ad/2；Bd；Cd2； Dd/4。4質(zhì)量吸收系數(shù)隨波長(zhǎng)的變化存在著一些不連續(xù)的突變，這種現(xiàn)象可用X射線的（a）來解釋。（a）光電效應(yīng) （b）俄歇效應(yīng) （c）熒光效應(yīng)5以光子激發(fā)原子所發(fā)生的激發(fā)和輻射過程稱為（A）A光電效應(yīng)；B俄歇效應(yīng)；C熒光效應(yīng)；D相干散射。6圖 是（C）A無擇優(yōu)取向多晶試樣的底片；B部分擇優(yōu)取向多晶試樣的底片；C完全取向多晶試樣的底片； D非晶態(tài)試樣底片。 7用衍射儀記錄的晶態(tài)和非晶態(tài)“兩相”差別明顯試樣的衍射峰特征是（ c ）（a）衍射峰尖銳，基線緩平 （b）一個(gè)（或兩個(gè)）相當(dāng)寬化的“隆峰” （c）有尖銳峰，被攏拱起 （d）攏峰之上有突出峰8廣角X射線衍射可以用于（a）（b）（c）（a）結(jié)晶度測(cè)定 （b）取向測(cè)定 （c）晶粒尺寸測(cè)定 （d）長(zhǎng)周期測(cè)定三、填空題1X射線穿過不同媒質(zhì)時(shí)幾乎不折射、不反射，仍可視為直線傳播。所以無X光透鏡或X光顯微鏡。2滿足布拉格方程時(shí)，晶體才能產(chǎn)生衍射。當(dāng)X射線的波長(zhǎng)已知時(shí)，測(cè)定出2角，就可計(jì)算出 晶面間距 ，這是X射線衍射進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。故在X射線衍射分析時(shí)，需要采用 單色 X射線。 3在X射線衍射分析時(shí)，金屬銅為靶材，產(chǎn)生K線和K線，為獲得單色X射線，可通過薄鎳箔后可將其中的 K 線過濾掉。 4 X射線有兩種，即 連續(xù)X射線 和 特征X射線 ，多晶X射線衍射需要用特征X射線。5質(zhì)量吸收系數(shù)是反映物質(zhì)本身對(duì)X射線吸收性質(zhì)的物理量。 6 X射線是一種電磁波，當(dāng)它通過物質(zhì)時(shí)，在入射束電場(chǎng)的作用下，物質(zhì)原子中的電子被迫圍繞其平衡位置振動(dòng)，同時(shí)向四周輻射出與入射X射線波長(zhǎng)相同的散射X射線，稱之為相干散射。四、問答題1.X射線的定義、性質(zhì)。連續(xù)X射線和特征X射線的產(chǎn)生、特點(diǎn)。提示：波長(zhǎng)為0.00110nm的電磁波2.X射線與物質(zhì)的相互作用。提示： X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種不同的和復(fù)雜的過程。但就其能量轉(zhuǎn)換而言，一束X射線通過物質(zhì)時(shí)，它的能量可分為三部分：其中一部分被散射，一部分被吸收，一部分透過物質(zhì)繼續(xù)沿原來的方向傳播。透過物質(zhì)后的射線束由于散射和吸收的影響強(qiáng)度被衰減。X射線與物質(zhì)作用除散射、吸收和通過物質(zhì)外，幾乎不發(fā)生折射，一般情況下也不發(fā)生反射。X射線通過物質(zhì)時(shí)，其部分光子將會(huì)改變它們的前進(jìn)方向這就是散射現(xiàn)象。物質(zhì)對(duì)X射線的吸收是指X射線能量在通過物質(zhì)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。?duì)X射線而言，即發(fā)生了能量損耗。有時(shí)把X射線的這種能量損耗稱為吸收。物質(zhì)對(duì)X射線的吸收主要是由原子內(nèi)部的電子躍遷引起的。在這個(gè)過程中發(fā)生X射線的光電效應(yīng)和俄歇效應(yīng)，使X射線的部分能量轉(zhuǎn)變成為光電子、熒光X射線及俄歇電子的能量。此外入射X射線的能量還消耗于產(chǎn)生熱量。因此，X射線的強(qiáng)度被衰減。3.X射線衍射原理。布拉格方程的物理意義。答案： 當(dāng)一束X射線照射到晶體上時(shí)，首先被電子所散射，每個(gè)電子都是一個(gè)新的輻射波源，向空間輻射出與入射波相同頻率的電磁波。在一個(gè)原子系統(tǒng)中所有電子的散射波都可以近似地看作是由原子中心發(fā)出的。因此，可以把晶體中每個(gè)原子都看成是一個(gè)新的散射波源，它們各自向空間輻射與入射波相同頻率的電磁波。由于這些散射波之間的干涉作用使得空間某些方向上的波則始終保持相互疊加，于是在這個(gè)方向上可以觀測(cè)到衍射線；而在另一些方向上的波始終則始終是互相抵消的，于是就沒有衍射線產(chǎn)生。所以，X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象，實(shí)質(zhì)上就是大量的原子散射波互相干涉的結(jié)果。不同光程差的兩光波的加成布拉格方程是一種衍射幾何規(guī)律的表達(dá)形式。用布拉格定律描述X射線在晶體中的衍射幾何時(shí)，是把晶體看作是由許多平行的原子面堆積而成，把衍射線看作是原子面對(duì)入射線的選擇性反射。即，在X射線照射到的原子面中，所有原子的散射波在原子面的反射方向上的相位是相同的，是干涉加強(qiáng)的方向。4. 試推導(dǎo)Bragg方程，并對(duì)方程中的主要參數(shù)的范圍確定進(jìn)行討論。答案：設(shè)晶體為一組間距為d的晶面，各點(diǎn)代表晶格中的原子。以角入射的X射線在點(diǎn)上產(chǎn)生的衍射可以看成是對(duì)于晶面的“反射”。A和B兩束光經(jīng)晶面1和晶面2反射后有相同的方向，但B比A多走了2b的路程。只有當(dāng)這段光呈差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)才會(huì)產(chǎn)生疊加，因而滿足衍射的條件是：n=2b=2dsin即 n=2dsin晶體產(chǎn)生X射線衍射（布拉格反射）的條件X射線在晶體中的衍射實(shí)質(zhì)上是晶體中各原子散射波之間的干涉結(jié)果，只是由于衍射線的方向恰好相當(dāng)于原子面對(duì)入射線的反射，所以才借用鏡面反射規(guī)律來描述X射線的衍射幾何。但是只有當(dāng)、和d三者之間滿足布拉格方程時(shí)才能產(chǎn)生原子面對(duì)X射線的反射，所以稱為選擇性反射。另外，可見光的反射只是物體表面上的光學(xué)現(xiàn)象，而衍射則是一定厚度內(nèi)許多間距相同晶面共同作用的結(jié)果。 n/2d=sin1對(duì)于衍射而言，n的最小值為1，所以在任何可觀測(cè)的衍射角下，產(chǎn)生衍射的條件為：2d。所以，能夠被晶體衍射的電磁波的波長(zhǎng)，必須小于參加反射的晶面的最小面間距的2倍，否則不會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。但是波長(zhǎng)過短會(huì)導(dǎo)致衍射角過小，使衍射現(xiàn)象難以觀測(cè)，也不宜使用。當(dāng)X射線波長(zhǎng)一定時(shí)，晶體中有可能參加反射的晶面組必須滿足d/2。5. X射線衍射實(shí)驗(yàn)主要有那些方法。粉末衍射儀的工作方式、工作原理。提示： 照相法（平板照相、德拜照相）、衍射儀法 衍射儀的工作方式連續(xù)掃描連續(xù)掃描就是讓試樣和探測(cè)器以1：2的角速度作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中同時(shí)將探測(cè)器依次所接收到的各晶面衍射信號(hào)輸人到記錄系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而獲得的衍射圖譜。步進(jìn)掃描步進(jìn)掃描又稱階梯掃描。步進(jìn)掃描工作是不連續(xù)的，試樣每轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度即停止在這期間，探測(cè)器等后續(xù)設(shè)備開始工作，并以定標(biāo)器記錄測(cè)定在此期間內(nèi)衍射線的總計(jì)數(shù)，然后試樣轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，重復(fù)測(cè)量，輸出結(jié)果。工作原理衍射儀主要由X射線機(jī)、測(cè)角儀、X射線探測(cè)器、信息記錄與處理裝置組成。樣品轉(zhuǎn)過角，其某組晶面滿足Bragg條件，探測(cè)器必須轉(zhuǎn)動(dòng)2才能感受到衍射線，所以兩者轉(zhuǎn)動(dòng)角速度之比為1:2。X射線管發(fā)出單色X射線照射在樣品上，所產(chǎn)生的衍射由探測(cè)器測(cè)定衍射強(qiáng)度，由測(cè)角儀確定角度2q，得到衍射強(qiáng)度隨2 q變化的圖形。 衍射的本質(zhì)是晶體中各原子相干散射波疊加（合成）的結(jié)果。 衍射波的兩個(gè)基本特征衍射線（束）在空間分布的方位（衍射方向）和強(qiáng)度，與晶體內(nèi)原子分布規(guī)律（晶體結(jié)構(gòu)）密切相關(guān)。 第六章 思考題與習(xí)題一判斷題1減小物鏡光闌的孔徑，可以減小物鏡的球差，提高分辨本領(lǐng)，從而提高圖像的質(zhì)量和增強(qiáng)圖像的立體感。（ ）2透鏡光闌的作用是限制掃描電子束入射試樣時(shí)的發(fā)散度。（ ）3.透射電鏡的最大特點(diǎn)是焦深大，圖像富有立體感。（ ）4俄歇電子是從距樣品表面幾個(gè)埃深度范圍內(nèi)發(fā)射的并具有特征能量的二次電子。（ ）5透鏡光闌的作用是限制掃描電子束入射試樣時(shí)的發(fā)散度。（ ）6減小物鏡光闌的孔徑，可以減小物鏡的球差，提高分辨本領(lǐng)，從而提高圖像的質(zhì)量和增強(qiáng)圖像的立體感。（ ）7改變掃描線圈鋸齒波的振幅可改變掃描速度，改變掃描線圈電源鋸齒波的頻率可改變放大倍數(shù)。（ ）8掃描電子顯微鏡分辨本領(lǐng)的測(cè)定方法有兩種：一種是測(cè)量相鄰兩條亮線中心間的距離，所測(cè)得的最小值就是分辨本領(lǐng)；另一種是測(cè)量暗區(qū)的寬度，測(cè)得的最小寬度定為分辨本領(lǐng)。（ ）二選擇填空1.電鏡的分辨本領(lǐng)主要取決于（ ）的分辨本領(lǐng)。 A物鏡；B中間鏡；C投影鏡；D長(zhǎng)磁透鏡2增加樣品反差的方法經(jīng)常有（ ）。A染色；B重金屬投影；C超薄切片；D復(fù)型3電子透鏡在成像時(shí)，由于（ ）等原因限制了電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)。A幾何相差；B色差；C景深；D焦深4（ ）是用來觀察聚合物表面的一種制樣方法。A“超薄切片”；B“復(fù)型”技術(shù)；C染色；D支持膜5（ ）是研究本體高聚物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要方法。A“超薄切片”；B“復(fù)型”技術(shù)；C染；D支持膜6入射電子中與試樣表層原子碰撞發(fā)生彈性散射和非彈性散射后從試樣表面反射回來的那部分一次電子統(tǒng)稱為（ ）電子。A二次電子；B背散射電子；C反沖電子；D透射電子。7掃描電子顯微鏡的（ ）是利用對(duì)試樣表面形貌敏感的物理信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)得到的一種像襯度。A散射襯度；B衍射襯度；C表面形貌襯度；D原子序數(shù)襯度。8（ ）是從距樣品表面10nm左右深度范圍內(nèi)激發(fā)出來的低能電子。A二次電子；B背散射電子；C吸收電子；D透射電子。9掃描電子顯微鏡圖像的襯度原理有（ ）。A散射襯度；B表面形貌襯度；C衍射襯度；D相位襯度10下面的圖中（ ）的二次電子信號(hào)最大。11下面的圖中CAB，在熒光屏上或照片上（ ）小刻面的像最亮。三填空題1. 電磁透鏡的像差有（ ）、（ ）和（ ）。2透射電鏡系統(tǒng)主要有( )、( )、( )、( )等四部分組成。3選區(qū)電子衍射是指在物鏡的( )上插入一個(gè)孔徑可變的( )，讓光闌孔套住感興趣的微區(qū)，使光闌孔以外的成像電子束被擋住，只有該微區(qū)的成像電子才能通過光闌孔進(jìn)入( )參與成像。此時(shí)，將成像操作變成