光学分析法导论习题
二章节光学分析法导论-
4s2基态 4
激发态 4 (4s1,4p1)
00
10
1 2 3
0
1
2 1 0
41s
41s0
41p
41p1
43p2
பைடு நூலகம்43p
43p1
43p0
单 单
三
1
3
5 3 1
( l1=0, l2=1 L=1; ms=+1/2, -1/2, S=0, 1; J=L+S 到 L-S )
(二)、能级图
把原子中可能存在的光谱项---能级 及能级跃迁用平面图解的形式表示 出来, 称为能级图。见钠原子的能 级图。
激发态 →基态以光辐射形式释放出来，把释放 的光辐射按波长排列下来称为发射光谱
吸收或发射的光子的能量
E光 = h = E2-E1=E= E转+ E振+ E电 E转﹤E振﹤ E电
三、光谱及光谱分析法的分类
1. 原子光谱和分子光谱 气态原子纯电子能级跃迁 线状光谱
原子光谱
气态或溶液中分子电子、振动、转动能级跃迁 带状光谱
L≥S时，2S+1就是内量子数，同一光谱项 中包含的J值不同。把J值不同的光谱项
称为光谱支项; 用 n2S+1LJ
在磁场作用下,同一光谱支项会分裂成 2J+1个不同的支能级;外磁场消失,分裂 能级亦消失. 2J+1为能级的简并度或统 计权重g
Ca原子的基态与激发态的光谱项
n L S J 光谱项 光谱支项 多重性 简并度
习惯上将多重性为1、2、3的光谱项分别称 为单重态、双重态、三重态。
例： Na价电子组态3s1,一个价电子,电子自旋 取 1/2; S=1/2。M=2S+1=2，产生双重线,L=0
光学分析部分习题
光学分析部分习题第二章光分析方法导论一、选择题1、恳请按能量递减的次序，排序以下电磁波谱区：红外、射频、红外线、紫外、x射线、微波、?射线（）a、微波、射频、红外、红外线、紫外、x射线、?射线b、射频、微波、红外、红外线、紫外、x射线、?射线c、?射线、x射线、紫外、红外线、红外、微波、射频d、?射线、x射线、紫外、红外线、红外、射频、微波2、请按波长递增的次序，排列下列电磁波谱区：红外、射频、可见光、紫外、x射线、微波、?射线（a、微波、射频、红外、可见光、紫外、x射线、?射线b、射频、微波、红外、可见光、紫外、x射线、?射线c、?射线、x射线、紫外、可见光、红外、微波、射频d、?射线、x射线、紫外、可见光、红外、射频、微波3、恳请按能量递减的次序，排序以下电磁波谱区：远红外、红外线、将近紫外、近红外、离紫外（）a、远红外、近红外、红外线、将近紫外、离紫外b、远红外、近红外、红外线、离紫外、将近紫外c、离紫外、将近紫外、红外线、近红外、远红外d、将近紫外、离紫外、红外线、近红外、远红外4、请按波长递增的次序，排列下列电磁波谱区：远红外、可见光、近紫外、近红外、远紫外（）a、远红外、近红外、可见光、近紫外、远紫外b、远红外、近红外、可见光、远紫外、近紫外c、远紫外、近紫外、可见光、近红外、远红外d、近紫外、远紫外、可见光、近红外、远红外5、下列哪种光谱分析法不属于吸收光谱（）a、分子荧光光谱法b、紫外-可知分光光度法c、原子吸收光谱法d、红外吸收光谱法6、以下哪种光谱分析属发射光谱法（）a、紫外-可见分光光度法b、原子吸收分光光度法c、原子荧光光谱法d、激光拉曼光谱法7、某分子的旋转能够级差?e＝0.05ev，产生此能级光子所须要稀释的电磁辐射的波长为（）a、2.48?mb、24.8?mc、248?md、2480?m8、产生能级差?e＝2.5ev的跃迁所需吸收的电磁辐射的频率为（）a、6.0?1013hzb、6.0?1014hzc、6.0?1015hzd、6.0?1016hz1）9、频率可用下列哪种方式表示（c-光速，λ－波长，σ－波数）()a、1cb、c?c、d、c??10、下面四个电磁波谱区（1）x射线、（2）红外区、（3）无线电波、（4）紫外和红外线区恳请表示：()(a)能量最轻者(b)频率最轻者(c)波数最大者(d)波长最长者11、光量子的能量正比于电磁辐射的（）a、频率b、波长c、波数d、传播速度第二章答案单选题：1-5：b6-11：ccabbcaba.b挑选3，c.d挑选12ac第三章原子发射光谱法一、选择题1、下列各种说法中错误的是（）a、原子发射光谱分析就是依靠辨识元素特征谱线去辨别元素的存有b、对于复杂组分的分析我们通常以铁光谱为标准，采用元素光谱图比较法c、原子发射光谱是线状光谱d、原子发射光谱主要依据元素特征谱线的高度展开定量分析2、原子发射光谱中，常用的光源存有（）a、空心阴极灯b、电弧、电火花、电感耦合等离子炬等c、棱镜和光栅d、钨灯、氢灯和氘灯3、谱线强度与以下短萼有关：①唤起电位与电离电位；②光子几率与统计权重；③唤起温度；④试样中元素浓度；⑤电离度；⑥自发发射谱线的频率（）a、①，②，③，④b、①，②，③，④，⑤c、①，②，③，④，⑥d、①，②，③，④，⑤，⑥4、用原子发射光谱分析法分析污水中的cr、mn、cu、fe等（含量为10-6数量级），应选用下列哪种激发光源（）a、火焰b、直流电弧c、高压火花d、电感耦合等离子炬5、原子发射光谱的产生就是由于：()a、原子的次外层电子在不同能态间跃迁b、原子的外层电子在不同能态间跃迁c、原子外层电子的振动和转动d、原子核的振动6、矿石粉未的定性分析，一般选用下列那种光源为好()a、交流电弧b、直流电弧c、高压火花d、等离子体光源二、填空题：1、原子发射光谱分析中，对激发光源性能的建议就是，。
仪器分析复习题
仪器分析复习题第一章仪气氛析概论一、单项选择题1、利用电流—电压特性进行分析的相应分析方法是(C)A电位分析法B电导法C极谱分析法D库仑法2、利用两相间分配的分析方法是(D) A光学分析法B电化学分析法C热分析法D色谱分析法3、下述哪种分析方法是以散射光谱为基础的(D)A原子发射光谱B某荧光光谱法C原子吸收光谱D拉曼光谱法4、下列分析方法中，哪一个不属于电化学分析法(C)A电导分析法B极谱法C色谱法D伏安法5、仪器分析与化学分析比较，其灵敏度一般(A)A比化学分析高B比化学分析低C一般高D不能判断6、仪器分析与化学分析比较，其准确度一般(B)A比化学分析高B比化学分析低C一般高D不能判断二、多项选择题1、仪器分析法与化学法，其优点是(ACDE)A灵敏度高B准确度高C速度快D易自动化E选择性好2、下列分析方法中，属于光学分析法的是(AB)A发射光谱法B分光光度法C电位分析法D气相色谱法E极谱法3、对某种物质进行分析，选择分析方法时应考虑的因素(ABCDE)A分析结果要求的准确度B分析结果要求的精确度C具有的设备条件D成本核算E工作人员工作经验4、仪器分析的发展趋势是(ABCDE)A仪器结构的改善B计算机化C多机连用D新仪器分析方法E自动化三、填空题1、仪器分析法是以测量物质的(物理或物理化学性质)为基础的分析方法。
2、仪器分析具有(简便、快捷、灵敏、易于实现自动操作)等特点。
3、测量物质试液的电化学性质及其变化来进行分析的方法称(电化学分析法)4、属于电化学分析法的有(电导分析法)、(电位分析法)5、光学分析法是一类重要的仪器分析法。
它主要根据物质(发射)(吸收电磁波)以及(物质与电磁辐射的相互作用)来进行分析的。
四、名词解释1、仪器分析：以被测物质的物理或物理化学性质为分析的主要依据，并采用些特定仪器进行测试的分析方法。
2、光学分析法：以能量作用于被测物质后，检测其产生的辐射信号或辐射性质所引起的变化的分析方法。
光学分析法导论
第二节 光学分析法旳分类
二、光谱法
2）按电磁辐射本质分类
原子光谱（涉及离子光谱）——由原子或离子外层电子 旳跃迁产生，具有明显 旳线光谱特征
分子光谱——由分子中电子能级及分子旳振动、转动能 级旳跃迁产生，大多具有带光谱特征
第二节 光学分析法旳分类
二、光谱法
3）按辐射能传递方式分类 发射光谱——处于激发态旳原子分子或离子由高 能级跃迁回低能级或基态发射出相应旳光谱
第三节 原子光谱和分子光谱
一、原子光谱
主量子数( n )：描述核外电子是在那个电子壳层上运动。 n = 1、 2、 3、 4、 5、 6、7、••••••••
符号 K、L、M、N、O、P、Q、••••••••
角量子数( l )：描述核外电子云旳形状。
l = 0、1、 2、 3、 4、••••••••
第三节 原子光谱和分子光谱
一、原子光谱
主量子数(n)：
n =1、 2、 3、 4、 5、 6、7、••••••••
总角量子数(L)：
L= l,
对于2个价电子： L = ( l1+ l2)、 ( l1+ l2-1)、•••、 ( l1- l2)
总自旋量子数(S)：对于N个价电子：N/2, N /2 -1, N /2 -2,..,1/2,0
>2.5*105
X一射线 0.005-10nm 2.5*105 -1.2*102
高能辐射区
远紫外 10200nm 1.2*102-6.2
近紫外 200
可见光 400
近红外 0.782.5
中红外 2.550
远红外 501000m 2.5*10-2-1.2*10-4
中能辐射区
微波 0.1100cm 1.2*10-4-1.2*10-7
仪器分析考试练习题和答案
仪器分析考试练习题和答案第2章光学分析法导论【2-1】解释下列名词。
（1）原子光谱和分子光谱（2）发射光谱和吸收光谱（3）闪耀光栅和闪耀波长（4）光谱通带答：（1）原子光谱：由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱。
分子光谱：由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）发射光谱：原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱。
吸收光谱：物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。
（3）闪耀光栅：当光栅刻划成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。
从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。
闪耀波长：在这样刻成的闪耀光栅中，起衍射作用的槽面是个光滑的平面，它与光栅的表面一夹角，称为闪耀角。
最大光强度所对应的波长，称为闪耀波长。
（4）光谱通带：仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。
【2-2】简述棱镜和光栅的分光原理。
【2-3】简述光电倍增管工作原理。
答：光电倍增管工作原理：1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。
2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。
3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。
4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。
【2-4】何谓多道型检测器？试述多道型检测器光电二极管阵列、电荷耦合器件和电荷注入器件三者在基本组成和功能方面的共同点。
【2-5】请按能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。
答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。
波长递增顺序：X 射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。
【2-6】 计算下列电磁辐射的频率和波数。
（1）波长为0.9nm 的单色X 射线； （2）589.0nm 的钠D 线； （3）12.6μm 的红外吸收峰； （4）波长为200cm 的微波辐射。
光谱分析练习题(1)
光学分析导论复习提纲重点:掌握光的本质和特性,光学分析方法的定义和分类,物质与光子相互作用的选择性。
1、光的本质是电磁波,具有波粒二象性在近代分析化学中,凡是基于物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用为基础而建立起来的一类分析方法,均称为光分析法,任何光分析法均包含有三个主要过程:(1) 能源提供能量。
(2) 能量与被测物质互相作用。
(3) 产生被检测的讯号。
按能源不同,光分析法可分为红外、紫外、x光及化学发光等光谱法;按被作用物质来分,它又可分为原子及分子光谱等;若以产生被检测讯号的辐射能的基本性质来划分,则有吸收、发射、散射、反射、折射、干涉、衍射、偏振等。
2、光分析法可分为非光谱法与光谱法两大类非光谱法是指那些不以光的波长为特征讯号,仅通过测量电磁辐射的某些基本性质(反射、折射、干涉、衍射和偏振等)的变化的分析方法。
这类方法主要有:折射法、浊度法、旋光色散法、圆二色性法、x射线衍射法和偏振法等。
光谱法是指物质与电磁波发生了能量交换,主要是以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法,通过检测光谱的特征波长和强度来进行定性和定量分析,各种光谱法种类很多,应用甚广,是现代分析化学的重要组成部分。
3、物质对辐射吸收的选择性辐射被物质所吸收的辐射能必须满足两点要求:第一.辐射的电场和物质的电荷之间必须发生相互作用。
第二,引入的辐射能恰等于基元体系的量子化能级。
每一个基元体系,无论是核、离子、原子或分子,都具有不连续的量子化能级,所以物质只能吸收与两个能级差相等的能量,如果引入的辐射能太少或太多,就不会被吸收。
被吸收的光子的能量或频率可以通过普朗克公式求得:hν=△E=E2-E1式中,E2和E1分别为物质最终和初始的能量。
上式清楚地表明了物质对辐射吸收的选择性。
在理解上述原理的基础上,掌握以下几个名词:1)光的波粒二象性;2)光谱分析法;3)非光谱分析法;4)吸收光谱;5)原子光谱;6)分子光谱;7)原子光谱。
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第三章光学分析法导论1．解释下列名词（1）原子光谱和分子光谱；（2）发射光谱和吸收光谱；（3）线光谱和带光谱；（4）光谱项和光谱支项；（5）统计权重和简并度；（6）禁戒跃迁和亚稳态；（7）单重态和多重态；（8）原子发射光谱和原子荧光光谱；（9）荧光、磷光和化学发光；（10）Raman光谱。
答：（1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）当原子受到外界能量的作用时，激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定，一般在10－8s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱；当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能级，这种选择性吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
（3）从谱线上看时线状的，谱峰很锐，很尖，谱宽大概3～10nm，主要是原子受激辐射的谱线称为线光谱。
带状的，谱峰较宽，像山峰一样，谱宽从几十纳米到几百纳米都有，主要是分子受激辐射的谱线称为带光谱。
（4）用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项，符号为n2S＋1L；把J 值不同的光谱项称为光谱支项，符号为n2S＋1L J。
（5）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂称2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。
（6）不符合光谱选择定则的跃迁称为禁戒跃迁；若两光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子具有较长的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。
（7）单重态电子两两成对，单电子数为零；多重态是有两个电子自旋平行。
（8）利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法称为原子发射光谱；原子荧光光谱法是测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
（9）光照射到某些原子时，光的能量使原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道，第一激发单线态是不稳定的，当电子由第一激发单线态恢复到基态时，能量会以光的形式释放，产生的光称为荧光；如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光；物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象称为化学发光。
仪器分析答案整理
第二章 光学分析法导论3. 计算：(1)670.7nm 锂线的频率；（2）3300cm -1谱线的波长; (3)钠588.99nm 共振线的激发电位。
解：（1）ν = λc = cm s cm 710107.670/1099792.2-⨯⨯ = 4.470 ×1014 s -1 （2）λ = σ1 = 133001-cm = 3030 nm （3）E = h λc = 4.136×10-15eV·s×cm s cm 7101099.588/1099792.2-⨯⨯ = 2.105 eV第三章 紫外-可见吸收光谱法2．何谓生色团及助色团？试举例说明。
解：含有π键的不饱和基团叫做生色团．例如C ＝C ；C ＝O ；C ＝N ；—N ＝N — 有一些含有n 电子的基团，它们本身没有生色功能，但当它们与生色团相连时，就会发生n —π共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)，这样的基团称为助色团。
如—OH 、—OR 、—NH 2、—NHR 、—X 等。
3．作为苯环的取代基，―NH 3+不具有助色作用，―NH 2却具有助色作用；―OH 的助色作用明显小于―O －。
试说明原因。
解：助色团至少要有一对非键n 电子，这样才能与苯环上的π电子相作用，产生助色作用。
例如，苯胺中的氨基（―NH 2）含有一对非键n 电子，具有助色作用，当形成苯胺正离子（―NH 3+）时，非键n 电子消失了，助色作用也随之消失。
苯酚负离子中的氧原子（―O －）比酚羟基中的氧原子（―OH ）多了一对非键n 电子，其助色效果也就更显著。
7． 比较双光束分光光度计与单光束分光光度计各有何优点。
解：双光束分光光度计对参比信号和试样信号的测量几乎是同时进行的，补偿了光源和检测系统的不稳定性，具有较高的测量精密度和准确度。
同时自动记录，可进行快速全波段扫描。
单光束分光光度计仪器结构简单，价廉，容易操作，比较适用于定量分析。
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光学分析法导论习题
光学分析法导论习题
一．填空题
1. 光速c≈3×1010cm·s-1是在中测得的。
2．原子内层电子跃迁的能量相当于光,原子外层电子跃迁的能量相当于光和。
3．分子振动能级跃迁所需的能量相当于光,分子中电子跃迁的能量相当于光。
4．钠的基态光谱支项为 ,钠的共振谱线以表示。
5．，和三种光分析方法是利用线光谱进行检测的。
6．指出下列电磁辐射所在的光谱区（光速为3×1010cm·s-1）。
（1）波长588.9nm ；（2）波数400cm-1；
（3）频率2.5×1013Hz ；（4）波长300nm 。
二．选择题
1．电磁辐射的微粒性表现在下述哪种性质上
A. 能量
B. 频率
C. 波长
D. 波数
2.当辐射从一种介质传播到另一种介质中时,下述哪种参量不变?
A. 波长
B.频率
C.速度
D.方向
3.镁的L=2光谱项可具有几个J值?
A.1
B.2
C.3
D.4
4.下述哪种分析方法是基于发射原理的?
A.红外光谱法
B.荧光光度法
C.核磁共振波谱法
D.分光光度法
5.带光谱是由于
A 炽热固体发射的结果
B 受激分子发射的结果
C 受激原子发射的结果
D 简单离子发射的结果
习题
一．填空题
1. 光速c≈3×1010cm·s-1是在头真空中测得的。
2．原子内层电子跃迁的能量相当于X 光,原子外层电子跃迁的能量相当于紫外光和可见光。
3．分子振动能级跃迁所需的能量相当于红外光,分子中电子跃迁的能量相当于紫外可见光。
4．钠的基态光谱项为 32S
1/2 ,钠的共振谱线以 32P
3/2
或32P
312
表
示。
5．原子发射，原子吸收和原子荧光三种光分析方法是利用线光谱进行检测的。
6．指出下列电磁辐射所在的光谱区（光速为3×1010cm·s-1）。
（1）波长588.9nm ；（2）波数400cm-1；
（3）频率2.5×1013Hz ；（4）波长300nm 。
二．选择题
1．电磁辐射的微粒性表现在下述哪种性质上（A）
A. 能量
B. 频率
C. 波长
D. 波数
2.当辐射从一种介质传播到另一种介质中时,下述哪种参量不变?（B）
A. 波长
B.频率
C.速度
D.方向
3.镁的L=2光谱项可具有几个J值?（C）
A.1
B.2
C.3
D.4
4.下述哪种分析方法是基于发射原理的?（B）
A.红外光谱法
B.荧光光度法
C.核磁共振波谱法
D.分光光度法
5.带光谱是由于（B）
A 炽热固体发射的结果
B 受激分子发射的结果
C 受激原子发射的结果
D 简单离子受激发射的结果
一、选择题
1、请按能量递增的次序，排列下列电磁波谱区：红外、射频、可见光、紫外、X射线、
微波、γ射线（）
A、微波、射频、红外、可见光、紫外、X射线、γ射线
B、射频、微波、红外、可见光、紫外、X射线、γ射线
C、γ射线、X射线、紫外、可见光、红外、微波、射频
D、γ射线、X射线、紫外、可见光、红外、射频、微波
2、请按波长递增的次序，排列下列电磁波谱区：红外、射频、可见光、紫外、X射线、微波、γ射线（）
A、微波、射频、红外、可见光、紫外、X射线、γ射线
B、射频、微波、红外、可见光、紫外、X射线、γ射线
C、γ射线、X射线、紫外、可见光、红外、微波、射频
D、γ射线、X射线、紫外、可见光、红外、射频、微波
3、请按能量递增的次序，排列下列电磁波谱区：远红外、可见光、近紫外、近红外、远紫外（）
A、远红外、近红外、可见光、近紫外、远紫外
B、远红外、近红外、可见光、远紫外、近紫外
C、远紫外、近紫外、可见光、近红外、远红外
D、近紫外、远紫外、可见光、近红外、远红外
4、请按波长递增的次序，排列下列电磁波谱区：远红外、可见光、近紫外、近红外、远紫外（）
A、远红外、近红外、可见光、近紫外、远紫外
B、远红外、近红外、可见光、远紫外、近紫外
C、远紫外、近紫外、可见光、近红外、远红外
D、近紫外、远紫外、可见光、近红外、远红外
5、下列哪种光谱分析法不属于吸收光谱（）
A、分子荧光光谱法
B、紫外-可见分光光度法
C、原子吸收光谱法
D、红外吸收光谱法
6、下列哪种光谱分析属于发射光谱法（）
A、紫外-可见分光光度法
B、原子吸收分光光度法
C、原子荧光光谱法
D、激光拉曼光谱法
7、某分子的转动能级差0.05eV
＝，产生此能级跃迁所需吸收的电磁辐射的波长为
E
（）
A 、2.48μm
B 、24.8μm
C 、248μm
D 、2480μm
8、产生能级差2.5eV E ?＝的跃迁所需吸收的电磁辐射的频率为（）
A 、Hz 10
0.613? B 、Hz 100.614? C 、Hz 100.615? D 、Hz 100.616
9、频率可用下列哪种方式表示（c-光速，λ－波长，σ－波数）( )
A 、c σ
B 、σc
C 、1
λ D 、c σ
10、下面四个电磁波谱区（1）X 射线、（2）红外区、（3）无线电波、（4）紫外和可见光区请指出：( )
(A) 能量最小者 (B)频率最小者 (C)波数最大者 (D)波长最短者
11、光量子的能量正比于辐射的（）
A 、频率
B 、波长
C 、波数
D 、传播速度
第二章答案
单选题：1-5：B C A C A
6-11：C B B B A.B 选3，C.D 选1 AC。