仪器分析质谱练习题.docx

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1、质谱剖析习题一、简答题1. 以单聚焦质谱仪为例，说明构成仪器各个主要局部的作用及原理。2. 双聚焦质谱仪为何能提升仪器的区分率3. 试述飞行时间质谱计的工作原理, 它有什么特色4. 比较电子轰击离子源、场致电离源及场分析电离源的特色。5. 试述化学电离源的工作原理。6. 有机化合物在电子轰击离子源中有可能产生哪些种类的离子从这些离子的质谱峰中能够猎取一些什么信息7. 怎样利用质谱信息来推断化合物的相对分子质量推断分子式8. 色谱与质谱联用后有什么突出特色9. 怎样实现气相色谱质谱联用10. 试述液相色谱质谱联用的急迫性。二、选择题1. 3,3- 二甲基戊烷：遇到电子流轰击后 ,最简洁断裂的键位

2、是 :()A1和 4B2和 3C5和 6D2和 32. 在丁烷的质谱图中， M 对 ( M 1) 的比率是A 100:B 100:C 100:D 100:3. 以下化合物含 C、 H 或 O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数()A CHB C H NOC CH N OD C HO6665242691024. 在以下化合物中 ,何者不行以发生麦氏重排()5. 用质谱法剖析无机资料时，宜承受下述哪一种或几种电离源A化学电离源B电子轰击源C高频火花源D B或 C6. 某化合物的质谱图上消灭m/ z 31 的强峰 , 则该化合物不行能为()A醚B 醇C 胺D 醚或醇7一种酯类 M=116 ，质

3、谱图上在 m/ z 57 100% ， m/ z 29 27% 及 m/ z 43 27% 处均有离子峰，初步推想其可能构造以下，试问该化合物构造为()A (CH3) 2 CHCOOC2 5B CHCHCOOCHCHCH32223C CH(CH ) COOCHD CHCOO(CH ) CH32 3332 338按分子离子的稳固性摆列下边的化合物序次应为()A苯 共轭烯烃 酮 醇B苯 酮 共轭烯烃 醇C共轭烯烃 苯 酮 醇D苯 共轭烯烃 醇 酮9化合物 在质谱图上消灭的主要强峰是Am/z 15Bm/z29Cm/z43Dm/z7110. 溴己烷经均裂后，可产生的离子峰的最可能状况为：()Am/ z

4、 93Bm/ z 93 和 m/ z 95C/71D/71 和 /73m z11. 在 C H F 中， F 对下述离子峰有奉献的是25m zm z()A B+1C+2D 及+2MMMMM12 某化合物的 S 图上消灭M/m e74的强峰，R光谱在 3400 3200cm-1 有一宽峰， 1700 1750cm有一强峰，则该化合物可能是-1A R CH1 COOCH233B R CH1 COOH24C RCH (CH123) CH CH COOH2DB 或 C13. 在质谱图谱中假设某烃化合物的(M1) 和 M 峰的强度比为 24: 100 ，则在该烃中存在碳原子的个数为。A2B8C22D46

5、14. 在质谱图中， CHC 1 的 M+2 峰的强度约为 M 峰的。3A1/3B1/2C1/4D相当15. 在裂解过程中，假设优先消去中性分子如CO，则裂解前后离子所带电子的奇偶数。2A发生变化B不变C不确立16. 在裂解过程中，假设优先消去游离基如OH，则裂解后离子所带电子的奇偶数。A发生变化B不变C不确立17. 某芳烃 M=134 ，质谱图上在 m/z91 处有一强峰，其构造可能为。18. 在辛胺 C8H N的质谱图上，消灭 m/z30 基峰的是。19A伯胺B仲胺C叔胺19. 以下化合物中，分子离子峰的质荷比为奇数的是。A CH NB CH NOCCH O8646529 10220. C

6、、 H 和 O 的有机化合物的分子离子的质荷比。A为奇数B为偶数C由仪器的离子源所打算D由仪器的质量剖析器打算21. 含 C、 H 和 N 的有机化合物的分子离子 m z 的规章是。A 偶数个 N 原子数形成偶数 m z ，奇数个 N 原子形成奇数 m zB 偶数个 N 原子数形成奇数 m z ，奇数个 N 原子形成偶数 m z C不管 N 原子数的奇偶都形成偶数 m/zD不管 N 原子数的奇偶都形成奇数m/z22. 某含氮化合物的质谱图上，其分子离子峰m/z 为 265 ，则可供给的信息是。A 该化合物含奇数氮，相对分子质量为265B 该化合物含偶数氮，相对分子质量为265C 该化合物含偶数

7、氮D 不行以确立含奇数或偶数氮23 一个酯类 M116 ，质谱图上在 m/z57 100 ， m/z29 27 及 m/z43 27 % 均有离子峰，可推想该化合物的构造式应是。A (CH )CHCOOCB CHCH COO(CH ) CH3 225322 23C CH3(CH )2COOCH3324. 在磁场强度保持恒定，而加快电压渐渐增加的质谱仪中，最初经过固定的采集器狭缝的是。A质荷比最低的正离子B质量最高的负离子C质荷比最高的正离子D质量最低的负离子25. 在质谱图谱中， CH Br 的 M 2 峰的强度约为 M 峰的。3A1/3B1/2C相当三、填空题1. 某化合物分子式为C H O

8、 ，M=88 ，质谱图上消灭m/ z 60 的基峰。则该化合物最大可能为482。2. 考虑到 12 C 和 13 C 的散布，乙烷可能的分子式是 。这些同位素分子的分子离子值 m/z 分别是。3. 丁苯质谱图上 m/ z134 、m/ z91 和 m/ z92 的峰分别由于、和过程产生的峰。4. 对含有一个碳原子和一个氯原子的化合物，可能有的同位素组合是 、 ,它们所对应的分子离子峰是 。5. 除同位素离子峰外，假设存在分子离子峰，则其必定是m/z的峰，它是分子失掉 生成的，故其 m/z 是该化合物的，它的相对强度与分子的构造及 相关。质谱仪的离子源种类好多，挥发性样品主要承受 离子源。特别适

9、宜于分子量大、难挥发或热稳固性差的样品的剖析的是 离子源。工作过程中要引进一种反响气体猎取准分子离子的离子源是电离源。 在液相色谱质谱联用仪中，既作为液相色谱和质谱仪之间的接口装置，同时又是电离装置的是电离源。7. 质谱图上消灭质量数比相对分子质量大 1 或 2 的峰，即 M1 和 M 2 峰，其相对丰度与化合物中元素的天然丰度成，这些峰是峰。展望在氯乙烷的分子离子峰邻近，将消灭两个强峰，其质荷比为和，其强度比为。8. 分子离子峰的强度与化合物的构造相关，芳香烃及含有共扼双键化合物的分子离子峰 ，这是由于含有系统；脂环化合物的分子离子也较稳固，这是由于要断裂 才能生成碎片离子。长链脂肪醇化合物

10、易，不易生成分子离子峰。9. 饱和脂肪烃化合物裂解的特色是：(1) 生成一系列质量峰 m/z ， ，.； (2) m/z = 和 m/z= 峰最强； (3) 裂解优先发生在支链处，优先失掉。10. 芳烃化合物的裂解特色是1峰强； (2) 在一烷基苯中，基峰为m/z= ，假设 位碳上被代替， 基峰变成 m/z=。m/z91 峰失掉一个乙炔分子而成 m/z 峰； (3) 当烷基碳原子数等于或大于 时，会发生一个氢原子的重排，生成m/z峰。11. 烯烃化合物的裂解特色是 1有明显的一系列峰； 2 基峰是由裂解形成 产生的。12. 脂肪醇化合物的裂解特色是(1) 分子离子峰； 2由于失掉一分子 ，并陪

11、伴失掉一分子，生成 M 一 和 M 一 峰；3醇常常断裂，基发生团优先失掉，伯醇生成 峰；仲醇生成 峰；叔醇生成峰。13. 酮类化合物的裂解特色是 1 分子离子峰；(2) 特色是发生麦氏重排和断裂，断裂失掉的概率较大； 3芳香酮有较强的分子离子，基峰为。14. 酮类化合物的裂解特色是(1) 分子离子峰； (2) 发生重排。在 C 一 C 醛中，生成稳13定的基峰，在高碳数直链醛中会形成； (3) 芳香醛易生成m/z 为 105的。15. 醚类化合物的裂解特色是1脂肪醚化合物分子离子峰； (2) 易发生 i 断裂，正电荷保存在氧原子上形成一系列m/z=和断裂形成一系列m/z=等碎片离子峰； (3

12、) 较长烷基链的芳醚发生断裂生成和。16. 羧酸、酯、酰胺类化合物的裂解特色是1分子离子峰较；(2) 发生断裂，羧酸的分子离子峰断裂生成 m/z= 离子的碎片离子峰；酯的分子离子峰断裂生成碎片峰；酰胺的分子离子峰断裂生成m/z =的 碎片离子峰； 3有氢存在时，发生麦氏重排。17. 一种代替苯的相对分子质量为 120 ，质谱图上消灭峰， m/z92 为 峰， m/z91 为峰m/z120 ，92 ，91 峰，m/z120 为 ，化合物为。18. 正辛醇的质谱图上消灭一个m/z 为偶数的峰 m/z84 ，该离子为，失掉的是和。419. 一种化合物的分子式为C H O，写出与下边质谱峰相对应的离子

13、和化合物的构造式。8m/z44 为，m/z29 为，化合物为。m/z72 为，20. 化合物分子式为 C H O，质谱图上消灭 m/z46 (61 %) ，45 100% ，31 5% 峰，其构造式为。25一种醚的相对分子质量为102 ，质谱图上消灭 m/z87 ， 73 ， 59( 基峰 ) ，31 等主要离子峰，其构造式为。四、正误推断1. 质谱图中 m/z 最大的峰必定是分子离子峰。2. 由 C、 H、O、N 构成的有机化合物， N 为奇数， M 必定是奇数； N 为偶数， M 也为偶数。3. 在质谱仪中，各样离子经过离子互换树脂分别柱后被挨次分别。4. 由于产生了多电荷离子，使质荷比降

14、落，所以能够利用惯例的质谱检测器来剖析大分子质量的化合物。5. 在目前的各样质量剖析器中，傅里叶变换离子盘旋共振质量剖析器拥有最高的区分率。6. 单聚焦磁场分别器由于只好进展能量聚焦不行以进展方向聚焦所以区分率较低。7. 质谱图中不消灭的离子是亚稳离子。8. 在裂解过程中，同一前体离子老是失掉较大基团的断裂过程占优势，称为最大烷基丢掉原则。9. 当化合物分子中含C=O 基团，并且与这个基团相连的链上氢原子，这种化合物的分子离子碎裂时，有此 氢原子能够转移到有 O 原子上去，同时月键断裂。 10. 质谱剖析是以基峰的m/z 为标准规定为零，计算出其余离子峰的m/z 值。11. 在化学电离源的质谱

15、图中，最强峰寻常是准分子离子峰。12. 快原子电离源中不加热气化，特别适宜于分子量大、难挥发或热稳固性差的样品剖析，并能猎取较强的准分子离子峰和较丰富的碎片离子信息。13. 由于不行以生成带正电荷的卤素离子， 所以在质谱剖析中是没法确立分子构造中能否有卤元素存在的。、14. LC 一 MS 仪器中，大气压化学电离源APCI是最常有，所剖析的化合物分子量一般小于1000 。产生的碎片离子极少，主假设准分子离子。15. MS 一 MS 联用仪器主假设为了提升质谱剖析的灵敏度和区分率。16. 大气压化学电离源的承受使得质谱仪能够在常压下操作。17. 贝农表的作用是帮助确立化合物的分子式。18. 在标

16、准质谱图中，醇类化合物的分子离子峰很小或不消灭。质谱剖析习题解答一、简答题1. 以单聚焦质谱仪为例，说明构成仪器各个主要局部的作用及原理答： 1 真空系统，质谱仪的离子源、质量剖析器、检测器肯定处于高真空状态。2进样系统，将样品气化为蒸气送入质谱仪离子源中。样品在进样系统中被适宜加热后转变成即转变成气体。3离子源，被剖析的气体或蒸气进入离子源后经过电子轰击电子轰击离子源、化学电离化学电离源、场致电离场致电离源、场分析电离场解吸电离源或快离子轰击电离快离子轰击电离源等转变成碎片离子， 而后进入 4质量剖析器，自离子源产生的离子束在加快电极电场作用下被加快猎取必定的动能，再进入垂直于离子运动方向的

17、平均磁场中，由于遇到磁场力的作用而转变运动方向作圆周运动，使不一样质荷比的离子次序抵达检测器产生检测信号而猎取质谱图。5离子检测器，寻常以电子倍增管检测离子流。2. 双聚焦质谱仪为何能提升仪器的区分率答：在双聚焦质谱仪中，同时承受电场和磁场构成的质量剖析器，因此不单能够实现方向聚焦，马上质荷比同样而入射方向不一样的离子聚焦，并且能够实现速度聚焦，马上质荷比同样，而速度能量不一样的离子聚焦。所以双聚焦质谱仪比单聚焦质谱仪只好实现方向聚焦拥有更高的区分率。3. 试述飞行时间质谱计的工作原理, 它有什么特色答：飞行时间质谱计的工作原理很简洁，仪器以以以下图所示：以以下图，飞行时间质量剖析器的主要局部

18、是一个既无电场也无磁场的离子漂移管。当离子在加快区猎取动能 后，以速度 进入自由空间漂移区，则T为离子飞过漂移区的时间， L 为漂移区长度，可以看出，离子的漂移时间与其质荷比的平方根成正比，即离子的质荷比越大，则飞行时间越长，反之照旧。飞行时间质谱计的特色为： (1) 工作原理简洁。质量剖析器既不需要磁场，又不需要场，只要要直线漂移空间，所以，仪器的机械构造较简洁，增加漂移行程 L 就能够提升区分本领。 (2) 快速。在约 20ms 时间内，就能够记录质量为 0 200a. 的离子。 (3) 要在短时间内快速记录稍微的离子流，只好承受高灵敏、低噪音的宽频带电子倍增管， 所以仪器的电子局部要求高

19、。 (4) 质量剖析系统需处于脉冲工作状态，不然就没法确立离子的开端和抵达时间，没法划分抵达承受器的不一样质量。4. 比较电子轰击离子源、场致电离源及场分析电离源的特色。答： 1 电子轰击源， 电子轰击的能量远高于一般化学键的键能， 所以剩余的能量惹起分子多个键的断裂，产生很多碎片离子，因此能够供给分子构造的一些重要的官能团信息，但关于相对分子质量较大、或极性大，难气 化，热稳固性差的有机化合物，在加热和电子轰击下，分子易裂开，难以给出完好分子离子信息。2在场致电离源的质谱图上， 分子离子峰很清楚， 但碎片峰则较弱， 因此关于相对分子质量的测定有益， 但缺少分子构造信息。 3场分析电离源，电离

20、原理与场致电离同样，解吸试样分子所需能量远低于气化所需能量，因此有机化合物不会发生热分解，即便热稳固性差的试样还能猎取很好的分子离子峰，分子中的 C-C 键一般不会断裂，因此极少生成碎片离子。总之，场致电离和场分析电离源都是对电子轰击源的必需增补，使用复合离子源，则可同时猎取完好分子和官能团信息。5. 试述化学电离源的工作原理答：化学电离源内布满必定压强的反响气体，如甲烷、异丁烷、氨气等，用高能量的电子 100eV 轰击反响气体使之电离，电离后的反响分子再与试样分子碰撞发生疏子离子反响形成准分子离子 QM+, 和少量碎片离子。在 CI 谱图中 , 准分子离子峰常常是最强峰 , 便于从 QM+推

21、想相对分子质量，碎片峰较少，谱图简洁，易于讲解。6. 有机化合物在电子轰击离子源中有可能产生哪些种类的离子从这些离子的质谱峰中能够猎取一些什么信息答：1分子离子。从分子离子峰能够确立相对分子质量。 2同位素离子峰。 当有机化合物中含有 S,Cl,Br等元素时，在质谱图中会消灭含有这些同位素的离子峰，同位素峰的强度比与同位素的丰度比相当，因此能够也来推断化合物中能否含有某些元素寻常承受 M+2/M 强度比。 3 碎片离子峰。依据碎片离子峰能够和说明分子的构造。此外另有重排离子峰、两价离子峰、亚稳离子峰等都能够在确立化合物构造时猎取应用。7. 怎样利用质谱信息来推断化合物的相对分子质量推断分子式答

22、：利用分子离峰能够正确测定相对分子质量。高区分质谱仪能够正确测定分子离子或碎片离子的质荷比，故可利用元素的精准质量及丰度比计算元素构成。8. 色谱与质谱联用后有什么突出特色答：质谱法拥有灵敏度高、定性力量强等特色。但进样要纯，才能发挥其专长。另一方面，进展定量剖析又比较简单。气相色谱法例拥有分别效率高、定量剖析简易的特色，但定性力量却较差。所以这两种方法假设能联用，能够相互扬长避短，其特长是：(1) 气相色谱仪是质谱法的抱负的“进样器”，试样经色谱分别后以纯物质形式进入质谱仪，便可充分发挥质谱法的专长。 (2) 质谱仪是气相色谱法的抱负的“检测器”，色谱法所用的检测器如氢焰电离检测器、热导池检

23、测器、电子捕获检测器都拥有限制性。而质谱仪能检出几乎全部化合物，灵敏度又很高。所以，色谱质谱联用技术既发挥了色谱法的高分别力量，又发挥了质谱法的高鉴识力量。这种技术合用于作多组分混淆物中未知组分的定性判定；能够推断化合物的分子构造；能够正确地测定未知组分的分子量；能够修正色谱剖析的错误推断；能够判定出局部分别甚至末分别开的色谱峰等。因这天益遇到重视，此刻几乎全部先进的质谱仪器都拥有进展联用的气相色谱仪，并配有计算机，使得计算、联机检索等变得快捷而正确。9. 怎样实现气相色谱质谱联用答：实现 GC-MS 联用的重点是接口装置，起到传输试样，般配二者工作气体的作用。10. 试述液相色谱质谱联用的急

24、迫性答：生命过程中的化学是目前化学学科进展的前沿领域之一。高极性、热不稳固、难挥发的大分子有机化合物和生物样品难以承受GC-MS 进展剖析。液相色谱固然不受化合物沸点的限制，并能对热稳固性差的试样进展分别、剖析，但由于其定性力量差，所以应用猎取来极大的限制。这种化合物的分别剖析成为剖析化学家面对的重要挑战。开发液相色谱与有机质谱的联用技术是急迫需要解决的课题。二、选择题B、D、B、C、C、C、B、A、C、B、A、C、C、A、B、A、B、A、B、B、A、A、B、C、C三、填空题1. 正丁酸1212121313132. CH CH 、CH CH 、 CH CH ；333333m/z(M)、m/z

25、31 (M+1) 、m/z 32( M+2) 。3. 分子失掉一个 子，- 开裂和麦氏重排4. C12 Cl 35 、C13 Cl 35 、C12 Cl 37 、 C 13 Cl 37 。；M、M1、 M 2、 M3。5. 最大；一个 子；相 分子 量；相 度；离子源的 能量6. 子 ；快原子 ；化学；7正比；同位素离子；64 ；66 ； 3 ： 18 ；二 子共扼；两个 ；脱水9奇数； 15 ；29 ；43.； 43(C3H ) ； 57(C74H 十 ) ； 大的 基910. 分子离子； 91(C H77十 ) ；91 14n ；65 ；3；9211 m/z 41 14n n 0， 1,2

26、 ，碎片离子；m/z41 ；CH CHCH 2212. 很弱或不存在； 水；乙 ； 18 ；46 ； ： 或许 的； m/z31 CH O 十 H；m/z45 CH2CH O H；m/z5932 (CH )3CO H213. ； ； 大 基； C H65CO 十14. ；麦氏；CHO；M 一 29 ；C H CO十6515 弱； 45 ，59 ，73 ，碎片离子峰31 14n ； ； 29 ， 43 ， 57 ， 71 ； CH O 十 H；CH652=CHR16 明 ； ； 45 ； NH CO ；R CO ；44 ；HOCO ；2117. 分子离子；甲苯正离子；草嗡离子；正丙基苯18. C H CH C 十H ；水；乙烯49219. 分子离子；重排离子CH CH O H； HCO ：正丁醛220. CHOCH ； CH CH OCH CH CH CH33322223四、正误推断、 、 、 、 、 、 、