质谱仪习题及答案

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部分的作用及原理。2．双聚焦质谱仪为何能提升仪器的分辨率3．试述飞翔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获取一些什么信息7．怎样利用质谱信息来判断化合物的相对分子质量判断分子式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

,最简单断裂的键位是

:

(

)A1

和4

B2

和3

C5

和6

D2和32．在丁烷的质谱图中，

M对(M＋1)的比率是

（

）A100:

B100:

C100:

D100:3．以下化合物含AC6H6

C、H或

O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数BC6H5NO2CC4H2N6O

(DC9H10O2

)4．在以下化合物中

,

何者不可以发生麦氏重排

(

)5．用质谱法剖析无机资料时，宜采纳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

DB

或C6．某化合物的质谱图上出现

m/z31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，初步推测其可能构造以下，试问该化合物构造为

(

)A(CHCCH

3)2CHCOOC253(CH2)3COOCH3

BCH3CH2COOCH2CH2CH3DCH3COO(CH2)3CH38．按分子离子的稳固性摆列下边的化合物序次应为

(

)苯>共轭烯烃>酮>醇苯>酮>共轭烯烃>醇共轭烯烃>苯>酮>醇苯>共轭烯烃>醇>酮9．化合物在质谱图上出现的主要强峰是（）Am/z15Bm/z29Cm/z43Dm/z7110．溴己烷经均裂后，可产生的离子峰的最可能状况为：()A/93B/93和/95mzmzmzC/71D/71和/73mzmzmz11．在C2H5F中，F对下述离子峰有贡献的是()AMB+1C+2D及+2MMMM12．某化合物的S图上出现/74的强峰，R光谱在3400～3200cm-1有一宽峰，1700～1750c-1Mmem有一强峰，则该化合物可能是（）R1－（CH2）3－COOCH3R1－（CH2）4－COOHR1－CH2(CH3)－CH2－CH－COOHDB或C13．在质谱图谱中若某烃化合物的(M＋1)和M峰的强度比为24:100，则在该烃中存在碳原子的个数为（

）。A2

B8

C22

D4614．在质谱图中，

CH3C1的M+2峰的强度约为

M峰的（

）。A1/3

B1/2

C

1/4

D

相当15．在裂解过程中，若优先消去中性分子如

CO2，则裂解前后离子所带电子的奇－偶数（

）。A

发生变化

B不变

C

不确立16．在裂解过程中，若优先消去游离基如

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（

C8H19N）的质谱图上，出现

m/z30基峰的是（

）。A

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（

）。AC

8H6N4

BC

6H5NO2

CC

9H10O220．C、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由仪器的离子源所决定由仪器的质量剖析器决定21．含C、H和N的有机化合物的分子离子m／z的规则是（）。偶数个N原子数形成偶数m／z，奇数个N原子形成奇数m／z偶数个N原子数形成奇数m／z，奇数个N原子形成偶数m／zC不论

N原子数的奇偶都形成偶数

m/zD不论

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265该化合物含偶数氮不可以确立含奇数或偶数氮23．一个酯类（M＝116），质谱图上在m/z57（100％），m/z29（27％）及m/z43（27%）均有离子峰，可推测该化合物的构造式应是（）。A(CH3)2CHCOOC25

BCH

3CH2COO(CH2)2CH3CCH3(CH2)3COOCH324．在磁场强度保持恒定，而加快电压渐渐增添的质谱仪中，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，CH3Br的M＋2峰的强度约为M峰的（）。

）。A1/3

B1/2

C

相当三、填空题1．某化合物分子式为

C4

H8O2，M=88，质谱图上出现

m/z

60的基峰。则该化合物最大可能为__________________________。2．考虑到

12C

和

13C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的峰分别因为

_____________________、____________________________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，假如存在分子离子峰，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。６．质谱仪的离子源种类好多，挥发性样品主要采纳

__________离子源。特别合适于分子量大、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获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．质谱图上出现质量数比相对分子质量大

1或

2的峰，即M＋1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，将出现两个强峰，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，芬芳烃及含有共扼双键化合物的分子离子峰___________，这是因为含有_________系统；脂环化合物的分子离子也较稳固，这是因为要断裂_________才能生成碎片离子。长链脂肪醇化合物易________，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=_____________，若位碳上被代替，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）有显然的一系列峰；（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）因为失掉一分子________，并陪伴失掉一分子_________，生成M一___________和M一__________峰；（3）醇常常发生断裂，基团优先失掉，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）芬芳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)芬芳醛易生成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)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=的碎片离子峰；酯的分子离子峰断裂生成碎片离子峰；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，质谱图上出现m/z120，92，91峰，m/z120为__________峰，m/z92为峰，m/z91为峰，化合物为。18．正辛醇的质谱图上出现一个m/z为偶数的峰m/z84，该离子为，失掉的是和。19．一种化合物的分子式为C4H8O，写出与下边质谱峰相对应的离子和化合物的构造式。m/z72为，m/z44为，m/z29为，化合物为。20．化合物分子式为C2H5O，质谱图上出现m/z46(61%)，45（100%，31（5%）峰，其构造式为。一种醚的相对分子质量为102，质谱图上出现m/z87，73，59(基峰)，31等主要离子峰，其构造式为。四、正误判断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．因为产生了多电荷离子，使质荷比降落，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分辨率。（）6．单聚焦磁场分别器因为只好进行能量聚焦不可以进行方向聚焦所以分辨率较低。（）7．质谱图中不出现的离子是亚稳离子。（）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．当化合物分子中含有C=O基团，并且与这个基团相连的链上有氢原子，这种化合物的分子离子碎裂时，此氢原子能够转移到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图中，最强峰往常是准分子离子峰。（）12．快原子电离源中不加热气化，特别合适于分子量大、难挥发或热稳固性差的样品剖析，并能获取较强的准分子离子峰和较丰富的碎片离子信息。（）13．因为不可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，主假如准分子离子。（）15．MS一MS联用仪器主假如为了提升质谱剖析的敏捷度和分辨率。（）16．大气压化学电离源的采纳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．在标准质谱图中，醇类化合物的分子离子峰很小或不出现。（）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部分的作用及原理答：（1）真空系统，质谱仪的离子源、质量剖析器、检测器一定处于高真空状态。（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合适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获取必定的动能，再进入垂直于离子运动方向的平均磁场中，因为遇到磁场力的作用而改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获取质谱图。（5）离子检测器，往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分辨率答：在双聚焦质谱仪中，同时采纳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）拥有更高的分辨率。3．试述飞翔时间质谱计的工作原理,它有什么特色答：飞翔时间质谱计的工作原理很简单，仪器以以下图所示：以下图，飞翔时间质量剖析器的主要部分是一个既无电场也无磁场的离子漂移管。当离子在加快区获取动能（）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，则飞翔时间越长，反之依旧。飞翔时间质谱计的特色为：(1)工作原理简单。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单，增添漂移行程L就能够提升分辨本事。(2)迅速。在约20ms时间内，就能够记录质量为0—的离子。(3)要在短时间内迅速记录轻微的离子流，只好采纳高敏捷、低噪音的宽频带电子倍增管，所以仪器的电子部分要求高。(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，没法划分抵达接受器的不一样质量。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，分子易破裂，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获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，则可同时获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：化学电离源内充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）轰击反应气体使之电离，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+推测相对分子质量，碎片峰较少，谱图简单，易于解说。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获取一些什么信息答：（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，在质谱图中会出现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，因此能够也来判断化合物中能否含有某些元素（往常采纳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得到应用。7．怎样利用质谱信息来判断化合物的相对分子质量判断分子式答：利用分子离峰能够正确测定相对分子质量。高分辨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：质谱法拥有敏捷度高、定性能力强等特色。但进样要纯，才能发挥其专长。另一方面，进行定量剖析又比较复杂。气相色谱法例拥有分别效率高、定量剖析简易的特色，但定性能力却较差。所以这两种方法若能联用，能够互相扬长避短，其长处是：(1)气相色谱仪是质谱法的理想的“进样器”，试样经色谱分别后以纯物质形式进入质谱仪，便可充散发挥质谱法的专长。(2)质谱仪是气相色谱法的理想的“检测器”，色谱法所用的检测器如氢焰电离检测器、热导池检测器、电子捕捉检测器都拥有限制性。而质谱仪能检出几乎所有化合物，敏捷度又很高。所以，色谱—质谱联用技术既发挥了色谱法的高分别能力，又发挥了质谱法的高鉴识能力。这种技术合用于作多组分混淆物中未知组分的定性判定；能够判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判断；能够判定出部分分别甚至末分别开的色谱峰等。因这天益遇到重视，此刻几乎所有先进的质谱仪器都拥有进行联用的气相色谱仪，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－质谱联用的急迫性．答：生命过程中的化学是目前化学学科发展的前沿领域之一。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采纳GC-MS进行剖析。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行分别、剖