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1、质谱分析习题一、简答题1以单聚焦质谱仪为例，说明组成仪器各个主要部分的作用及原理。2双聚焦质谱仪为什么能提高仪器的分辨率?3试述飞行时间质谱计的工作原理,它有什么特点?4比较电子轰击离子源、场致电离源及场解析电离源的特点。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类型的离子？从这些离子的质谱峰中可以得到一些什么信息？7如何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点？9如何实现气相色谱质谱联用？10试述液相色谱质谱联用的迫切性。二、选择题13,3二-甲基戊烷：受到电子流轰击后,最容易断裂的键位是:()和和和和2在丁烷的质谱图
2、中，对+的比例是()下列化合物含、或、，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数?在下列化合物中,何者不能发生麦氏重排5用质谱法分析无机材料时，宜采用下述哪一种或几种电离源?化学电离源电子轰击源高频火花源或6某化合物的质谱图上出现的强峰则该化合物不可能为醚A醇B胺C醚或醇D27）%处均有离子峰，初7一种酯类（1,质谱图上在（0%9）及步推测其可能结构如下，试问该化合物结构为8按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为苯共轭烯烃酮醇中苯中中酮共轭烯烃醇中共轭烯烃苯酮中中醇中苯共中烯烃醇中中酮中化合物在质谱图上出现的主要强峰是（）0溴己烷经均裂后，可产生的离子峰的最可能情况为和中，对下述离子峰有贡献的
3、是2某化合物的图上出现的强峰，I光谱在有一宽峰，有一强峰，则该化合物可能是或3在质谱图谱中若某烃化合物的+和峰的强度比为，则在该烃中存在碳原子的个数为（）。4在质谱图中，的峰的强度约为峰的（）。A1/3B1/相当2C1/4D5在裂解过程中，若优先消去中性分子如，则裂解前后离子所带电子的奇一偶数（）。发生变化不变不确定6在裂解过程中，若优先消去游离基如，则裂解后离子所带电子的奇一偶数（）。发生变化不变不确定7某芳烃（），质谱图上在处有一强峰，其结构可能为（）。8在辛胺（）的质谱图上，出现基峰的是（）。伯胺仲胺叔胺9下列化合物中，分子离子峰的质荷比为奇数的是（）。和，的有机化合物的分子离子的质荷比
4、（）。为奇数为偶数由仪器的离子源所决定D由仪器的质量分析器决定含、和的有机化合物的分子离子/的规则是（）。偶数个原子数形成偶数/z奇数个原子形成奇数/偶数个原子数形成奇数/z奇数个原子形成偶数/不管原子数的奇偶都形成偶数不管原子数的奇偶都形成奇数2某含氮化合物的质谱图上，其分子离子峰为6则可提供的信息是（）。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D不能确定含奇数或偶数氮3一个酯类（=）6质谱图上在（）,（%）及（）均有离子峰，可推测该化合物的结构式应是（）。4在磁场强度保持恒定，而加速电压逐渐增加的质谱仪中，最先通过固定的收集器狭缝的
5、是（）。质荷比最低的正离子质量最咼的负离子质荷比最咼的正离子质量最低的负离子5在质谱图谱中，的+峰的强度约为峰的（）。相当三、填空题某化合物分子式为,质谱图上出现的基峰。则该化合物最大可能为2考虑到和的分布，乙烷可能的分子式是。这些同位素分子的分子离子值分别是_3丁苯质谱图上、和的峰分别由于、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，如果存在分子离子峰，则其一定是m/z的峰，它是分子失去生成的，故其m/z是该化合物的，它的相对强度与分子的结构及有关。6. 质谱仪的离子源种类很多，挥发性样品主要采用离子源。特别
6、适合于分子量大、难挥发或热稳定性差的样品的分析的是离子源。工作过程中要引进一种反应气体获得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。预测在氯乙烷的分子离子峰附近，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结构有关，芳香烃及含有共扼双键化合物的分子离子峰，这是因为含有体系；脂环化合物的分子离子也较稳定，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。
7、9. 饱和脂肪烃化合物裂解的特点是：（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，优先失去。10芳烃化合物的裂解特点是（1）峰强；（2）在一烷基苯中，基峰为m/z=，若位碳上被取代，基峰变为m/z=。m/z91峰失去一个乙炔分子而成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点是（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点是（1）分子离子峰；（2）由于失去一分子，并伴随失去一分子，生成M一和M一峰；（3）醇往往发生断裂，_基团优先失去，伯醇生成峰；仲
8、醇生成峰；叔醇生成峰。13. 酮类化合物的裂解特点是（1）分子离子峰；（2）特征是发生麦氏重排和断裂，断裂失去的概率较大；（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点是（1）分子离子峰；（2）发生重排。在C1一C3醛中，生成稳定的基峰，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点是（1）脂肪醚化合物分子离子峰；（2）易发生断裂，（正电荷保留在氧原子上）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点是（1）分子离子峰较；（2）发生断裂，羧酸的分子离子峰断裂
9、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.种取代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，失去的是和。19. 一种化合物的分子式为C4H8O，写出与下面质谱峰相对应的离子和化合物的结构式。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，其结构式
10、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，其结构式为四、正误判断1质谱图中m/z最大的峰一定是分子离子峰。（）2由C、H、O、N组成的有机化合物，N为奇数，M定是奇数；N为偶数，M也为偶数。3.在质谱仪中，各种离子通过离子交换树脂分离柱后被依次分离。（）4由于产生了多电荷离子，使质荷比下降，所以可以利用常规的质谱检测器来分析大分子质量的化合物。（）5在目前的各种质量分析器中，傅里叶变换离子回旋共振质量分析器具有最高的分辨率。（）6单聚焦磁场分离器由于只能进行能量聚焦不能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
11、裂解过程中，同一前体离子总是失去较大基团的断裂过程占优势，称为最大烷基丢失原则。（）9.当化合物分子中含有C=O基团，而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,此氢原子可以转移到O原子上去，同时月键断裂。（）10质谱分析是以基峰的m/z为标准（规定为零），计算出其他离子峰的m/z值。（）11在化学电离源的质谱图中，最强峰通常是准分子离子峰。12快原子电离源中不加热气化，特别适合于分子量大、难挥发或热稳定性差的样品分析，并能获得较强的准分子离子峰和较丰富的碎片离子信息。（）13由于不能生成带正电荷的卤素离子，所以在质谱分析中是无法确定分子结构中是否有卤元素存在的。、（）14.
12、 LC一MS仪器中，大气压化学电离源（APCI）是最常见，所分析的化合物分子量一般小于1000。产生的碎片离子很少，主要是准分子离子。（）15. MS一MS联用仪器主要是为了提高质谱分析的灵敏度和分辨率。（）16. 大气压化学电离源的采用使得质谱仪可以在常压下操作。（）17. 贝农表的作用是帮助确定化合物的分子式。（）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。（）质谱分析习题解答一、简答题1.以单聚焦质谱仪为例，说明组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、质量分析器、检测器必须处于高真空状态。（2）进样系统，将样品气化为蒸气送入质谱仪离子源中。样品
13、在进样系统中被适当加热后转化为即转化为气体。（3）离子源，被分析的气体或蒸气进入离子源后通过电子轰击（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）、场解析电离（场解吸电离源）或快离子轰击电离（快离子轰击电离源）等转化为碎片离子，然后进入（4）质量分析器，自离子源产生的离子束在加速电极电场作用下被加速获得一定的动能，再进入垂直于离子运动方向的均匀磁场中，由于受到磁场力的作用而改变运动方向作圆周运动，使不同质荷比的离子顺序到达检测器产生检测信号而得到质谱图（。5）离子检测器，通常以电子倍增管检测离子流。.双聚焦质谱仪为什么能提高仪器的分辨率答：在双聚焦质谱仪中，同时采用电场和磁
14、场组成的质量分析器，因而不仅可以实现方向聚焦，即将质荷比相同而入射方向不同的离子聚焦，而且可以实现速度聚焦，即将质荷比相同，而速度（能量）不同的离子聚焦。所以双聚焦质谱仪比单聚焦质谱仪（只能实现方向聚焦）具有更高的分辨率。3试述飞行时间质谱计的工作原理,它有什么特点?答：飞行时间质谱计的工作原理很简单，仪器如下图所示：如图所示，飞行时间质量分析器的主要部分是一个既无电场也无磁场的离子漂移管。当离子在加速区得到动能（）后，以速度进入自由空间（漂移区），贝u（为离子飞过漂移区的时间，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，反之依然。飞行
15、时间质谱计的特点为：（1工）作原理简单。质量分析器既不需要磁场，又不需要场，只需要直线漂移空间，因此，仪器的机械结构较简单，增长漂移路程就可以提高分辨本领。快速。在约时间内，就可以记录质量为一的离子。要在短时间内快速记录微弱的离子流，只能采用高灵敏、低噪音的宽频带电子倍增管，因此仪器的电子部分要求高。质量分析系统需处于脉冲工作状态，否则就无法确定离子的起始和到达时间，无法区分到达接受器的不同质量。4比较电子轰击离子源、场致电离源及场解析电离源的特点。答：（1）电子轰击源，电子轰击的能量远高于普通化学键的键能，因此过剩的能量引起分子多个键的断裂，产生许多碎片离子，因而能够提供分子结构的一些重要的官能团信息，但对于相对分子质量较大、或极性大，难气化，热稳定性差的有机化合物，在加热和电子轰击下，分子易破碎，难以给出完整分子离子信息。（2）在场致电离
