質(zhì)譜分析習(xí)題

1、質(zhì)譜分析習(xí)題二、選擇題 13,3-二甲基戊烷： 受到電子流轟擊后, 最容易斷裂的鍵位是:        (      )     A 1和4          B 2和3          C 5和6      

2、;    D 2和3 2在丁烷的質(zhì)譜圖中，M對(M1)的比例是                              （   ） ？    A 100:1.1      B 1

3、00:2.2      C 100:3.3      D 100:4.4 3下列化合物含 C、H或O、N，試指出哪一種化合物的分子離子峰為奇數(shù)？(      )     A C6H6         B C6H5NO2     C C4H2N6O   D C9

4、H10O2 4在下列化合物中, 何者不能發(fā)生麥?zhǔn)现嘏?         (       )     答：沒有H的化合物 5用質(zhì)譜法分析無機(jī)材料時，宜采用下述哪一種或幾種電離源?               （   ） A 化學(xué)電離源    B 電子轟

5、擊源    C 高頻火花源   D B或C 6某化合物的質(zhì)譜圖上出現(xiàn)m/z31的強(qiáng)峰, 則該化合物不可能為    (       )     A 醚           B 醇            C 胺 &

6、#160;        D 醚或醇 7一種酯類（M=116），質(zhì)譜圖上在m/z 57（100%），m/z 29（27%）及m/z 43（27%）處均有離子峰，初步推測其可能結(jié)構(gòu)如下，試問該化合物結(jié)構(gòu)為          (      ) ？    A (CH3)2CHCOOC2H5      &#

7、160;         B CH3CH2COOCH2CH2CH3     C CH3(CH2)3COOCH3                D CH3COO(CH2)3CH3 8按分子離子的穩(wěn)定性排列下面的化合物次序應(yīng)為          

8、; (      )     A 苯 > 共軛烯烴 > 酮 > 醇     B 苯 > 酮 > 共軛烯烴 > 醇     C 共軛烯烴 > 苯 > 酮 > 醇     D 苯 > 共軛烯烴 > 醇 > 酮 9化合物 在質(zhì)譜圖上出現(xiàn)的主要強(qiáng)峰是        （   ）

9、     A m/z 15    B m/z  29    C m/z  43    D m/z  71 10溴己烷經(jīng)b均裂后，可產(chǎn)生的離子峰的最可能情況為：             (      ) A m/z 93     &

10、#160;                B m/z 93和m/z 95       C m/z 71                      D m/z 71和m/z 73 1

11、1在C2H 5F 中，F(xiàn)對下述離子峰有貢獻(xiàn)的是              (      )     A M         B M+1         C M+2     

12、0;    D M及M+2 12某化合物的MS圖上出現(xiàn)m/e 74的強(qiáng)峰，IR光譜在3400 3200cm -1有一寬峰，1700 1750cm -1有一強(qiáng)峰，則該化合物可能是                                 （

13、60;  ） ？    A R1（CH2）3COOCH3     B R1（CH2）4COOH     C R1CH(CH3)CH2CH2COOH D B或C 13在質(zhì)譜圖譜中若某烴化合物的(M1)和M峰的強(qiáng)度比為24: 100，則在該烴中存在碳原子的個數(shù)為（ ）。 A 2 B 8 C 22 D 46 14在質(zhì)譜圖中，CH 3C 1的M+2峰的強(qiáng)度約為M峰的（ ）。 A 1/3 B 1/ 2 C 1/4 D 相當(dāng) 15在裂解過程中，若優(yōu)先消去中性分子如CO2，則裂解前后離子所帶電子的奇偶數(shù)（ ）

14、。 A 發(fā)生變化 B 不變 C 不確定 16在裂解過程中，若優(yōu)先消去游離基如OH，則裂解后離子所帶電子的奇偶數(shù)（ ）。 A 發(fā)生變化 B 不變 C 不確定 17某芳烴（M=134），質(zhì)譜圖上在m/z91處有一強(qiáng)峰，其結(jié)構(gòu)可能為（ ）。 18在辛胺（C8H19N）的質(zhì)譜圖上，出現(xiàn)m/z30基峰的是（ ）。 A 伯胺 B 仲胺 C 叔胺 19下列化合物中，分子離子峰的質(zhì)荷比為奇數(shù)的是（ ）。 A C8H6N4 B C6H5NO 2 C C9H10O2 20C、H和O的有機(jī)化合物的分子離子的質(zhì)荷比（）。 A 為奇數(shù) B 為偶數(shù) C 由儀器的離子源所決定 D 由儀器的質(zhì)量分析器決定 為什么呢？21含C

15、、H和N的有機(jī)化合物的分子離子mz的規(guī)則是（ ）。 A 偶數(shù)個N原子數(shù)形成偶數(shù)mz，奇數(shù)個N原子形成奇數(shù)mz B 偶數(shù)個N原子數(shù)形成奇數(shù)mz，奇數(shù)個N原子形成偶數(shù)mz C 不管N原子數(shù)的奇偶都形成偶數(shù)m/z D 不管N原子數(shù)的奇偶都形成奇數(shù)m/z 22某含氮化合物的質(zhì)譜圖上，其分子離子峰m/z為265，則可提供的信息是（ ）。 為什么呢？A 該化合物含奇數(shù)氮，相對分子質(zhì)量為265 B 該化合物含偶數(shù)氮，相對分子質(zhì)量為265 C 該化合物含偶數(shù)氮 D 不能確定含奇數(shù)或偶數(shù)氮 為什么呢？23一個酯類（M116），質(zhì)譜圖上在m/z57（100），m/z29（27）及m/z43（27 %）均有離子峰，

16、可推測該化合物的結(jié)構(gòu)式應(yīng)是（ ）。 A (CH3)2CHCOOC2H5 B CH3CH2COO(CH2)2CH3 C CH3(CH2)3COOCH3 24在磁場強(qiáng)度保持恒定，而加速電壓逐漸增加的質(zhì)譜儀中，最先通過固定的收集器狹縫的是（ ）。 A 質(zhì)荷比最低的正離子 B 質(zhì)量最高的負(fù)離子 C 質(zhì)荷比最高的正離子 D 質(zhì)量最低的負(fù)離子 25在質(zhì)譜圖譜中，CH3Br的M2峰的強(qiáng)度約為M峰的（ ）。 A 1/3 B 1/ 2 C 相當(dāng) 三、填空題 1某化合物分子式為C4H8O2，M=88，質(zhì)譜圖上出現(xiàn)m/z 60的基峰。則該化合物最大可能為_。 2考慮到 12C 和 13C 的分布，乙烷可能的分子式是

17、_。這些同位素分子的分子離子值m/z分別是_。 3丁苯質(zhì)譜圖上m/z134、m/z91和m/z92的峰分別由于_、 _和_過程產(chǎn)生的峰。 4對含有一個碳原子和一個氯原子的化合物，可能有的同位素組合是_、_,它們所對應(yīng)的分子離子峰是_。 5除同位素離子峰外，如果存在分子離子峰，則其一定是m/z_的峰，它是分子失去_生成的，故其m/z是該化合物的_，它的相對強(qiáng)度與分子的結(jié)構(gòu)及_有關(guān)。 質(zhì)譜儀的離子源種類很多，揮發(fā)性樣品主要采用_離子源。特別適合于分子量大、難揮發(fā)或熱穩(wěn)定性差的樣品的分析的是_離子源。工作過程中要引進(jìn)一種反應(yīng)氣體獲得準(zhǔn)分子離子的離子源是_電離源。在液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀中，既作為液相色譜

18、和質(zhì)譜儀之間的接口裝置，同時又是電離裝置的是_電離源。 7質(zhì)譜圖上出現(xiàn)質(zhì)量數(shù)比相對分子質(zhì)量大1或2的峰，即M1和M2峰，其相對豐度與化合物中元素的天然豐度成_，這些峰是_峰。預(yù)測在氯乙烷的分子離子峰附近，將出現(xiàn)兩個強(qiáng)峰，其質(zhì)荷比為_和_，其強(qiáng)度比為_。 8分子離子峰的強(qiáng)度與化合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)，芳香烴及含有共扼雙鍵化合物的分子離子峰_，這是因為含有_體系；脂環(huán)化合物的分子離子也較穩(wěn)定，這是因為要斷裂_才能生成碎片離子。長鏈脂肪醇化合物易_，不易生成分子離子峰。 9飽和脂肪烴化合物裂解的特點是：(1)生成一系列_質(zhì)量峰m/z， _，_ . ；(2) m/z =_和m/z=_峰最強(qiáng)；(3)裂解優(yōu)先發(fā)生

19、在支鏈處，優(yōu)先失去_。 10芳烴化合物的裂解特點是（1）_峰強(qiáng)；(2)在一烷基苯中，基峰為m/z= _，若 位碳上被取代，基峰變?yōu)閙/z=_。m/z91峰失去一個乙炔分子而成m/z_峰；(3)當(dāng)烷基碳原子數(shù)等于或大于_時，會發(fā)生一個氫原子的重排，生成m/z_峰。 11烯烴化合物的裂解特點是（1）有明顯的一系列峰；（2）基峰_是由裂解形成_產(chǎn)生的。 12脂肪醇化合物的裂解特點是(1)分子離子峰_；（2）由于失去一分子_，并伴隨失去一分子_，生成M一_和M一_峰；（3）醇往往發(fā)生 斷裂， 基團(tuán)優(yōu)先失去，伯醇生成 峰；仲醇生成 峰；叔醇生成 峰。 13酮類化合物的裂解特點是（1）分子離子峰；(2)特

20、征是發(fā)生麥?zhǔn)现嘏藕蛿嗔?，斷裂失去的概率較大；（3）芳香酮有較強(qiáng)的分子離子，基峰為 。 14酮類化合物的裂解特點是(1)分子離子峰 ；(2)發(fā)生 重排。在C1一C3醛中，生成穩(wěn)定的基峰 ，在高碳數(shù)直鏈醛中會形成 ；(3)芳香醛易生成m/z為105的 。 15醚類化合物的裂解特點是（1）脂肪醚化合物分子離子峰 ；(2)易發(fā)生i斷裂，（正電荷保留在氧原子上）形成一系列m/z= 和 斷裂形成一系列m/z= 等碎片離子峰；(3)較長烷基鏈的芳醚發(fā)生斷裂生成 和 。 16羧酸、酯、酰胺類化合物的裂解特點是（1）分子離子峰較 ；(2)發(fā)生 斷裂，羧酸的分子離子峰斷裂生成m/z= 的 碎片離子峰；酯的分子離子

21、峰斷裂生成 碎片離子峰；酰胺的分子離子峰斷裂生成m/z = 的 _碎片離子峰；（3）有 氫存在時，發(fā)生麥?zhǔn)现嘏拧?17一種取代苯的相對分子質(zhì)量為120，質(zhì)譜圖上出現(xiàn)m/z120，92，91峰，m/z120為 _峰，m/z92為峰，m/z91為峰，化合物為 。 18正辛醇的質(zhì)譜圖上出現(xiàn)一個m/z為偶數(shù)的峰m/z84，該離子為 ，失去的是 和 。 19一種化合物的分子式為C4H8O，寫出與下面質(zhì)譜峰相對應(yīng)的離子和化合物的結(jié)構(gòu)式。m/z72為 ，m/z44為 ，m/z29為 ，化合物為 。 20化合物分子式為C2H5O，質(zhì)譜圖上出現(xiàn)m/z46 (61 %)，45（100% ，31（5%）峰，其結(jié)構(gòu)式

22、為 。一種醚的相對分子質(zhì)量為102，質(zhì)譜圖上出現(xiàn)m/z87，73，59(基峰)，31等主要離子峰，其結(jié)構(gòu)式為 。 四、正誤判斷 1質(zhì)譜圖中m/z最大的峰一定是分子離子峰。 （ ） 2由C、H、O、N組成的有機(jī)化合物，N為奇數(shù)，M一定是奇數(shù)；N為偶數(shù)，M也為偶數(shù)。 （ ） 3在質(zhì)譜儀中，各種離子通過離子交換樹脂分離柱后被依次分離。 （ ） 4由于產(chǎn)生了多電荷離子，使質(zhì)荷比下降，所以可以利用常規(guī)的質(zhì)譜檢測器來分析大分子質(zhì)量的化合物。 （ ） 5在目前的各種質(zhì)量分析器中，傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)量分析器具有最高的分辨率。 （ ） 6單聚焦磁場分離器由于只能進(jìn)行能量聚焦不能進(jìn)行方向聚焦所以分辨率較低。

23、（ ） 7質(zhì)譜圖中不出現(xiàn)的離子是亞穩(wěn)離子。 （ ） 8在裂解過程中，同一前體離子總是失去較大基團(tuán)的斷裂過程占優(yōu)勢，稱為最大烷基丟失原則。 （ ） 9當(dāng)化合物分子中含有C=O基團(tuán)，而且與這個基團(tuán)相連的鏈上有 氫原子，這種化合物的分子離子碎裂時，此 氫原子可以轉(zhuǎn)移到O原子上去，同時月鍵斷裂。 （ ） 10質(zhì)譜分析是以基峰的m/z為標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)定為零），計算出其他離子峰的m/z值。（ ） 11在化學(xué)電離源的質(zhì)譜圖中，最強(qiáng)峰通常是準(zhǔn)分子離子峰。 （ ） 12快原子電離源中不加熱氣化，特別適合于分子量大、難揮發(fā)或熱穩(wěn)定性差的樣品分析，并能獲得較強(qiáng)的準(zhǔn)分子離子峰和較豐富的碎片離子信息。 （ ） 13由于不能生

24、成帶正電荷的鹵素離子，所以在質(zhì)譜分析中是無法確定分子結(jié)構(gòu)中是否有鹵元素存在的。、 （ ） 14 LC一MS儀器中，大氣壓化學(xué)電離源（APCI）是最常見，所分析的化合物分子量一般小于1000。產(chǎn)生的碎片離子很少，主要是準(zhǔn)分子離子。 （ ） 15 MS一MS聯(lián)用儀器主要是為了提高質(zhì)譜分析的靈敏度和分辨率。 （ ） 16大氣壓化學(xué)電離源的采用使得質(zhì)譜儀可以在常壓下操作。 （ ） 17貝農(nóng)表的作用是幫助確定化合物的分子式。 （ ） 18在標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖中，醇類化合物的分子離子峰很小或不出現(xiàn)。 （ ）   質(zhì)譜分析習(xí)題解答   一、簡答題 1以單聚焦質(zhì)譜儀為例，說明組成儀器各個主要部分的

25、作用及原理   答：（1）真空系統(tǒng)，質(zhì)譜儀的離子源、質(zhì)量分析器、檢測器必須處于高真空狀態(tài)。（2）進(jìn)樣系統(tǒng)，將樣品氣化為蒸氣送入質(zhì)譜儀離子源中。樣品在進(jìn)樣系統(tǒng)中被適當(dāng)加熱后轉(zhuǎn)化為即轉(zhuǎn)化為氣體。（3）離子源，被分析的氣體或蒸氣進(jìn)入離子源后通過電子轟擊（電子轟擊離子源）、化學(xué)電離（化學(xué)電離源）、場致電離（場致電離源）、場解析電離（場解吸電離源）或快離子轟擊電離（快離子轟擊電離源）等轉(zhuǎn)化為碎片離子，然后進(jìn)入（4）質(zhì)量分析器，自離子源產(chǎn)生的離子束在加速電極電場作用下被加速獲得一定的動能，再進(jìn)入垂直于離子運動方向的均勻磁場中，由于受到磁場力的作用而改變運動方向作圓周運動，使不同質(zhì)荷比的離子順序到

26、達(dá)檢測器產(chǎn)生檢測信號而得到質(zhì)譜圖。（5）離子檢測器，通常以電子倍增管檢測離子流。   2雙聚焦質(zhì)譜儀為什么能提高儀器的分辨率? 答 ：在雙聚焦質(zhì)譜儀中，同時采用電場和磁場組成的質(zhì)量分析器，因而不僅可以實現(xiàn)方向聚焦，即將質(zhì)荷比相同而入射方向不同的離子聚焦，而且可以實現(xiàn)速度聚焦，即將質(zhì)荷比相同，而速度（能量）不同的離子聚焦。所以雙聚焦質(zhì)譜儀比單聚焦質(zhì)譜儀（只能實現(xiàn)方向聚焦）具有更高的分辨率。   3試述飛行時間質(zhì)譜計的工作原理,它有什么特點?   答：飛行時間質(zhì)譜計的工作原理很簡單，儀器如下圖所示：          

27、           如圖所示，飛行時間質(zhì)量分析器的主要部分是一個既無電場也無磁場的離子漂移管。當(dāng)離子在加速區(qū)得到動能（ ）后，以速度 進(jìn)入自由空間（漂移區(qū)），則 （T為離子飛過漂移區(qū)的時間，L為漂移區(qū)長度），可以看出，離子的漂移時間與其質(zhì)荷比的平方根成正比，即離子的質(zhì)荷比越大，則飛行時間越長，反之依然。 飛行時間質(zhì)譜計的特點為：(1)工作原理簡單。質(zhì)量分析器既不需要磁場，又不需要場，只需要直線漂移空間，因此，儀器的機(jī)械結(jié)構(gòu)較簡單，增長漂移路程L就可以提高分辨本領(lǐng)。(2)快速。在約20ms時間內(nèi)，就可以記錄質(zhì)量為0200a.m.u.的離子。(3

28、)要在短時間內(nèi)快速記錄微弱的離子流，只能采用高靈敏、低噪音的寬頻帶電子倍增管，因此儀器的電子部分要求高。(4)質(zhì)量分析系統(tǒng)需處于脈沖工作狀態(tài)，否則就無法確定離子的起始和到達(dá)時間，無法區(qū)分到達(dá)接受器的不同質(zhì)量。 4比較電子轟擊離子源、場致電離源及場解析電離源的特點。 答：（1）電子轟擊源，電子轟擊的能量遠(yuǎn)高于普通化學(xué)鍵的鍵能，因此過剩的能量引起分子多個鍵的斷裂，產(chǎn)生許多碎片離子，因而能夠提供分子結(jié)構(gòu)的一些重要的官能團(tuán)信息，但對于相對分子質(zhì)量較大、或極性大，難氣化，熱穩(wěn)定性差的有機(jī)化合物，在加熱和電子轟擊下，分子易破碎，難以給出完整分子離子信息。（2）在場致電離源的質(zhì)譜圖上，分子離子峰很清楚，但碎

29、片峰則較弱，因而對于相對分子質(zhì)量的測定有利，但缺乏分子結(jié)構(gòu)信息。（3）場解析電離源，電離原理與場致電離相同，解吸試樣分子所需能量遠(yuǎn)低于氣化所需能量，因而有機(jī)化合物不會發(fā)生熱分解，即使熱穩(wěn)定性差的試樣仍能得到很好的分子離子峰，分子中的C-C 鍵一般不會斷裂，因而很少生成碎片離子?？傊?，場致電離和場解析電離源都是對電子轟擊源的必要補(bǔ)充，使用復(fù)合離子源，則可同時獲得完整分子和官能團(tuán)信息。 5試述化學(xué)電離源的工作原理 答：化學(xué)電離源內(nèi)充滿一定壓強(qiáng)的反應(yīng)氣體，如甲烷、異丁烷、氨氣等，用高能量的電子（100eV）轟擊反應(yīng)氣體使之電離，電離后的反應(yīng)分子再與試樣分子碰撞發(fā)生分子離子反應(yīng)形成準(zhǔn)分子離子QM+,和

30、少數(shù)碎片離子。在CI譜圖中,準(zhǔn)分子離子峰往往是最強(qiáng)峰,便于從QM+推斷相對分子質(zhì)量，碎片峰較少，譜圖簡單，易于解釋。 6有機(jī)化合物在電子轟擊離子源中有可能產(chǎn)生哪些類型的離子？從這些離子的質(zhì)譜峰中可以得到一些什么信息？ 答：（1）分子離子。從分子離子峰可以確定相對分子質(zhì)量。（2）同位素離子峰。當(dāng)有機(jī)化合物中含有S,Cl,Br等元素時，在質(zhì)譜圖中會出現(xiàn)含有這些同位素的離子峰，同位素峰的強(qiáng)度比與同位素的豐度比相當(dāng)，因而可以也來判斷化合物中是否含有某些元素（通常采用M+2/M強(qiáng)度比）。（3）碎片離子峰。根據(jù)碎片離子峰可以和闡明分子的結(jié)構(gòu)。另外尚有重排離子峰、兩價離子峰、亞穩(wěn)離子峰等都可以在確定化合物結(jié)

31、構(gòu)時得到應(yīng)用。 7如何利用質(zhì)譜信息來判斷化合物的相對分子質(zhì)量？判斷分子式？ 答：利用分子離峰可以準(zhǔn)確測定相對分子質(zhì)量。 高分辨質(zhì)譜儀可以準(zhǔn)確測定分子離子或碎片離子的質(zhì)荷比，故可利用元素的精確質(zhì)量及豐度比計算元素組成。 8色譜與質(zhì)譜聯(lián)用后有什么突出特點？   答：質(zhì)譜法具有靈敏度高、定性能力強(qiáng)等特點。但進(jìn)樣要純，才能發(fā)揮其特長。另一方面，進(jìn)行定量分析又比較復(fù)雜。氣相色譜法則具有分離效率高、定量分析簡便的特點，但定性能力卻較差。因此這兩種方法若能聯(lián)用，可以相互取長補(bǔ)短，其優(yōu)點是：(1)氣相色譜儀是質(zhì)譜法的理想的“進(jìn)樣器”，試樣經(jīng)色譜分離后以純物質(zhì)形式進(jìn)入質(zhì)譜儀，就可充分發(fā)揮質(zhì)譜法的特長。

32、(2)質(zhì)譜儀是氣相色譜法的理想的“檢測器”，色譜法所用的檢測器如氫焰電離檢測器、熱導(dǎo)池檢測器、電子捕獲檢測器都具有局限性。而質(zhì)譜儀能檢出幾乎全部化合物，靈敏度又很高。 所以，色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)既發(fā)揮了色譜法的高分離能力，又發(fā)揮了質(zhì)譜法的高鑒別能力。這種技術(shù)適用于作多組分混合物中未知組分的定性鑒定；可以判斷化合物的分子結(jié)構(gòu)；可以準(zhǔn)確地測定未知組分的分子量；可以修正色譜分析的錯誤判斷；可以鑒定出部分分離甚至末分離開的色譜峰等。因此日益受到重視，現(xiàn)在幾乎全部先進(jìn)的質(zhì)譜儀器都具有進(jìn)行聯(lián)用的氣相色譜儀，并配有計算機(jī)，使得計算、聯(lián)機(jī)檢索等變得快捷而準(zhǔn)確。 9如何實現(xiàn)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用？ 答：實現(xiàn)GC-MS聯(lián)用的關(guān)鍵是接口裝置，起到傳輸試樣，匹配兩