质谱试题及答案.docx

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质谱试题及答案

质谱

一、选择题

1.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？

（2）

（1）从大到小  

（2）从小到大  （3）无规律  （4）不变　

2.含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为

（2）

（1）偶数      

（2）奇数      （3）不一定  （4）决定于电子数

3.二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为（3）

（1）1∶1∶1   

（2）2∶1∶1   （3）1∶2∶1   （4）1∶1∶2　

4.在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了

（2）

（1）α-裂解   

（2）I-裂解   （3）重排裂解  （4）γ-H迁移

5.在通常的质谱条件下，下列哪个碎片峰不可能出现（3）

（1）M+2      

（2）M-2      （3）M-8      （4）M-18

二、解答及解析题

1.样品分子在质谱仪中发生的断裂过程，会形成具有单位正电荷而质荷比（m/z）不同的正离子，当其通过磁场时的动量如何随质荷比的不同而改变？

其在磁场的偏转度如何随质荷比的不同而改变？

答：

根据公式m/z=B2R2/2E可知，m/z越大，动量越大。

m/z值越大，偏转度越小。

2.带有电荷为e、质量为m的正离子，在加速电场中被电位V所加速，其速度达υ，若离子的位能（eV）与动能（mυ2/2）相等，当电位V增加两倍时，此离子的运动速度υ增加多少倍？

答：

由公式eV=1/2mv2，当V增加两倍时，此时的离子的运动速度v增加为原来的√2倍。

3.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由离子源进入电位为E的静电场后，由于受电场作用而发生偏转。

为实现能量聚焦，要使离子保持在半径为R的径向轨道中运动，此时的R值受哪些因素影响？

答：

eV=mv2/RR=mv2/eE，由此可知，此时的R主要受静电场强度的的影响。

4.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由电场进入强度为H的磁场后，受磁场作用，再次发生偏转，偏转的半径为r，此时离子受的向心力（Heυ）和离心力（mυ2/R）相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响？

答：

由题意有Heυ=mυ2/r，m/e=Hr/υ=H2r2/2V

此时离子受的质荷比受磁场强度、半径r以及电场电位V的影响。

5.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压V固定时，若逐渐增大磁场强度H，对具有不同荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？

答：

m/e=Hr/υ=H2r2/2V，由此可知，r、V为定值，当逐渐增大磁场强度H时，m/e小的先通过狭缝。

6.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和磁场强度H固定时，若把加速电压V值逐渐加大，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？

答：

m/e=Hr/υ=H2r2/2V，H、r为定值，当加速电压V值逐渐加大时，通过狭缝m/e逐渐减小，所以m/e大的先通过狭缝。

7.在有机质谱中使用的离子源有哪几种？

各有何特点？

答：

离子源：

EI、CI、FAB电离源、ESI电离源、APCI电离源、MALDI电离源

特点：

EI：

（1）碎片离子多，结构信息丰富，有标准化合物质谱库（NIST）；

（2）不能汽化的样品不能分析；（3）有些样品得不到分子离子

CI：

（1）软电离方法，产生准分子离子（M+1）+，（M-1）+，（M+2）+等；

（2）CI源的的碎片离子峰少，图谱简单，易于解释；（3）不适于难挥发成分的分析

FAB电离源：

（1）软电离技术。

FAB质谱中除准分子离子（M+1）+，（M-1）+等，还会产生基质分子峰及基质分子与样品分子的结合峰。

如：

3-硝基苄醇作基质，出现m/z154（MH），136（MH–H2O）,289（MMH–H2O）峰；

（2）适合于极性大、分子量大、低蒸汽压、热稳定性差的样品；（3）FAB一般用作磁式质谱的离子源

ESI电离源：

（1）最广泛使用的软电离技术，液相色谱质谱联用仪（LC-MS）的标配离子源

产生（M+H）+，（M-H）-等准分子离子峰及加和离子峰；

（2）可产生多电荷离子，如（M+2H）2+or（M+10H）10+，降低生物大分子m/z；（3）适用于强极性，大分子量（<2000,000Da）的样品分析，如肽，蛋白质，糖等

APCI电离源：

（1）软电离方式，电离过程与CI相似，属于离子-分子反应，LC-MS离子源；

（2）产生（M+H）+，（M-H）-等准分子离子峰，不形成多电荷峰；（3）适合弱极性/非极性样品分析

MALDI电离源：

（1）质量范围可达50万Da；

（2）高灵敏度，可测至10-12~10-15摩尔；（3）软电离，没有或很少有碎片离子，可用于分析混合物。

（4）可容纳毫摩尔级的盐。

缺点：

基质背景易干扰质量数1000Da以内的物质分析;激光解析电离可能导致被分析物分解。

8.确定具有下述分子式的化合物，其形成的分子离子具有偶数电子还是奇数电子？

（1）C3H8  

（2）CH3CO  （3）C6H5COOC2H5  （4）C6H5NO2

答：

（1）、（3）偶电子；

（2）、（4）奇电子

9.试确定下述已知质何比离子的可能存在的化学式：

（1）m/z为71，只含C、H、O三种元素

（2）m/z为57，只含C、H、N三种元素

（3）m/z为58，只含C、H两种元素

答：

（1）C4H7O或C3H3O2；

（2）C3H7N或CH3N3或C2H5N2；（3）C4H10

10.试写出苯和环己烯的分子离子式。

答：

苯：

环己烷：

11.写出环己酮和甲基乙烯醚的分子离子式。

答：

环己酮：

甲基乙烯醚：

12.写出丙烷分子离子的碎裂过程，生成的碎片是何种正离子，其m/z是多少？

答：

，m/z=29；

，m/z=15。

13.试解释溴乙烷质谱图中m/z分别为29、93、95三峰生成的原因？

答：

由分子离子碎裂过程

14.有一化合物其分子离子的m/z为120，其碎片离子的m/z为105，问其亚稳离子的m/z是多少？

答：

亚稳离子m/z=（碎片离子m/z）2/分子离子m/z=1052/120=91.9

15.亚稳离子峰和正常的碎片峰有何主要区别？

答：

亚稳离子：

寿命为10-6-10-5的离子，从离子源出口到达检测器之前裂解并被记录的离子；

正常碎片峰：

广义上指除分子离子以外的所有离子。

碎片离子的质量和强度与化合物的结构相关，是结构解析的重要信息。

16.下述断裂过程：

所产生的亚稳离子，其m/z是多少？

答：

在上述断裂过程中分子离子的m/z=105，产生的碎片离子为：

C6H5+m/z=77，

所产生的亚稳离子的m/z=772/105=56.5

17.试解释环己烷质谱图中产生m/z分别为84、69、56、41离子峰的原因？

答：

18.某有机化合物（M=140）其质谱图中有m/z分别为83和57的离子峰，试问下述哪种结构式与上述质谱数据相符合？

（1）

（1）

（2）

答：

结构与

（1）相符

19.某有机胺可能是3-甲基丁胺或1，1-二甲基丙胺，在质谱图中其分子离子峰和基峰的m/z分别为87和30，试判断其为何种有机胺？

答：

3-甲基丁胺

20.某有机物可能是乙基正丁基醚或甲基正戊基醚，其质谱图上呈现离子峰的m/z分别为102、87、73、59、31，试确定其为何物？

答：

乙基正丁基醚。

21.在碘乙烷的质谱图中呈现m/z分别为156、127、29的离子峰，试说明其形成的机理。

答：

m/z156为CH3CH2I的分子离子峰

22.  在丁酸甲酯的质谱图中呈现m/z分别为102、71、59、43、31的离子峰，试说明其碎裂某酯（M=116）的质谱图上呈现m/z（丰度）分别为57（100%）、43（27%）和29（57%）的离子峰，试确定其为下述酯中的哪一种。

（1）（CH3）2CHCOOC2H5  

（2）CH3CH2COOCH2CH2CH3   （3）CH3CH2CH2COOCH3

答：

为

（2）

23、某酯（M=116）的质谱图上呈现m/z（丰度）分别为57（100%）、

 43（27%）和29（57%）的离子峰，试确定其为下述酯中的哪一种。

（1）（CH3）2CHCOOC2H5

（2）CH3CH2COOCH2CH2CH3（3）CH3CH2CH2COOCH3

答：

为

（2）CH3CH2COOCH2CH2CH3　

  由于α开裂生成：

m/z57；C3H7+m/z43；C2H5+ m/z29　

24.  某化合物（M=138）的质谱图中呈现m/z为120的强离子峰，试判断其为下述两种化合物中的哪一种？

（1）

（2）

答：

为

（1）

碎解过程：

25.  某酯（M=150）的质谱图中呈现m/z为118的碎片峰，试判断其为下述两种化合物中的哪一种？

（1）

（2）

答：

为

（1）

碎解过程：

（1）

（2）

26.  已知某取代苯的质谱图如下图所示，试确定下述4种化合物的哪一种结构与谱图数据相一致？

（主要考虑m/z分别为119，105和77的离子峰）

（1）

（2）

  （3）

   （4）

答：

结构（4）与谱图相一致　m/z119相当于苄基离子开裂失去CH3m/z105相当于苄基离子开裂失去C2H5，m/z77为乙烯基开裂后的产物C6H5+　

27.说明由三乙胺（M=101）的α、β开裂生成m/z为86的离子峰及随后又进行H重排并开裂生成m/z为58的离子峰的过程机理。

答：

（1）

（2）

28、某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式。

答：

为3-甲基戊烷：

CH3CH2CH（CH3）CH2CH3

29、某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式并说明谱图的主要特点。

答：

为3-苯基丙烯：

C6H5CH2CH=CH2

30.某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式并说明谱图的主要特点。

答：

为苯乙炔：

C6H5C≡CH

31.某未知仲胺化合物的质谱如下图所示，试写出其结构式。

答:

为N-甲基苄基胺：

C6H5CH2NHCH3

32.某含氮化合物质谱如下图所示，写出其结构式，并说明m/z为77基峰生成的原因。

答：

为硝基苯：

C6H5NO2，m/z77为C6H5+

C6H5-NO2→C6H5+ + NO2·