质谱试题及答案

1、精品质谱一、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 ： 24. 在丁酮质谱中，质荷比为 29 的碎片离子是发生了 ( 2 )(1) a-裂解(2 )

2、1-裂解(3)重排裂解(4)yH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U,若离子的位能（eV）与动能（m U/2 ）相等

3、，当电 位V增加两倍时，此离子的运动速度u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u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/R R=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u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

4、力（He u）和离心力（m u2/R）相等， 此时离子受的质荷比受哪些因素影响？答：由题意有 Heu = m u 2/r， m/e=Hr/ u=H 2r2/2V 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二Hr/ u =H 2r2/2V，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

5、离子，其通过狭缝 的顺序如何确定？答： m/e=Hr/ u =H 2r2/2V ， 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)C

6、I 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。 女口： 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

7、；（ 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 10-1210-15 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

8、）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）C6H5NO 2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C2H

9、5N2 ；（3） C4H1010. 试写出苯和环己烯的分子离子式。卄0答：苯： .厂、I斗环己烷：-11. 写出环己酮和甲基乙烯醚的分子离子式0It答：环己酮： J丿甲基乙烯醚：ch3-0-ch-ch3 112. 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: CH3CH2 +ch3-f，m/z=29丄，m/z=1513. 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-1-一CH2 .4- C比 ErCHy +CH2Lr?9（勿卫訂必丸 mJz 8114. 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

10、 ,问其亚稳离子的m/z是多少？答：亚稳离子m/z二（碎片离子m/z）2/分子离子 m/z=105 2/120=91.915. 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。 CdH/ + CC16. 下述断裂过程： 9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=77 2/105=56.51

11、7. 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:感谢下载载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)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15

12、6、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6叱+ I 十广CH + *1 . u总 + +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）CH3CH2CH2COOCH 3答：为（2）23. 某酯（M=116 ）的质谱图上呈现m/z （丰度）分别为57（

13、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 a 开裂生成：m/z57 ; C3H7+m/z43 ;C2H5+m/z2924. 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？丄+喙m/2=L20+ HP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)

14、c?ooch3CH，(2) 1cooch3答：为（1）H”0戸 + ch3ohm/z=Ll 8碎解过程：（1）CHjCH26.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)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a、B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。CHCHj=N-C2H5 + 他itLte=S6答:(1 )Cn28、某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式。1M-57o-60-41如一2920-* r 115071SO 7080M+ 6答：为 3-甲基戊烷：CH3CH2CH (CH3) CH2CH329、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二CH230. 某未知烃类化合物