质谱法习题集包括答案解析 .docx

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）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/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=H2r 2/2V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。

结构分析示例 例8-1 甲基环己烷图8-1 甲基环己烷的质谱图 各峰来源如下：CH 3m/z=98m/z=83HCH 3HH-e++++m/z 55m/z 69m/z 41m/z 56++++++-e-e-e++例8-2 环己烯图8-2 环己烯的质谱图各峰来源如下：+ .H+.++CH3.m/z67+.+.+m/z28例8-3 正丁基苯图8-3 正丁基苯的质谱图各峰来源如下：CH2CH2CH2CH CH2m/z=91m/z=91m/z=65m/z=39m/z=134HC CHHC CH2CH2CH3H2CCH2CHH CH3CH2HHm/z=92CH2HCCH3+m/z=134CH2CH2CH2CHm/z=77m/z=134m/z=51HC CHC H例8-4 对甲苯酚图8-4 对甲苯酚的质谱图各峰来源如下：OH C H3OH CH2+OHm/z 107CH2OHHH-CO+- H2+m/z 79m/z 77-C2H2+m/z 51m/z 108m/z 108HH⎤⎤例8-5 乙基异丁基醚图8-5 乙基异丁基醚的质谱图各峰来源如下：CHH3CCH3CH2H2C O CH2CH2H+m/z 59CH2OH+m/z 31 m/z 102O C2H5m /z 102C H H 3C CH 3CH 2C 2H 5+C HH 3C CH 3CH 2m /z 57i O裂解m /z 102C H 3C CH 3CH 2O CH 2H m /z 87C H H 3C CH 3CH 2O CH 2CH 3CH 2OH +m /z 31四员环过渡重排四员环过渡重排C HH 3C CH 3CH 2OCH 2CH 2H C H 3C CH 3CH 2C CH 3CH 3m /z 56CH 2H OHm /z 102例8-6 正己醛图8-6 正己醛的质谱图各峰来源如下：+ HC m/z 71H C O+m/z 29C O + Hα均裂O .α异裂C 5H 11C 5H 11C 5H 11+.++m/z 99M 100β异裂C 4H 9 CH 2CH O.m/z 57C 4H 9CH 2C OH++CH 2CH 2C O CH 2CH 2m/z 44HH CH C 2H 5C 2H 5 第二种麦氏重排第一种m/z 56OH C H 2C +C 2H CH CH 2+OH C H 2CH例8-7 4-壬酮图8-7 4-壬酮的质谱各峰来源如下：CH 2CC 5H 11O+.H 2CCC 5H 11O +m /z 113C 2H 5βOHC 2H 5C 3H 7CCH2OHHH 2CCC 5H 11OH CH 3OHCH 3OHH 2CO HC 2H 5H 3C+.+.m /z 114m /z 86+.m /z 58γH+βγH+βγH+βH+例8-8 2-甲基丁酸图8-8 2-甲基丁酸的质谱图各峰来源如下：O OHH CH 3-CH 2-CH-COOH -CH3麦氏重排HO CC H OHH 3C i-裂解CH 3-CH 2-CH-CH 3m/z 87m/z 74m/z 57-CH 2=CH 2- COOHα-裂解-CH 3CH 2CHCH 3OH C Om/z 45⎤O OHH CH CH 2 m/z 27+OH OHCH CH 3C OOHCH 3CH 2σ裂解CH 3CH 2+CH CH 3C OOH m/z 29例8-9 水杨酸正丁酯图8-9 水杨酸正丁酯的质谱图各峰来源如下：OH C O OCHC 2H 5H m/z 194麦氏重排OC O OHH 邻位效应-C 4H 9OH-C 4H 8-H 2O C OO CO 邻位效应m/z 138CO -CO-CH ≡CH 例8-10 乙二胺图8-10 乙二胺的质谱图各峰来源如下：①②N - CH 2=CH 2CH 3-CH=NH 2m/z 44CH 3C H NH CH 3CH 3CH CH 2CH 2H H 2CCH 2N H CH 2H22CH 2NH 2m/z 30②m/z 58m/z 72m/z 73β裂解HCH 3--习 题一、简答题1. 质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用分别是什么？2. 质谱仪为什么需要高真空条件？3. 试述几种常见的离子源的原理及优缺点。

质谱解析考试题及答案一、选择题1. 质谱分析中，离子源的作用是什么？A. 将样品分子转化为离子B. 将离子加速C. 将离子分离D. 检测离子2. 质谱仪中，质量分析器的作用是什么？A. 将样品分子转化为离子B. 将离子加速C. 根据离子的质荷比分离离子D. 检测离子3. 下列哪种质谱技术可以提供结构信息？A. 电子冲击电离质谱B. 化学电离质谱C. 快原子轰击电离质谱D. 串联质谱二、填空题1. 质谱仪中的________是用来检测离子的装置。

2. 质谱分析中，________是将样品分子转化为离子的过程。

3. 质谱中的________技术可以提供分子的组成和结构信息。

三、简答题1. 简述质谱分析中样品的电离方式有哪些？2. 质谱分析在生物医药领域有哪些应用？四、计算题假设一个分子的质荷比为 100:1，若该分子在质谱仪中被加速后，其速度为 1000 m/s，求该分子的质量。

五、论述题论述质谱分析在环境监测中的应用及其重要性。

答案：一、选择题1. 答案：A2. 答案：C3. 答案：D二、填空题1. 答案：检测器2. 答案：电离3. 答案：串联质谱三、简答题1. 答案：质谱分析中样品的电离方式包括电子冲击电离、化学电离、快原子轰击电离、电喷雾电离等。

2. 答案：质谱分析在生物医药领域的应用包括药物代谢研究、蛋白质组学分析、疾病标志物的发现等。

四、计算题答案：设分子的质量为 m，根据质荷比的定义，有 \( \frac{m}{z} = 100 \)，其中 z 为电荷数。

由于质谱中常见的电荷数为 1，即\( z = 1 \)，所以分子的质量 \( m = 100 \)。

再根据动能公式\( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \)，其中 \( E_k \) 为动能，\( v \)为速度，代入已知的速度 \( v = 1000 \) m/s，可得 \( m =\frac{2E_k}{v^2} \)。

例1：未知物1的质谱图。

解：从图谱上看，该化合物的裂解碎片极少，说明应为具有高度稳定性结构的化合物，不易进一步被裂解。

例2、未知物2的质谱图。

解：该化合物为具有两个稳定结构单元的化合物，分子离子峰具有较为稳定的结构，易失去一个苯基形成m/z105的高度稳定的碎片。

分子离子与m/z105碎片离子之间由较弱的键连接。

例3、未知物3的质谱图。

解：该化合物的质谱峰很孤单，同位素峰丰度非常小，低质量端的峰没有伴随峰。

示该化合物含有单同位素元素，分子中的氢很少。

未知物4的质谱图。

解：髙质量端的质谱峰很弱，低质量端的质谱峰多而强。

示为脂肪族化合物。

例5、某化合物的化学式是C8H16O，其质谱数据如下表，试确定其结构式43 57 58 71 85 86 128相对丰度/% 100 80 57 77 63 25 23 解：⑴ 不饱和度Ω＝1+8+（-16/2）＝1，即有一个双键（或一个饱和环）；⑵ 不存在烯烃特有的m/z41及41+14n系列峰（烯丙基的α断裂所得），因此双键可能为羰基所提供，而且没有m/z29（HC O＋）的醛特征峰，所以可能是一个酮；⑶ 根据碎片离子表，m/z为43、57、71、85的系列是C n H2n+1及C n H2n+1CO 离子，分别是C3H7+、CH3CO+，C4H9+、C2H5CO+，C5H11+、C3H7CO+及C6H13+、C4H9CO+离子；⑷ 化学式中N原子数为0（偶数），所以m/z为偶数者为奇电子离子，即m/z86和58的离子一定是重排或消去反应所得，且消去反应不可能，所以是发生麦氏重排，羰基的γ位置上有H，而且有两个γ-H。

m/z86来源于M-42（C3H6、丙稀），表明m/z86的离子是分子离子重排丢失丙稀所得; m/z58的重排离子是m/z86的离子经麦氏重排丢失质量为26的中性碎片（C2H4、乙烯）所产生，从以上信息及分析，可推断该化合物可能为：由碎片裂解的一般规律加以证实：例6、某化合物由C、H、O三种元素组成，其质谱图如下图，测得强度比M ：（M+1）：（M+2）＝100 ：8.9 ：0.79 试确定其结构式。

第十五章质谱法 - 经典习题1．某未知物经测定为仅含C、H、O的有机化合物，其IR光谱显示在3100－3700cm-1之间无吸收，其质谱如图15-1，试推断其结构。

图15-1 未知物的质谱图解：（1）分子离子峰（m/z 136）较强，说明此分子离子结构稳定，可能具有苯环或共轭系统。

（2）查Beynon表136栏下，含C、H、O的只有下列四个分子式：a.C9H12O（U＝4）b.C8H8O2（U＝5）c.C7H4O3（U＝6）d.C5H12O4（U＝0）（3）m/z 105为基峰，提示可能为苯甲酰离子（C６H５CO+）峰（见教材附录十二），m/z 77、 m/z 51、m/z 39等芳烃特征峰的出现也进一步证实了苯环的存在。

（4）m/z 56.5、m/z 33.8两个亚稳离子峰的出现表明存在下列开裂过程：（5）根据上述解析推断，证明未知化合物含有苯甲酰基C６H５CO（U＝5），这样即可排除分子式中的C9H12O（U＝4）、C7H4O3（U＝6，H原子不足）及C5H12O4（U＝0），唯一可能的分子式为C8H8O2（U＝5）。

（6）由分子式C8H8O2扣去苯甲酰基C６H５CO，剩余的碎片为CH３O，则可能的剩余结构为-CH2-OH或CH3O-。

（7）将苯甲酰基C６H５CO与剩余结构单元相连接，得到以下两种可能结构：由于该样品的IR光谱在3100～3700cm-1之间无吸收，提示结构中应无-OH，因此该化合物的结构为A。

（8）验证质谱中各峰的归属：验证结果说明所提出的结构式是合理的。

2．已知某未知物的分子式为C9H18O，IR光谱显示在～1715cm-1处有强吸收，在～2820cm-1、～2720cm-1处无吸收，其质谱如图15-2所示，试推断其结构。

图15-2 未知物C9H18O的质谱图解：（1）由分子式C9H18O求得化合物的不饱和度U＝1，且含有一个O原子，可能为一个羰基，故未知物可能是羰基化合物。

质谱分析法习题答案1. 如何判断分子离子峰？答: 分子离子峰判断方法：1） 不同有机化合物由于其结构不同，使其分子离子峰的稳定性不同，各类有机化合物分子离子峰稳定性顺序：芳香化合物＞共轭链烯＞烯烃＞脂环化合物＞直链烷烃＞酮＞胺＞酯＞醚＞酸＞支链烷烃＞醇．2） Ｎ律：由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ组成的有机化合物，Ｎ奇数，M奇数。

由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ组成的有机化合物，Ｎ偶数或不含氮，Ｍ偶数。

不符合N律，不是分子离子峰。

3） 分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理，以下质量差不可能出现：3~14，19~25等，如果出现这些质量差，最高质量峰不是分子离子峰。

4） 改变实验条件来检验分子离子峰。

（1）采用电子轰击源时，降低电子流的电压，增加分子离子峰的强度。

（2）采用软电离电离方法（3）把不稳定样品制成适当的衍生物。

2．用质谱法如何测定相对分子量，如何确定分子式？(1) 同位素峰强比计算法：只含C、H、O的未知物用(2) 高分辨质谱法用高分辨质谱仪器可以测定化合物的精密质量，随仪器的分辨率的增加，测量的精密度增加。

3．含有三个氯原子的某化合物质谱，相对于分子离子峰（M）氯同位素对那些峰有贡献?相对强度比是多少？答：氯同位素质量数相差2，分子中有3个氯原子，即n = 3，二项式 （a＋b）n的展开式为四项，故氯同位素对M、M+2、M+4和M+6峰有贡献，相对强度由a : b = 75.53% : 24.47% = 3 : 1 计算得：M a3 = 33 = 27M+2 3a2b = 27M+4 3ab2 = 9M+6 b3 = 1∴ 相对强度比为 M : M+2 : M+4 : M+6 = 27 : 27 : 9 : 14．某化合物可能是3-氨基辛烷，在其质谱图中，较强峰出现在m/z58(100%)和m/z100（40%）处，试判断其结构。

解：是3－氨基辛烷m/e 100 相当于M失掉C2H5，m/e 58相当于M失掉C5H11，3－氨基辛烷易发生α 开裂，产生这两个峰；而4－氨基辛烷虽可发生类似的开裂，但产生的却是m/e 86 和 m/e 72 峰。

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1．3,3-二甲基戊烷：受到电子流轰击后, 最容易断裂的键位是: ( )A 1和4B 2和3C 5和6D 2和32．在丁烷的质谱图中，M对(M＋1)的比例是（）A 100:1.1B 100:2.2C 100:3.3D 100:4.43．下列化合物含C、H或O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数？( )A C6H6B C6H5NO2C C4H2N6OD C9H10O24．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? （）A 化学电离源B 电子轰击源C 高频火花源D B或C6．某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰, 则该化合物不可能为 ( )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，初步推测其可能结构如下，试问该化合物结构为( )A (CH3)2CHCOOC2H5B CH3CH2COOCH2CH2CH3C CH3(CH2)3COOCH3D CH3COO(CH2)3CH38．按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为( )A 苯> 共轭烯烃> 酮> 醇B 苯> 酮> 共轭烯烃> 醇C 共轭烯烃> 苯> 酮> 醇D 苯> 共轭烯烃> 醇> 酮9．化合物在质谱图上出现的主要强峰是（）A m/z 15B m/z29C m/z43D m/z7110．溴己烷经 均裂后，可产生的离子峰的最可能情况为：( )A m/z 93B m/z 93和m/z 95C m/z 71D m/z 71和m/z 7311．在C2H 5F 中，F对下述离子峰有贡献的是 ( )A MB M+1C M+2D M及M+212．某化合物的M S图上出现m/e 74的强峰， R光谱在3400～3200c m-1有一宽峰，1700～1750c m-1有一强峰，则该化合物可能是（）A R1－（CH2）3－COOCH3B R1－（CH2）4－COOHC R1－CH2(CH3)－CH2－CH－COOHD B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（）。

质谱练习题答案根据您的要求，我将为您编写一篇关于质谱练习题答案的文章，以下是文章的正文：质谱练习题答案一、选择题1.答案：C。

在质谱仪中，离子会穿过磁场，其轨迹受磁场的影响而弯曲。

质谱仪的磁场通常为恒定磁场，因此质谱仪中的离子在磁场中盘旋运动。

2.答案：A。

质谱仪的工作原理是通过将化合物分子中的分子或原子离子化，使其得到带电，然后根据其质量和电荷比，通过磁场的作用将其分离并检测。

因此，质谱仪主要用于分析化合物的质量。

3.答案：B。

质谱仪中，离子会被加速器加速，使其具有一定的动能。

离子的动能与其质量和电荷成正比，动能越高，离子在质谱仪中运动的速度越快。

因此，质量较大的离子会以较慢的速度通过质谱仪。

4.答案：D。

质谱仪中使用的离子检测器主要有离子倍增器和荧光检测器。

离子倍增器能够将进入其中的离子放大数倍，从而提高其检测的灵敏度。

荧光检测器则通过检测离子与材料之间的荧光发射来实现离子的检测。

5.答案：C。

在质谱仪中，离子会根据其质量和电荷比在磁场中偏转，不同质量的离子会以不同的轨迹运动。

离子的运动轨迹会被记录并转化为质谱图，从而可以通过质谱图来确定化合物中的成分。

二、填空题1.答案：毛细管电泳质谱（CE-MS）。

毛细管电泳质谱（Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometry）是将毛细管电泳与质谱技术相结合的一种分析方法，可以用于分析极性化合物、药物、蛋白质等。

2.答案：飞行时间质谱（TOF-MS）。

飞行时间质谱（Time-of-Flight Mass Spectrometry）是一种基于离子在磁场中飞行时间差异的分析方法，可以用于测定离子的质量。

它具有高分辨率、高灵敏度的特点。

3.答案：MALDI-TOF-MS。

MALDI-TOF-MS（Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry）是一种基于激光诱导裂解的质谱分析方法，常用于生物大分子（如蛋白质、多肽等）的分析。