高效液相色谱习题及参考答案
一、单项选择题
1. 在液相色谱法中，按分离原理分类，液固色谱法属于（ ）。 A、分配色谱法 B、排阻色谱法 C、离子交换色谱法 D、吸附色谱法
2. 在高效液相色谱流程中，试样混合物在（ ）中被分离。 A、检测器 B、记录器 C、色谱柱 D、进样器
3. 液相色谱流动相过滤必须使用何种粒径的过滤膜？ A、0.5μm B、0.45μm C、0.6μm D、0.55μm
4. 在液相色谱中，为了改变色谱柱的选择性，可以进行如下哪些操作？ A、改变流动相的种类或柱子 B、改变固定相的种类或柱长
C、改变固定相的种类和流动相的种类 D、改变填料的粒度和柱长
5. 一般评价烷基键合相色谱柱时所用的流动相为（ ） A、甲醇/水（83/17） B、甲醇/水（57/43） C、正庚烷/异丙醇（93/7）D、乙腈/水（1.5/98.5）
6. 下列用于高效液相色谱的检测器，（ ）检测器不能使用梯度洗脱。 A、紫外检测器 B、荧光检测器
C、蒸发光散射检测器 D、示差折光检测器
7. 在高效液相色谱中，色谱柱的长度一般在（ ）范围内。 A 、10～30cm B、 20～50m C 、1～2m D、2～5m
8. 在液相色谱中, 某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力（ ） A、组分与流动相 B、组分与固定相 C、组分与流动相和固定相D、组分与组分
9. 在液相色谱中，为了改变柱子的选择性，可以进行（ ）的操作 A、改变柱长 B、改变填料粒度 C、改变流动相或固定相种类D、改变流动相的流速 10. 液相色谱中通用型检测器是（ ） A、紫外吸收检测器 B、示差折光检测器 C、热导池检测器 D、氢焰检测器
11. 在环保分析中，常常要监测水中多环芳烃，如用高效液相色谱分析，应选用下述哪种检波器
A、荧光检测器 B、示差折光检测器 C、电导检测器 D、吸收检测器
12. 在液相色谱法中，提高柱效最有效的途径是（ ） A、提高柱温 B、降低板高 C、降低流动相流速 D、减小填料粒度
13. 在液相色谱中，不会显著影响分离效果的是（ ） A、改变固定相种类 B、改变流动相流速
C、改变流动相配比 D、改变流动相种类 14. 不是高液相色谱仪中的检测器是（ ）
A、紫外吸收检测器 B、红外检测器 C、差示折光检测 D、电导检测器 15. 高效液相色谱仪与气相色谱仪比较增加了（ ）
A、恒温箱 B、进样装置 C、程序升温 D、梯度淋洗装置 16. 在高效液相色谱仪中保证流动相以稳定的速度流过色谱柱的部件是（ ） A、贮液器 B、输液泵 C、检测器 D、温控装置 17. 高效液相色谱、原子吸收分析用标准溶液的配制一般使用（ ）水 A．国标规定的一级、二级去离子水 B．国标规定的三级水 C．不含有机物的蒸馏水 D．无铅(无重金属)水
18. 高效液相色谱仪与普通紫外－可见分光光度计完全不同的部件是（ ） A、流通池 B、光源 C、分光系统 D、检测系统 19. 下列哪种是高效液相色谱仪的通用检测器
A、紫外检测器 B、荧光检测器 C、安培检测器 D、蒸发光散射检测器 20. 高效液相色谱仪中高压输液系统不包括
A、贮液器 B、高压输液泵 C、过滤器 D、梯度洗脱装置 E、进样器
二、判断题：
1. 液相色谱分析时，增大流动相流速有利于提高柱效能。 2. 高效液相色谱流动相过滤效果不好，可引起色谱柱堵塞。 3. 高效液相色谱分析的应用范围比气相色谱分析的大。 4. 反相键合相色谱柱长期不用时必须保证柱内充满甲醇流动相。
5. 高效液相色谱分析中，使用示差折光检测器时，可以进行梯度洗脱。 6. 在液相色谱法中，提高柱效最有效的途径是减小填料粒度。
7. 在液相色谱中，范第姆特方程中的涡流扩散项对柱效的影响可以忽略。 8. 由于高效液相色谱流动相系统的压力非常高，因此只能采取阀进样。 9. 高效液相色谱仪的色谱柱可以不用恒温箱，一般可在室温下操作。 10. 高效液相色谱中，色谱柱前面的预置柱会降低柱效。
11. 液相色谱中，化学键合固定相的分离机理是典型的液－液分配过程。 12. 高效液相色谱分析中，固定相极性大于流动相极性称为正相色谱法。
13. 高效液相色谱分析不能分析沸点高，热稳定性差，相对分子量大于400的有机物。 14. 在液相色谱法中，约70－80％的分析任务是由反相键合相色谱法来完成的。 15. 在高效液相色谱仪使用过程中，所有溶剂在使用前必须脱气。 16. 填充好的色谱柱在安装到仪器上时是没有前后方向差异的。
17. 保护柱是在安装在进样环与分析柱之间的，对分析柱起保护作用，内装有与分析柱不同固定相。
18. 检测器、泵和色谱柱是组成高效液相色谱仪的三大关键部件。
19. 紫外－可见光检测器是利用某些溶质在受紫外光激发后，能发射可见光的性质来进行检测的。
20. 应用光电二极管阵列检测器可以获得具有三维空间的立体色谱光谱图。
三、简答题
1. 为什么作为高效液相色谱仪的流动相在使用前必须过滤、脱气？
2. 高效液相色谱有哪几种定量方法，其中哪种是比较精确的定量方法，并简述之。
参考答案 一、 选择题
1.D 2.C 3.B 4.C 5.A 6.D 7.A 8.C 9.C 10.B 11.A 12.D 13.B 14.B 15.D 16.B 17.A 18.A 19.D 20.E 二、 判断题
1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.× 9.√ 10.√ 11.× 12.√ 13.× 14.√ 15.√ 16.× 17.× 18.√ 19.× 20.√ 三、 简答题
1. 高效液相色谱仪所用溶剂在放入贮液罐之前必须经过0.45μm滤膜过滤，除去溶剂中的机械杂质，以防输液管道或进样阀产生阻塞现象。所有溶剂在上机使用前必须脱气；因为色谱住是带压力操作的，检测器是在常压下工作。若流动相中所含有的空气不除去，则流动相通过柱子时其中的气泡受到压力而压缩，流出柱子进入检测器时因常压而将气泡释放出来，造成检测器噪声增大，使基线不稳，仪器不能正常工作，这在梯度洗脱时尤其突出。 2. 高效液相色谱的定量方法与气相色谱定量方法类似，主要有归一化法、外标法和内标法。其中内标法是比较精确的定量方法。它是将已知量的内标物加到已知量的试样中，在进行色谱测定后，待测组分峰面积和内标物峰面积之比等于待测组分的质量与内标物质量之比，求
出待测组分的质量，进而求出待测组分的含量
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4 B 2和3 C 5和6 D 2和3
2．在丁烷的质谱图中，M对(M＋1)的比例是 （ ）
A 100:1.1 B 100:2.2 C 100:3.3 D 100:4.4
3．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 C6H6 B C6H5NO2 C C4H2N6O D C9H10O2
4．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C 6．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)2CHCOOC2H5 B CH3CH2COOCH2CH2CH3
C CH3(CH2)3COOCH3 D CH3COO(CH2)3CH3
8．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 15 B m/z 29 C m/z 43 D m/z 71
10．溴己烷经?均裂后，可产生的离子峰的最可能情况为： ( )
A m/z 93 B m/z 93和m/z 95 C m/z 71 D m/z 71和m/z 73 11．在C2H 5F 中，F对下述离子峰有贡献的是 ( )
A M B M+1 C M+2 D M及M+2
12．某化合物的MS图上出现m/e 74的强峰，?R光谱在3400～ 3200cm 有一宽峰，1700～ 1750cm 有
-1
-1
一强峰，则该化合物可能是 （ ）
A R1－（CH2）3－COOCH3 B R1－（CH2）4－COOH C R1－CH2(CH3)－CH2－CH－COOH D B或C
13．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（ ）。
A 2 B 8 C 22 D 46
14．在质谱图中，CH 3C 1的M+2峰的强度约为M峰的（ ）。 A 1/3 B 1/ 2 C 1/4 D 相当
15．在裂解过程中，若优先消去中性分子如CO2，则裂解前后离子所带电子的奇－偶数（ A 发生变化 B 不变 C 不确定
16．在裂解过程中，若优先消去游离基如OH，则裂解后离子所带电子的奇－偶数（ ）。 A 发生变化 B 不变 C 不确定
17．某芳烃（M=134），质谱图上在m/z91处有一强峰，其结构可能为（ ）。 18．在辛胺（C8H19N）的质谱图上，出现m/z30基峰的是（ ）。 A 伯胺 B 仲胺 C 叔胺
19．下列化合物中，分子离子峰的质荷比为奇数的是（ ）。
A C8H6N4 B C6H5NO 2 C C9H10O2
20．C、H和O的有机化合物的分子离子的质荷比（ ）。
A 为奇数 B 为偶数 C 由仪器的离子源所决定 D 由仪器的质量分析器决定
21．含C、H和N的有机化合物的分子离子m／z的规则是（ ）。
）。 A 偶数个N原子数形成偶数m／z，奇数个N原子形成奇数m／z B 偶数个N原子数形成奇数m／z，奇数个N原子形成偶数m／z
C 不管N原子数的奇偶都形成偶数m/z D 不管N原子数的奇偶都形成奇数m/z
22．某含氮化合物的质谱图上，其分子离子峰m/z为265，则可提供的信息是（ ）。
A 该化合物含奇数氮，相对分子质量为265 B 该化合物含偶数氮，相对分子质量为265 C 该化合物含偶数氮 D 不能确定含奇数或偶数氮
23．一个酯类（M＝116），质谱图上在m/z57（100％），m/z29（27％）及m/z43（27 %）均有离子峰，可推测该化合物的结构式应是（ ）。
A (CH3)2CHCOOC2H5 B CH3CH2COO(CH2)2CH3 C CH3(CH2)3COOCH3
24．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是（ ）。
A 质荷比最低的正离子 B 质量最高的负离子C 质荷比最高的正离子 D 质量最低的负离子 25．在质谱图谱中，CH3Br的M＋2峰的强度约为M峰的（ ）。
A 1/3 B 1/ 2 C 相当
三、填空题
1．某化合物分子式为C4H8O2，M=88，质谱图上出现m/z 60的基峰。则该化合物最大可能为__________________________。
2．考虑到 C 和 C 的分布，乙烷可能的分子式是_______________________________。这些同位素分子
12
13
的分子离子值m/z分别是________________________________。
3．丁苯质谱图上m/z134、m/z91和m/z92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。
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i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。
17．一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一定是奇数；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． 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。 2．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），则 （T为离子飞过漂移区的时间，L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L就可以提高分辨本领。(2)快速。在约20ms时间内，就可以记录质量为0—200a.m.u.的离子。(3)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。(4)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）在场致电离源的质谱图上，分子离子峰很清楚，但碎片峰则较弱，因而对于相对分子质量的测定有利，但缺乏分子结构信息。（3）场解析电离源，电离原理与场致电离相同，解吸试样分子所需能量远低于气化所需能量，因而有机化合物不会发生热分解，即使热稳定性差的试样仍能得到很好的分子离子峰，分子中的C-C 键一般不会断裂，因而很少生成碎片离子。总之，场致电离和场解析电离源都是对电子轰击源的必要补充，使用复合离子源，则可同时获得完整分子和官能团信息。 5．试述化学电离源的工作原理．
答：化学电离源内充满一定压强的反应气体，如甲烷、异丁烷、氨气等，用高能量的电子（100eV）轰击反应气体使之电离，电离后的反应分子再与试样分子碰撞发生分子离子反应形成准分子离子QM+,和少数碎片离子。在CI谱图中,准分子离子峰往往是最强峰,便于从QM+推断相对分子质量，碎片峰较少，谱图简单，易于解释。
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？
答：（1）分子离子。从分子离子峰可以确定相对分子质量。（2）同位素离子峰。当有机化合物中含有S,Cl,Br等元素时，在质谱图中会出现含有这些同位素的离子峰，同位素峰的强度比与同位素的丰度比相当，因而可以也来判断化合物中是否含有某些元素（通常采用M+2/M强度比）。（3）碎片离子峰。根据碎片离子峰可以和阐明分子的结构。另外尚有重排离子峰、两价离子峰、亚稳离子峰等都可以在确定化合物结构时得到应用。
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？
答：利用分子离峰可以准确测定相对分子质量。
高分辨质谱仪可以准确测定分子离子或碎片离子的质荷比，故可利用元素的精确质量及丰度比计算元素组成。
8．色谱与质谱联用后有什么突出特点？
答：质谱法具有灵敏度高、定性能力强等特点。但进样要纯，才能发挥其特长。另一方面，进行定量分析又比较复杂。气相色谱法则具有分离效率高、定量分析简便的特点，但定性能力却较差。因此这两种方法若能联用，可以相互取长补短，其优点是：(1)气相色谱仪是质谱法的理想的“进样器”，试样经色谱分离后以纯物质形式进入质谱仪，就可充分发挥质谱法的特长。(2)质谱仪是气相色谱法的理想的“检测器”，色谱法所用的检测器如氢焰电离检测器、热导池检测器、电子捕获检测器都具有局限性。而质谱仪能检出几乎全部化合物，灵敏度又很高。
所以，色谱—质谱联用技术既发挥了色谱法的高分离能力，又发挥了质谱法的高鉴别能力。这种技术适用于作多组分混合物中未知组分的定性鉴定；可以判断化合物的分子结构；可以准确地测定未知组分的分子量；可以修正色谱分析的错误判断；可以鉴定出部分分离甚至末分离开的色谱峰等。因此日益受到重视，现在几乎全部先进的质谱仪器都具有进行联用的气相色谱仪，并配有计算机，使得计算、联机检索等变得快捷而准确。
9．如何实现气相色谱－质谱联用？
答：实现GC-MS联用的关键是接口装置，起到传输试样，匹配两者工作气体的作用。 10．试述液相色谱－质谱联用的迫切性．
答：生命过程中的化学是当前化学学科发展的前沿领域之一。高极性、热不稳定、难挥发的大分子有机化合物和生物样品难以采用GC-MS进行分析。液相色谱虽然不受化合物沸点的限制，并能对热稳定性差的试样进行分离、分析，但由于其定性能力差，所以应用得到来极大的限制。这类化合物的分离分析成为分析化学家面临的重大挑战。开发液相色谱与有机质谱的联用技术是迫切需要解决的课题。
二、选择题
B、D、B、C、C、C、B、A、C、B、A、C、C、A、B、A、B、A、B、B、A、A、B、C、C 三、填空题
1．正丁酸
2．CH3CH3、CH3CH3、CH3CH3； m/z(M)、m/z31(M+1)、m/z32(M+2)。
12
12
12
13
13
13
3．分子失去一个电子，?-开裂和麦氏重排
4．CCl、CCl、CCl、CCl。； M、M＋1、M＋2、M＋3。
12
35
13
35
12
37
13
37
5．最大；一个电子；相对分子质量；相对强度；离子源的轰击能量 6．电子轰击；快原子轰击；化学；电喷雾 7．正比；同位素离子；64；66；3：1 8．强；二电子共扼；两个键；脱水
9．奇数；15；29；43...；43(C3 H7)；57(C4H9)；较大的烷基
＋
十
10．分子离子；91(C7H7)；91＋14n；65；3；92
十
11．m/z 41＋14n（n＝0，1,2，?）碎片离子；m/z41；[CH2＝CHCH2]
＋
12．很弱或不存在；水；乙烯；18；46； ：较大体积的；m/z31（CH2＝OH）；m/z45（CH3CH2＝OH）；m/z59［(CH3)2 C＝OH］
＋
十＋
13．较强； ；较大烷基；C6H5－C O
十
14．较强；麦氏；CHO；M一29；C6H5－C O
＋
十
15．较弱；45，59，73?，碎片离子峰（31＋14n）； ；29，43，57，71；C6H5－OH；CH2 =CHR
十
16．明显； ；45；NH2－C O；R1－C O；44；HO－C O；
＋
＋
＋
17．分子离子；甲苯正离子；草嗡离子；正丙基苯 18．C4H9CH－CH2；水；乙烯
十
19．分子离子；重排离子CH2＝CH－OH；HC O：正丁醛
＋
＋
20．CH3OCH3；CH3CH2OCH2CH2CH2CH3
四、正误判断
?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?
紫外-可见分光光度和红外光谱法习题及参考答案 一、 填空题
1、分子内部的运动方式有三种，即： 、 和 ，相应于这三种不同的运动形式，分子具有 能级、 能级和 能级。
2、折射率是指光线在 速度与在 速度的比值。当温度、光波波长固定后，有机化合物折射率主要决定于物质的 和 。通过折射率可以测定出 、 以及 等。
3、饱和碳氢化合物分子中只有 键，只在 产生吸收，在200-1000nm范围内不产生吸收峰，故此类化合物在紫外吸收光谱中常用来做 。
4、在中红外光区中，一般把4000-1350cm-1区域叫做 ，而把1350-650区域叫做 。 5、在有机化合物中, 常常因取代基的变更或溶剂的改变, 使其吸收带的最大吸收波长发生移动, 向长波方向移动称为___________, 向短波方向移动称为___________。
6、在朗伯—比尔定律I/Io= 10-abc中, Io是入射光的强度, I是透射光的强度, a是吸光系数, b是光通过透明物的距离, 即吸收池的厚度, c是被测物的浓度, 则透射比T =_________, 百分透过率T% =______, 吸光度A与透射比T的关系为__________________。
7、在单色器的线色散率为0.5mm/nm的条件下用原子吸收分析法测定铁时，要求通带宽度为0.1nm，狭缝宽度要调到 。
8、紫外吸收光谱分析可用来进行在紫外区范围有吸收峰的物质的__________ 及_________ 分析。 9、在紫外光谱中，随溶剂极性增加，R带_____移，K带_______移
10、某单色器的线色散率为0.5mm/nm，当出射狭缝宽度为0.1mm时，则单色仪的光谱通带宽度为 。
11、对于紫外及可见分光光度计, 在可见光区可以用玻璃吸收池, 而紫外光区则用________吸收池进行测量。
12、、红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生，当用红外光照射分子时，要使分子产生红外吸收，则要满足两个条件：(1)________________________________________________，(2)_______________________________________________。
13、把无色的待测物质转变成为有色物质所发生的化学反应称为 所用试剂为 。 二、 选择题
1、符合吸收定律的溶液稀释时，其最大吸收峰波长位置（ ）。 A. 向长波移动 B. 向短波移动 C. 不移动
D. 不移动，吸收峰值降低
2、某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收带，在红外特征区有如下吸收峰： 3400cm-1~2400 cm-1宽而强的吸收，1710 cm-1。则该化合物可能是：（ ） A. 醛 B. 酮 C. 羧酸 D. 酯
3、光学分析法中, 使用到电磁波谱, 其中可见光的波长范围为_____。 A. 10～400nm; B. 400～750nm; C. 0.75～2.5mm; D. 0.1～100cm
4、棱镜或光栅可作为______。
A. 滤光元件; B. 聚焦元件; C. 分光元件; D. 感光元件. 5、红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度, 可以用来__ _____。
A. 鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团及进行定量分析与纯度鉴定; B. 确定配位数; C. 研究化学位移; D. 研究溶剂效应.
6、某种化合物，其红外光谱上3000-2800cm-1,1460 cm-1,1375 cm-1和720 cm-1等处有主要吸收带，该化合物可能是 ______。
A.烷烃；B.烯烃；C.炔烃；D.芳烃；E.羟基化合物。 7、电磁辐射的微粒性表现在哪种性质上（ ）。
A. 能量 B. 频率 C. 波长 D. 波数 8、指出下列化合物中，哪个化合物的紫外吸收波长最大（ ）。 A. CH3CH2CH3 B. CH3CH2OH
C. CH2=CHCH2CH=CH2 D. CH3CH=CHCH=CHCH3
9、有一含氧化合物，如用红外光谱判断是否为羰基化合物，重要依据的谱带范围为_______。
A. 3500-3200cm-1; B. 1500-1300 cm-1; C. 1000-650 cm-1; D. 1950-1650 cm-1. 10、溶剂对电子光谱的影响较为复杂, 改变溶剂的极性, _______。
A. 不会引起吸收带形状的变化; B. 会使吸收带的最大吸收波长发生变化; C. 精细结构并不消失; D.对测定影响不大.
11、在酸性条件下，苯酚的最大吸波长将发生何种变化？_____ A.红移 B. 蓝移 C. 不变 D.不能确定 12、下列光谱中属于带光谱的有_ ____ A.IR；B.AES；C.AAS；D.UV
13、某化合物的紫外吸收光谱图如下图，其λmax为 nm。 A 250nm B 340nm C350nm D 310nm E 300nm 三、简答题
1、解释实际上红外吸收谱带(吸收峰)数目与理论计算的振动数目少的原因。 2、某一化合物分子式为C8H8O，其红外光谱图如下。试写出其结构式。
3、某化合物的分子式为C8H8O2，红外光谱的主要峰有3030cm-1，2950 cm-1，2860 cm-1，2820 cm-1，2730 cm-1，1690 cm-1，1610 cm-1，1580 cm-1，1520 cm-1，1465 cm-1，1430 cm-1，1395 cm-1，825 cm-1，请指定结构并归属各峰。
参考答案
一、 填空题
1 . 电子相对于原子核的运动，原子在平衡位置的振动，分子本身绕其中心的转动，电子，振动、转动 2.空气中的传播，试样中的传播，组成，分子结构，物料的纯度，杂质的含量，溶液的浓度 3、σ键，远紫外区，溶剂 4、特征谱带区，指纹区。
5、__红移_________, ___蓝移________。
6、I/Io__________ I/Io ×100%_____, _-logT__________________。 7、_0.05mm_________。 8、检定、 _结构___ 9、_蓝____ _红_______
10、0.2nm 11、石英
12、(1) 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等 (2) 辐射与物质之间有耦合作用。 13、显色剂、显色反应 二、选择题
1、D 2、 C 3、 B 4、 C 5、A 6、 A 7、B 8、A 9、D 10、B 11、B 12、A D 13、B 三、简答题
1、 实际上红外吸收谱带(吸收峰)数目与理论计算的振动数目少的原因： （1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收； （2）相同频率的振动吸收重叠，即简并；
（3）仪器不能区别那些频率十分接近的振动，或吸收带很弱，仪器检测不出； 2、解：①U=（2+2*8-8）/2=5 （可能含有苯环）
②特征区第一强峰为1685cm-1，为羰基峰，需仔细研究是何种羰基化合物。先否定，在3000cm-1以上无宽峰可否定羧酸；分子式中不含氮、氯可否定酰胺、酰氯；在～2800cm-1处无醛氢峰，可否定醛。否定后，肯定该化合物为酮根据不饱和度大于4，可能为芳酮。
③苯环的特征吸收有：芳氢伸缩振动3000cm-1左右有吸收峰；苯环骨架振动1600cm-1、1580 cm-1及1450 cm-1有吸收峰，加上不饱和度大于4，可以确定有苯环存在 。根据760 cm-1、690cm-1两强峰，结合分子式可确定苯为单取代。
④在1430cm-1、1360cm-1有甲基的峰。 可以初步断定该化合物可能为苯乙酮。
核磁共振波谱分析法习题
一、简答题
1．根据?o=?H0/2?,可以说明一些什么问题？
2．振荡器的射频为56.4MHz时，欲使19F及1H产生共振信号，外加磁场强度各需多少？
3．已知氢核1H磁矩为2.79，磷核31P磁矩为1.13，在相同强度的外加磁场条件下，发生核跃迁时何者需要较低的能量?
4．何谓化学位移?它有什么重要性?在1H－NMR中影响化学位移的因素有哪些？ 5．下列化合物OH的氢核，何者处于较低场?为什么?
6．解释在下列化合物中，Ha、Hb的?值为何不同？
7．何谓自旋偶合、自旋裂分？它有什么重要性？
8．在CH3-CH2-COOH的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组。(1)说明这些峰的产生原因；(2)哪一组峰处于较低场?为什么/
9．简要讨论C-NMR在有机化合物结构分析中的作用。 10．影响化学位移的因素有哪些？
13
二、选择题
11751．自旋核7Li、B、As,它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，?Li =3.2560,?B=2.6880,?As
=1.4349相同频率射频照射，所需的磁场强度H大小顺序为 ( )
A BLi>BB>BAs B BAs>BB>BLi C BB>BLi>BAs D BLi>BAs>BLi 2．在 O－H体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( )
A 2 B 1 C 4 D 3
3．下列化合物的1H NMR谱，各组峰全是单峰的是 ( ) A CH3-OOC-CH2CH3 B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 C CH3-OOC-CH2-COO-CH3
D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3
4．一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰,其中一个是单峰,一组是二重峰， 一组是三重峰。该化合物是下列结构中的 ( )
1175
5．自旋核7Li、B、As,它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，?Li =3.2560,?B=2.6880,?As
=1.4349相同频率射频照射,所需的磁场强度H大小顺序为( )
A BLi>BB>BAs B BAs>BB>BLi C BB>BLi>BAs D BLi>BAs>BLi 6．化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1H NMR谱的特点是 ( )
A 4个单峰 B 3个单峰，1个三重峰
C 2个单峰 D 2个单峰，1个三重峰和1个四重峰
7．核磁共振波谱法中乙烯、乙炔、苯分子中质子化学位移值序是 ( ) A 苯 >乙烯 >乙炔 B 乙炔 >乙烯 >苯 C 乙烯 >苯 >乙炔 D 三者相等
8．在下列因素中，不会使NMR谱线变宽的因素是 ( ) A 磁场不均匀 B 增大射频辐射的功率 C 试样的粘度增大
D 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大 9．将
（其自旋量子数I=3/2）放在外磁场中，它有几个能态 ( ) A 2 B 4 C 6 D 8 10．在下面四个结构式中
哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数 ？ （ ） 11．下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是 ( )
12．核磁共振的弛豫过程是 ( )
A自旋核加热过程
B自旋核由低能态向高能态的跃迁过程
C自旋核由高能态返回低能态,多余能量以电磁辐射形式发射出去 D高能态自旋核将多余能量以无辐射途径释放而返回低能态 三、填空题 1．NMR
法中影响质子化学位移值的因素有：__________，___________，
__________、 ， ， 。
2．1H的核磁矩是2.7927核磁子，11B的核磁矩是2.6880核磁子，核自旋量子数为3/2，在1.000T磁场中，1H的NMR吸收频率是________MHz，11B的自旋能级分裂为_______个，吸收频率是________MHz。 (1核磁子=5.051×10-27J/T, h=6.626×10-34J?s)
1
3．化合物C6H12O，其红外光谱在1720cm-1附近有1个强吸收峰，H NMR谱图上，有两组单峰?a=0.9，?b=2.1，
峰面积之比a:b =3:1，a为_______基团，b为_________基团，其结构式是__________________。 4．苯、乙烯、乙炔、甲醛，其1H化学位移值?最大的是_______，最小的是_________,13C的?值最大的是_________最小的是____________。
四、正误判断
1．核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样，都是基于吸收电磁辐射的分析法。 （ ） 2．质量数为奇数，核电荷数为偶数的原子核，其自旋量子数为零。 （ ） 3．自旋量子数I=1的原子核在静磁场中，相对于外磁场，可能有两种取向。 （ ） 4．氢质子在二甲基亚砜中的化学位移比在氯仿中要小。 （ ） 5．核磁共振波谱仪的磁场越强，其分辨率越高。 （ ） 6．核磁共振波谱中对于OCH3,CCH3和NCH3，NCH3的质子的化学位移最大。 （ ） 7．在核磁共振波谱中，偶合质子的谱线裂分数目取决于邻近氢核的个数。 （ ） 8．化合物CH3CH2OCH(CH3)2的1H NMR中，各质子信号的面积比为：9:2:1。 （ ） 9．核磁共振波谱中出现的多重峰是由于邻近核的核自旋相互作用。 （ ） 10．化合物C12CH－CH2Cl的核磁共振波谱中，H的精细结构为三重峰。 （ ） 11．苯环和双键氢质子的共振频率出现在低场是由于
电子的磁各向异性效应。 （ ）
12．碳谱的相对化学位移范围较宽(0一200)，所以碳谱的灵敏度高于氢谱。 （ ） 13．氢键对质子的化学位移影响较大，所以活泼氢的化学位移在一定范围内变化。（ ） 14．在宽带去偶碳谱中，不同类型的碳核产生的裂分峰数目不同。 （ ）
15．自由衰减信号（FID）是频率域信号。 （ ）
核磁共振波谱分析法习题解答
一、简答题
1．根据?o=?H0/2?,可以说明一些什么问题？
答：这是发生核磁共振的条件。由该式可以说明：（１）对于不同的原子核，由于磁旋比?不同，发生共振的条件不同；即发生共振时?0和H0的相对值不同。（２）对于同一种核，当外加磁场一定时，共振频率也一定；当磁场强度改变时，共振频率也随着改变。
2．振荡器的射频为56.4MHz时，欲使19F及1H产生共振信号，外加磁场强度各需多少？ 答：B0(1H)= 2??o/?= 2×3.14159×56.4/2.68=132.2MHz
B0(19F)= 2×3.14159×56.4/2.52=139.52 MHz
3．已知氢核1H磁矩为2.79，磷核31P磁矩为1.13，在相同强度的外加磁场条件下，发生核跃迁时何者需要较低的能量?
答：设外加磁场为H，则1H发生跃迁需要吸收的电磁波频率为：
?0(1H)=2×2.79×5.05×10-27×H/6.63×10-34= 46.29×106Hs-1= 46.29H MHz 对于31P核：
?0(31P)=2×1.13×5.05×10-27×H/6.63×10-34 = 17.21×106Hs-1 = 17.21H MHz
4．何谓化学位移?它有什么重要性?在1H－NMR中影响化学位移的因素有哪些？
答：由于氢核在不同化合物中所处的环境不同，所受到的屏蔽作用也不同，由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移．由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境密切相关，因此有可能根据化学位移的大小来考虑氢核所处的化学环境，亦即有机物的分子结构特征．
由于化学位移是由核外电子云密度决定的，因此影响电子云密度的各种因素都会影响化学位移，如与质子相邻近的元素或基团的电负性，各项异性效应，溶剂效应，氢键等。 5．下列化合物OH的氢核，何者处于较低场?为什么?
答：(I)中-OH质子处于较低场，因为-HC=O具有诱导效应。而(II)中甲基具有推电子效应． 6．解释在下列化合物中，Ha、Hb的?值为何不同？
答：Ha同时受到苯环，羰基的去屏蔽效应，而Hb则只受到苯环的去屏蔽效应，因而Ha位于较低场． 7．何谓自旋偶合、自旋裂分？它有什么重要性？
答：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋－轨道偶合，简称自旋偶合，由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋－自旋裂分，简称自旋裂分．偶合表示质子间的相互作用，裂分则表示由此而引起的谱线增多的现象．由于偶合裂分现象的存在，可以从核磁共振谱图上获得更多的信息，对有机物结构解析非常有利．
8．在CH3-CH2-COOH的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组。(1)说明这些峰的产生原因；(2)哪一组峰处于较低场?为什么/
答：（１）由于??，?? 位质子之间的自旋偶合现象，根据（n+1）规律，CH3－质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重峰，同样，亚甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰。
（２）由于?-位质子受到羧基的诱导作用比?-质子强，所以亚甲基质子峰在低场出峰（四重峰）。 9．简要讨论C-NMR在有机化合物结构分析中的作用。
答：碳原子构成有机化合物的骨架，而C谱提供的是分子骨架最直接的信息，因而对有机化合物结构鉴定很有价值。
与氢谱一样，可根据C的化学位移?C确定官能团的存在。而且，?C比?H大很多，出现在较宽的范围内，它对核所处化学环境更为敏感，结构上的微小变化可在碳谱上表现出来。同时碳谱图中峰的重叠比氢谱小得多，几乎每个碳原子都能给出一条谱线，故对判断化合物的结构非常有利。
同时，由于不同种类碳原子的弛豫时间相差较大，因而可以借以了解更多结构信息及分子运动情况。 10．影响化学位移的因素有哪些？
答：诱导效应、共轭效应、立体效应、磁各向异性效应和溶剂效应。
13
13
13
二、选择题
B、B、C、B、B、D、A、B、B、C、B、D
三、填空题
1．诱导效应；共轭效应（或以上两条合并成“电子效应”也可以）；磁各向异性效应；氢键的生成；溶剂效应。
2．42.58 4 13.66
3．叔丁基中的三个甲基CH3－；CH3C＝O中甲基；
结构式是：
4.甲醛；乙炔；甲醛；乙炔。
四、正误判断
?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?、?