Question

圖所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖，設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成為正一價的分子離子，分子離子從狹縫S₁以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)（初速不計），加速后，再通過狹縫S₂、S₃射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ．最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面且平行于狹縫S₂的細線，若測得細線到狹縫S₃的距離為d．

 

　�。�1）導(dǎo)出分子、離子的質(zhì)量m的表達式．

 

　　（2）根據(jù)分子離子的質(zhì)量數(shù)M可以推測有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式，若某種含C、H和鹵素的化合物的M為48，寫出其結(jié)構(gòu)簡式．

 

　�。�3）現(xiàn)有某種含C、H和鹵素的化合物，測得兩個M值，分別為64和66，試說明原因，并寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式．在推測有機化合物的結(jié)構(gòu)時，可能用到的含量較多的同位素的質(zhì)量數(shù)如下表：

元素	H	C	F	C1	Br
含量較多的同 位素的質(zhì)量數(shù)	1	12	19	35，37	79，81

 

Answer 1

答案：見詳解
解析：

(1)如圖所示求分子離子的質(zhì)量，以m、q表示離子的質(zhì)量、電量，以v表示離子從狹縫S2射出時的速度，由功能關(guān)系可得 　　　　　　　　　　　　　　　�、� 　　射入磁場后，在洛倫茲力作用下做圓周運動，由牛頓定律可得 　　　　　　　　　　　　　　　 ② 　　式中R為圓的半徑，感光片上的細黑線到S3縫的距離 d=2R　　　　　　　　　　　　　　　　�、� 　　解得　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�、� 　　(2)CH3CH2F 　　(3)從M的數(shù)值判斷該化合物不可能含Br而只可能含Cl，又因為Cl存在兩個含量較多的同位素，即35Cl和37Cl，所以測得題設(shè)含C、H和鹵素的某有機化合物有兩個M值，其對應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH235Cl 　　M=64　CH3Cl　M=66

提示：