Question

2．“氫火焰離子化監(jiān)測(cè)器”可以檢測(cè)出無(wú)機(jī)物氣體中極其微量的有機(jī)分子的含量，其裝置如圖所示，在氫火焰的作用下，有機(jī)物的分子電離為一價(jià)正離子和自由電子，而無(wú)機(jī)物的分子不會(huì)電離．設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有n摩爾被檢測(cè)氣體進(jìn)入檢測(cè)器，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使得電流表的示數(shù)逐漸變大，直到最大值I，求有機(jī)物分子與被檢測(cè)氣體分子的數(shù)目的比值K是多少？（阿伏加德羅常數(shù)為N_A，電子的電荷量為e）

Answer 1

分析 在t時(shí)間內(nèi)有n摩爾被檢測(cè)氣體進(jìn)入檢測(cè)器，可以求解出進(jìn)入的氣體分子數(shù)N；而每個(gè)被電離的分子提供一個(gè)電子，根據(jù)q=It=N′e得到電子數(shù)，即為電離的分子數(shù)；最后就可以得到比值．

解答 解：電流達(dá)到最大值I后，表明電離出來(lái)的電子全部到達(dá)了陽(yáng)極，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)極板的電荷量為q，則：q=It，
被電離的有機(jī)物分子的數(shù)目：N′=$\frac{q}{e}$=$\frac{It}{e}$，
則有機(jī)物分子占被測(cè)氣體分子的數(shù)目的比值為：K=$\frac{N'}{N}=\frac{N′}{{nt{N_A}}}=\frac{I}{{n{N_A}e}}$，
答：有機(jī)物分子與被檢測(cè)氣體分子的數(shù)目的比值K是$\frac{I}{{n{N_A}e}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確電路結(jié)構(gòu)，理解電流的微觀意義，結(jié)合阿伏伽德羅常數(shù)的定義和電流表達(dá)式進(jìn)行分析，基礎(chǔ)題目．