题目内容
如测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图，设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ，最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝s3的细线，若测得细线到狭缝s3的距离为d，（1）导出分子离子的质量m的表达式
（2）根据分子离子的质量数M可以推测有机化合物的结构简式，若某种含C、H和卤素的化合物的M
为48，写出其结构简式
（3）现有某种含C、H和卤素的化合物，测得两个M值，分别为64和66．试说明原因，并写出它们的结构简式．
在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：
| 元 素 | H | C | F | Cl | Br |
| 含量较多的同位互的质量数 | 1 | 12 | 19 | 35，37 | 79，81 |
分析：（1）首先由功能关系得出粒子的速度，进入磁场后在洛伦兹力的作用下匀速圆周运动，则感光片到入射点的距离应为一个直径的距离．由此可以解得质量．
（2）这个是纯化学，由于质量数为48，故化合物的卤素应该是F，由此可以写表达式
（3）综合质量数，可知是卤素中的Cl，由此可以确定分子式．
（2）这个是纯化学，由于质量数为48，故化合物的卤素应该是F，由此可以写表达式
（3）综合质量数，可知是卤素中的Cl，由此可以确定分子式．
解答：解：
（1）以m、q表示离子的质量、电量，以v表示离子从狭缝s2射出时的速度，由功能关系可得
qU=
mv2 ①
射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得
qvB=m
②
式中R为圆的半径，
感光片上的细黑线到s3缝的距离d=2R ③
解：m=
④
（2）CH3CH2F
（3）从M的数值判断该化合物不可能含Br而只可能含Cl，又因为Cl存在两个同位素，即
35Cl和37Cl，所以测得题设含C、H和卤素的某有机化合物有两个M值，其对应的分子结构简
式为：CH3CH235Cl M=64；
CH3CH237Cl M=66
答：
（1）离子分子质量为：m=
（2）化合物结构简式为：CH3CH2F
（3）结构简式分别为：CH3CH235Cl CH3CH237Cl
（1）以m、q表示离子的质量、电量，以v表示离子从狭缝s2射出时的速度，由功能关系可得
qU=
| 1 |
| 2 |
射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得
qvB=m
| v2 |
| B |
式中R为圆的半径，
感光片上的细黑线到s3缝的距离d=2R ③
解：m=
| gB2d2 |
| 8U |
（2）CH3CH2F
（3）从M的数值判断该化合物不可能含Br而只可能含Cl，又因为Cl存在两个同位素，即
35Cl和37Cl，所以测得题设含C、H和卤素的某有机化合物有两个M值，其对应的分子结构简
式为：CH3CH235Cl M=64；
CH3CH237Cl M=66
答：
（1）离子分子质量为：m=
| gB2d2 |
| 8U |
（2）化合物结构简式为：CH3CH2F
（3）结构简式分别为：CH3CH235Cl CH3CH237Cl
点评：本题化学元素多于物理元素，除第一问，其余是纯化学知识．
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