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    下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法是某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。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，形成垂直于纸面而且平行于狭缝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可用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

    位素的质量数

    1

    12

    19

    35，37

    79，81

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　

     

    答案：
    解析：

    （1）求分子离子的质量

    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

                      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

                              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

    解得

                              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CI，又因为Cl存在两个含量较多同位素，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

     


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    (1)粒子从加速电场射出时速度v的大小．

    (2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度的大小和方向．

    (3)偏转磁场的磁感强度的大小．

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