Question

2．“氫火焰離子化監(jiān)測器”可以檢測出無機物氣體中極其微量的有機分子的含量，其裝置如圖所示，在氫火焰的作用下，有機物的分子電離為一價正離子和自由電子，而無機物的分子不會電離．設單位時間內(nèi)有n摩爾被檢測氣體進入檢測器，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得電流表的示數(shù)逐漸變大，直到最大值I，求有機物分子與被檢測氣體分子的數(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時間內(nèi)有n摩爾被檢測氣體進入檢測器，可以求解出進入的氣體分子數(shù)N；而每個被電離的分子提供一個電子，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：電流達到最大值I后，表明電離出來的電子全部到達了陽極，設經(jīng)過時間t到達極板的電荷量為q，則：q=It，
被電離的有機物分子的數(shù)目：N′=$\frac{q}{e}$=$\frac{It}{e}$，
則有機物分子占被測氣體分子的數(shù)目的比值為：K=$\frac{N'}{N}=\frac{N′}{{nt{N_A}}}=\frac{I}{{n{N_A}e}}$，
答：有機物分子與被檢測氣體分子的數(shù)目的比值K是$\frac{I}{{n{N_A}e}}$．

點評 本題關鍵是明確電路結(jié)構(gòu)，理解電流的微觀意義，結(jié)合阿伏伽德羅常數(shù)的定義和電流表達式進行分析，基礎題目．