题目
二氧化碳(CO2)和水(H2O)分子都含有3个原子,所以它们的振动自由度均为4。A. 正确B. 错误
二氧化碳(CO2)和水(H2O)分子都含有3个原子,所以它们的振动自由度均为4。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查分子振动自由度的计算,解题思路是根据分子振动自由度的计算公式分别计算二氧化碳($CO_2$)和水($H_2O$)分子的振动自由度,再与题目所给内容进行对比判断对错。
1. 明确分子振动自由度的计算公式
对于一个由$N$个原子组成的分子,其总自由度为$3N$(每个原子有$x$、$y$、$z$三个方向的平动自由度)。其中,平动自由度为$3$(整个分子在空间的平动),转动自由度:
- 对于线性分子,转动自由度为$2$(绕两个与分子轴垂直的轴转动)。
- 对于非线性分子,转动自由度为$3$(绕三个相互垂直的轴转动)。
则振动自由度$f = 3N - 平动自由度 - 转动自由度$。
2. 计算二氧化碳($CO_2$)分子的振动自由度
二氧化碳($CO_2$)是线性分子,$N = 3$。
平动自由度为$3$,转动自由度为$2$。
根据振动自由度公式可得:$f_{CO_2}=3N - 3 - 2=3\times3 - 3 - 2=9 - 3 - 2 = 4$。
3. 计算水($H_2O$)分子的振动自由度
水($H_2O$)是非线性分子,$N = 3$。
平动自由度为$3$,转动自由度为$3$。
根据振动自由度公式可得:$f_{H_2O}=3N - 3 - 3=3\times3 - 3 - 3=9 - 3 - 3 = 3$。
4. 判断题目说法的对错
题目中说二氧化碳($CO_2$)和水($H_2O$)分子的振动自由度均为$4$,而我们计算得出水($H_2O$)分子的振动自由度为$3$,所以该说法错误。