题目
在相同温度下,氢分子与氧分子的方均根速率-|||-之比为 __ 比。-|||-__-|||-第1空:-|||-第2空:-|||-12/18-|||-

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查气体分子的方均根速率公式及其应用,需要理解速率与分子摩尔质量的关系。
解题核心思路:
在相同温度下,气体分子的方均根速率与分子的摩尔质量成反比。利用公式 $v_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$,速率的平方与摩尔质量成反比,因此速率比值可转化为摩尔质量比值的平方根。
破题关键点:
- 明确公式:方均根速率公式 $v_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$,其中 $M$ 为摩尔质量。
- 温度相同:温度 $T$ 相同时,速率比值仅由摩尔质量决定。
- 分子种类:氢分子(H₂)和氧分子(O₂)的摩尔质量分别为 $M_{\text{H}_2} = 2 \, \text{g/mol}$ 和 $M_{\text{O}_2} = 32 \, \text{g/mol}$。
- 比值计算:速率比值为 $\sqrt{\frac{M_{\text{O}_2}}{M_{\text{H}_2}}}$。
步骤1:写出方均根速率公式
根据公式 $v_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$,速率与 $\sqrt{\frac{1}{M}}$ 成正比。
步骤2:建立速率比值关系
设氢分子和氧分子的方均根速率为 $v_{\text{H}_2}$ 和 $v_{\text{O}_2}$,则:
$\frac{v_{\text{H}_2}}{v_{\text{O}_2}} = \sqrt{\frac{M_{\text{O}_2}}{M_{\text{H}_2}}}$
步骤3:代入摩尔质量
氢分子摩尔质量 $M_{\text{H}_2} = 2 \, \text{g/mol}$,氧分子摩尔质量 $M_{\text{O}_2} = 32 \, \text{g/mol}$,代入得:
$\frac{v_{\text{H}_2}}{v_{\text{O}_2}} = \sqrt{\frac{32}{2}} = \sqrt{16} = 4$
结论:氢分子与氧分子的方均根速率之比为 4:1。