習題2：人類對原子結(jié)構(gòu)的認識

人類對原子結(jié)構(gòu)的認識1.32S與33S互為同位素，下列說法正確的是()A.32S與33S原子的最外層電子數(shù)均為2B.32S與33S具有相同的中子數(shù)C.32S與33S具有不同的電子數(shù)D.32S與33S具有相同的質(zhì)子數(shù)解析：32S與33S互為同位素，則二者具有不同的中子數(shù)；但質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相同，均為16；最外層電子數(shù)也相同，均為6。答案：D2.我國的“神舟”五號載人飛船已發(fā)射成功，“嫦娥”已成功探月。據(jù)科學家預(yù)測，月球的土壤中吸附著數(shù)百萬噸的eq\o\al(3,2)He，每百噸eq\o\al(3,2)He核聚變所釋放出的能量相當于目前人類一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以eq\o\al(4,2)He的形式存在。下列說法正確的是()A.eq\o\al(4,2)He原子核內(nèi)含有4個質(zhì)子B.eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He互為同位素C.eq\o\al(3,2)He原子核內(nèi)含有3個中子D.eq\o\al(4,2)He的最外層電子數(shù)為2，所以eq\o\al(4,2)He具有較強的活潑性解析：eq\o\al(A,Z)X中，A為質(zhì)量數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，eq\o\al(3,2)He與eq\o\al(4,2)He的質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，則中子數(shù)分別為3－2＝1和4－2＝2，B選項符合題意。答案：B3.下列敘述錯誤的是()A.13C和14CB.1H和2H是不同的核素，它們的質(zhì)子數(shù)相等C.14C和14N的質(zhì)量數(shù)相等，它們的中子數(shù)不等D.6Li和7Li的電子數(shù)相等，中子數(shù)也相等解析：13C與14C、eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(2,1)H分別互為同位素，故A、B兩項正確；14C的質(zhì)量數(shù)為14，中子數(shù)為14－6＝8,14N的質(zhì)量數(shù)為14，中子數(shù)為14－7＝7，故C項正確；6Li與7Li互為同位素，二者的質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)都相等，中子數(shù)不相等，故D項錯誤。答案：D4.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、H＋、H2是()A.氫的五種同位素B.五種氫元素C.氫的五種同素異形體D.氫元素的五種不同粒子解析：質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)(或中子數(shù))不同的同種元素的不同原子互為同位素，即同位素的研究對象為原子，題中eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H屬于氫元素的三種同位素，而H＋表示氫離子，H2表示氫分子，不屬于氫元素的同位素。由五種粒子名稱確定，五種粒子都屬于氫元素。答案：D5.下列核外電子排布式表示的粒子，無法確定是離子還是原子的是()ABCD解析：本題是原子核外電子排布知識的應(yīng)用，旨在考查對原子結(jié)構(gòu)示意圖的識圖能力，即若核外電子數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為原子，若核外電子數(shù)≠核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為離子，原子通過最外層得失電子達到2、8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此，當最外層電子數(shù)為2、8時，無法確定是離子還是原子。答案：AC6.(1)完成下列中的各項：元素化合價反應(yīng)中得到(或失去)電子數(shù)目原子最外層電子數(shù)目離子中電子數(shù)目Mg2Al3N－3O10S6(2)根據(jù)上表寫出下列物質(zhì)的化學式①鎂的氮化物________；鎂的硫化物________；②鋁的氧化物________；鋁的硫化物________。解析：鎂原子失去2個電子，顯＋2價，Al原子失去3個電子，顯＋3價，S原子、O原子各得2個電子，都顯－2價，N原子得到3個電子，顯－3價。根據(jù)化合物中正、負化合價代數(shù)和為零可寫出各物質(zhì)的化學式為：Mg3N2、MgS、Al2O3、Al2S3。答案：(1)＋2210＋33103510－226－2218(2)①Mg3N2MgS②Al2O3Al2S3單元綜合1.人類對原子結(jié)構(gòu)的認識是逐漸深入的，其中根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象，提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型的是()A.道爾頓 B.湯姆生C.盧瑟福 D.玻爾解析：道爾頓提出了原子學說；湯姆生發(fā)現(xiàn)電子；盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；玻爾首次將量子化概念應(yīng)用到原子結(jié)構(gòu)，提出了原子的軌道式結(jié)構(gòu)模型。答案：C2.在eq\o\al(23,11)Na中，中子數(shù)等于()A.1B.11C.12D.23解析：在eq\o\al(23,11)Na中質(zhì)子數(shù)是11，質(zhì)量數(shù)是23，中子數(shù)為23－11＝12。答案：C3.下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖中，表示陽離子的是()解析：核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比核外電子數(shù)多的微粒，表示陽離子。答案：C4.科學家最近制造出第112號(核電荷數(shù)為112)新元素，其原子的質(zhì)量數(shù)為277，這是迄今已知元素中最重的原子，關(guān)于該新元素的下列敘述中正確的是()A.其原子核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都是112B.其原子核內(nèi)中子數(shù)為165，核外電子數(shù)為112C.其原子質(zhì)量為12CD.其原子質(zhì)量與12C原子質(zhì)量之比為277∶解析：該元素原子為eq\o\al(277,112)X，根據(jù)A＝Z十N，中子數(shù)N＝A－Z＝277－112＝165，質(zhì)子數(shù)為112，核外電子數(shù)也是112。原子質(zhì)量之比等于其質(zhì)量數(shù)之比，故其原子質(zhì)量與12C原子質(zhì)量之比為277∶12。答案：BD5.eq\o\al(14,6)C在考古學和醫(yī)學上有著廣泛用途，下列有關(guān)eq\o\al(14,6)C的說法中正確的是()A.質(zhì)子數(shù)為14B.中子數(shù)為6C.質(zhì)量數(shù)為8D.電子數(shù)為6解析：在eq\o\al(14,6)C中，6表示質(zhì)子數(shù)，14表示質(zhì)量數(shù)，所以中子數(shù)為14－6＝8，核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝6。答案：D6.2022年諾貝爾化學獎得主GerhardErtl對金屬Pt表面催化CO氧化反應(yīng)的模型進行了深入研究。下列關(guān)于eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的說法正確的是()A.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的質(zhì)子數(shù)相同，互稱為同位素B.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的中子數(shù)相同，互稱為同位素C.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的核外電子數(shù)相同，是同一種核素D.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的質(zhì)量數(shù)不同，不能互稱為同位素解析：A.項，二者質(zhì)子數(shù)均為78，eq\o\al(202,78)Pt中子數(shù)為124，eq\o\al(198,78)Pt中子數(shù)為120，符合同位素的定義；B.項，二者中子數(shù)不相同；C.項，eq\o\al(202,78)Pt與eq\o\al(198,78)Pt是同一種元素的不同核素；D.項，二者質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素。答案：A7.核武器是利用放射性元素或普通元素的放射性同位素制成的。其優(yōu)勢是以很小質(zhì)量的物質(zhì)可產(chǎn)生十分巨大的強殺傷力。常見的核武器有原子彈、氫彈、中子彈等，下列物質(zhì)不能用于制造核武器的是()A.2HB.235UC.239UD.1H解析：由信息提示可知制取核武器需利用放射性同位素。1H無放射性，故不能選用；2H、3H常被用于制氫彈，而235U、239U常被用于制造原子彈。答案：D8.某粒子含有6個電子，7個中子，顯電中性，則它的化學符號可能是()A.13AlB.13AlC.13CD.eq\o\al(13,6)C解析：該粒子顯電中性，所以質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相等，都為6，為碳元素；質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)＝6＋7＝13，所以該原子為eq\o\al(13,6)C。答案：D9.2022年諾貝爾物理學獎由美國科學家約翰·馬瑟和喬治·斯穆特共同獲得，獎勵他們?yōu)橛钪嫫鹪吹拇蟊ɡ碚撎峁┝酥С?。根?jù)大爆炸理淪，在大爆炸后約2h，誕生了大量的氫、少量的氦，以及極少量的鋰。下列說法不正確的是()A.氫原子因獲得一個電子能變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故也可與Na反應(yīng)生成NaHB.氫原子與氫離子都屬于氫元素，它們的化學性質(zhì)相同C.氦元素原子最外層有2個電子，故其化學性質(zhì)穩(wěn)定D.鋰原子易失去最外層1個電子，形成最外層為2個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)解析：選項A，氫原子獲得一個電子變成H－，Na易失1個電子形成Na＋，故可形成NaH，正確；選項B，氫原子與氫離子核外電子排布不同，故化學性質(zhì)不同，錯誤；選項C，氦原子屬于稀有氣體，化學性質(zhì)穩(wěn)定，正確；選項D，鋰易失最外層電子，形成類似氦的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，正確。答案：B10.一種微粒的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別與另一種微粒的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相同，則下列說法中，錯誤的是()A.可能是不同的原子B.可能是不同的離子C.可能是不同的分子D.可能一種是分子，一種是離子解析：分子中的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)一定相同，離子中質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)一定不相同，所以一種分子和一種離子若質(zhì)子數(shù)相同，則電子數(shù)則不會相同。答案：D11.下列說法正確的是()A.有新物質(zhì)生成的變化一定是化學變化B.中子數(shù)為12、質(zhì)子數(shù)為11的原子R可表示為：eq\o\al(12,11)RC.同種元素原子的質(zhì)量數(shù)一定相同D.對于任何粒子，核電荷數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)解析：本題主要考查對相關(guān)概念的辨析。A選項，如果生成的“新物質(zhì)”涉及原子核的變化，這一變化就不再是化學變化，而是核反應(yīng)；B選項，原子R應(yīng)表示為eq\o\al(23,11)R；C選項，同種元素不同種原子的質(zhì)量數(shù)不相同，如：eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C，質(zhì)量數(shù)分別為12、13、14；D選項，不論是原子、離子、分子，其核電荷數(shù)都等于質(zhì)子數(shù)。答案：D12.某元素一種核素原子的質(zhì)子數(shù)為m，中子數(shù)為n，則下述論斷正確的是()A.不能由此確定該元素的相對原子質(zhì)量B.這種元素的相對原子質(zhì)量為m＋nC.若碳原子質(zhì)量為Wg，此原子的質(zhì)量為(m＋n)WgD.核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的總質(zhì)量解析：元素的平均相對原子質(zhì)量是各種核素的相對原子質(zhì)量根據(jù)所占的原子百分比計算出的平均值，不是某一個原子的相對原子質(zhì)量，選項B是錯誤的；任一原子的質(zhì)量不可能是碳原子質(zhì)量與此原子的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和的乘積，而且碳原子有多種同位素，選項C中的W是沒有被指定的數(shù)值，只從這一點來看，選項C也不能成立；題目沒有指明是哪種核素，無法確切知道此核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的相對多少，故選項D也不對，如氫元素對應(yīng)的eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H中，質(zhì)子數(shù)分別大于、等于和小于中子數(shù)。答案：A13.根據(jù)下列幾種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖，回答問題：(填編號)(1)其中屬于陰離子的是________；(2)屬于金屬元素的是________；(3)具有相似化學性質(zhì)的是________。解析：A、B、C、D表示的微粒分別是O、O2－、S、Na。A和C都是原子，其最外層電子數(shù)相同，所以具有相似的化學性質(zhì)。答案：(1)B(2)D(3)A和C14.重氫是氫元素的一種重要的核素，它的化合物在生產(chǎn)中有極其重要的應(yīng)用，如重水可用作反應(yīng)堆中的減速劑。試回答下列問題：(1)重氫原子核電荷數(shù)為________，中子數(shù)為________。(2)寫出電解重水的化學方程式________________________________。(3)寫出重氫形成的鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)的化學方程式________________________________________________________________________。解析：重氫原子eq\o\al(2,1)H的核電荷數(shù)為1，中子數(shù)為2－1＝1。由同位素和某一元素構(gòu)成的同一類型的化合物的化學性質(zhì)相同，所以可以類比2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑和CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O書寫相應(yīng)的方程式。答案：(1)11(2)2D2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2D2↑＋O2↑(3)CaCO3＋2DCl=CaCl2＋CO2↑＋D2O15.填寫下表，回答下列問題：核素eq\o\al(40,20)Caeq\o\al(40,19)Keq\o\al(35,17)Cleq\o\al(37,17)Cl質(zhì)子數(shù)20191717中子數(shù)質(zhì)量數(shù)(1)某核素的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之間________(填“有”或“無”)確定的大小關(guān)系。(2)不同原子的質(zhì)量數(shù)之間________(填“有”或“無”)確定的大小關(guān)系。解析：①元素符號左下角的數(shù)字代表原子序數(shù)、原子核中的質(zhì)子數(shù)。而左上角的數(shù)字則代表原子質(zhì)量數(shù)，即質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)。再根據(jù)“質(zhì)量數(shù)＝中子數(shù)＋質(zhì)子數(shù)”，即可得出相應(yīng)的中子數(shù)。②由計算結(jié)果可以判斷，質(zhì)子數(shù)可能等于中子數(shù)，也可能大于中子數(shù).也可能小于中子數(shù)，所以沒有確定的大小關(guān)系。③不同原子的質(zhì)量數(shù)可能相等，也可能不相等，所以也沒有確定的大小關(guān)系。答案：核素eq\o\al(40,20)Caeq\o\al(40,19)Keq\o\al(35,17)Cleq\o\al(37,17)Cl質(zhì)子數(shù)20191717中子數(shù)20211820質(zhì)量數(shù)40403537(1)無(2)無16.據(jù)報道，某些花崗巖會產(chǎn)生氡(eq\o\al(222,86)Rn)，對人體產(chǎn)生傷害。請回答：(1)該原子的質(zhì)量數(shù)是________，質(zhì)子數(shù)是________，中子數(shù)是________。(2)請根據(jù)Rn的原子結(jié)構(gòu)上所述預(yù)測，氡氣的化學性質(zhì)()A.非?；顫?，容易與氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)B.比較活潑，能與鈉等金屬反應(yīng)C.不太活潑，與氮氣性質(zhì)相似D.很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)你選擇該選項的理由是___________________________________________。(3)研究發(fā)現(xiàn)，鐳能蛻變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn，故稱eq\o\al(222,86)Rn為鐳射氣；釷能蛻變?yōu)閑q\o\al(220,86)Rn，故將eq\o\al(220,86)Rn稱為釷射氣；錒能蛻變?yōu)閑q\o\al(219,86)Rn稱為錒射氣。則eq\o\al(222,86)Rn、eq\o\al(220,86)Rn、eq\o\al(219,86)Rn是()A.同種元素B.同位素C.同種核素D.同種原子解析：(1)eq\o\al(222,86)Rn的質(zhì)量