习题2：人类对原子结构的认识

人类对原子结构的认识1.32S与33S互为同位素，下列说法正确的是()A.32S与33S原子的最外层电子数均为2B.32S与33S具有相同的中子数C.32S与33S具有不同的电子数D.32S与33S具有相同的质子数解析：32S与33S互为同位素，则二者具有不同的中子数；但质子数和电子数相同，均为16；最外层电子数也相同，均为6。答案：D2.我国的“神舟”五号载人飞船已发射成功，“嫦娥”已成功探月。据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的eq\o\al(3,2)He，每百吨eq\o\al(3,2)He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以eq\o\al(4,2)He的形式存在。下列说法正确的是()A.eq\o\al(4,2)He原子核内含有4个质子B.eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He互为同位素C.eq\o\al(3,2)He原子核内含有3个中子D.eq\o\al(4,2)He的最外层电子数为2，所以eq\o\al(4,2)He具有较强的活泼性解析：eq\o\al(A,Z)X中，A为质量数，Z为质子数，eq\o\al(3,2)He与eq\o\al(4,2)He的质子数相同，质量数不同，则中子数分别为3－2＝1和4－2＝2，B选项符合题意。答案：B3.下列叙述错误的是()A.13C和14CB.1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等C.14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等D.6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等解析：13C与14C、eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(2,1)H分别互为同位素，故A、B两项正确；14C的质量数为14，中子数为14－6＝8,14N的质量数为14，中子数为14－7＝7，故C项正确；6Li与7Li互为同位素，二者的质子数、电子数都相等，中子数不相等，故D项错误。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.氢的五种同位素B.五种氢元素C.氢的五种同素异形体D.氢元素的五种不同粒子解析：质子数相同、质量数(或中子数)不同的同种元素的不同原子互为同位素，即同位素的研究对象为原子，题中eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H属于氢元素的三种同位素，而H＋表示氢离子，H2表示氢分子，不属于氢元素的同位素。由五种粒子名称确定，五种粒子都属于氢元素。答案：D5.下列核外电子排布式表示的粒子，无法确定是离子还是原子的是()ABCD解析：本题是原子核外电子排布知识的应用，旨在考查对原子结构示意图的识图能力，即若核外电子数＝核内质子数为原子，若核外电子数≠核内质子数为离子，原子通过最外层得失电子达到2、8电子稳定结构，因此，当最外层电子数为2、8时，无法确定是离子还是原子。答案：AC6.(1)完成下列中的各项：元素化合价反应中得到(或失去)电子数目原子最外层电子数目离子中电子数目Mg2Al3N－3O10S6(2)根据上表写出下列物质的化学式①镁的氮化物________；镁的硫化物________；②铝的氧化物________；铝的硫化物________。解析：镁原子失去2个电子，显＋2价，Al原子失去3个电子，显＋3价，S原子、O原子各得2个电子，都显－2价，N原子得到3个电子，显－3价。根据化合物中正、负化合价代数和为零可写出各物质的化学式为：Mg3N2、MgS、Al2O3、Al2S3。答案：(1)＋2210＋33103510－226－2218(2)①Mg3N2MgS②Al2O3Al2S3单元综合1.人类对原子结构的认识是逐渐深入的，其中根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型的是()A.道尔顿 B.汤姆生C.卢瑟福 D.玻尔解析：道尔顿提出了原子学说；汤姆生发现电子；卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔首次将量子化概念应用到原子结构，提出了原子的轨道式结构模型。答案：C2.在eq\o\al(23,11)Na中，中子数等于()A.1B.11C.12D.23解析：在eq\o\al(23,11)Na中质子数是11，质量数是23，中子数为23－11＝12。答案：C3.下列微粒结构示意图中，表示阳离子的是()解析：核内质子数比核外电子数多的微粒，表示阳离子。答案：C4.科学家最近制造出第112号(核电荷数为112)新元素，其原子的质量数为277，这是迄今已知元素中最重的原子，关于该新元素的下列叙述中正确的是()A.其原子核内中子数和质子数都是112B.其原子核内中子数为165，核外电子数为112C.其原子质量为12CD.其原子质量与12C原子质量之比为277∶解析：该元素原子为eq\o\al(277,112)X，根据A＝Z十N，中子数N＝A－Z＝277－112＝165，质子数为112，核外电子数也是112。原子质量之比等于其质量数之比，故其原子质量与12C原子质量之比为277∶12。答案：BD5.eq\o\al(14,6)C在考古学和医学上有着广泛用途，下列有关eq\o\al(14,6)C的说法中正确的是()A.质子数为14B.中子数为6C.质量数为8D.电子数为6解析：在eq\o\al(14,6)C中，6表示质子数，14表示质量数，所以中子数为14－6＝8，核外电子数＝质子数＝6。答案：D6.2022年诺贝尔化学奖得主GerhardErtl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的说法正确的是()A.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的质子数相同，互称为同位素B.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的中子数相同，互称为同位素C.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的核外电子数相同，是同一种核素D.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的质量数不同，不能互称为同位素解析：A.项，二者质子数均为78，eq\o\al(202,78)Pt中子数为124，eq\o\al(198,78)Pt中子数为120，符合同位素的定义；B.项，二者中子数不相同；C.项，eq\o\al(202,78)Pt与eq\o\al(198,78)Pt是同一种元素的不同核素；D.项，二者质子数相同，中子数不同，互为同位素。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。其优势是以很小质量的物质可产生十分巨大的强杀伤力。常见的核武器有原子弹、氢弹、中子弹等，下列物质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无放射性，故不能选用；2H、3H常被用于制氢弹，而235U、239U常被用于制造原子弹。答案：D8.某粒子含有6个电子，7个中子，显电中性，则它的化学符号可能是()A.13AlB.13AlC.13CD.eq\o\al(13,6)C解析：该粒子显电中性，所以质子数和电子数相等，都为6，为碳元素；质量数＝质子数＋中子数＝6＋7＝13，所以该原子为eq\o\al(13,6)C。答案：D9.2022年诺贝尔物理学奖由美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特共同获得，奖励他们为宇宙起源的大爆炸理论提供了支持。根据大爆炸理沦，在大爆炸后约2h，诞生了大量的氢、少量的氦，以及极少量的锂。下列说法不正确的是()A.氢原子因获得一个电子能变成稳定结构，故也可与Na反应生成NaHB.氢原子与氢离子都属于氢元素，它们的化学性质相同C.氦元素原子最外层有2个电子，故其化学性质稳定D.锂原子易失去最外层1个电子，形成最外层为2个电子的稳定结构解析：选项A，氢原子获得一个电子变成H－，Na易失1个电子形成Na＋，故可形成NaH，正确；选项B，氢原子与氢离子核外电子排布不同，故化学性质不同，错误；选项C，氦原子属于稀有气体，化学性质稳定，正确；选项D，锂易失最外层电子，形成类似氦的稳定结构，正确。答案：B10.一种微粒的质子数和电子数分别与另一种微粒的质子数和电子数相同，则下列说法中，错误的是()A.可能是不同的原子B.可能是不同的离子C.可能是不同的分子D.可能一种是分子，一种是离子解析：分子中的质子数与电子数一定相同，离子中质子数和电子数一定不相同，所以一种分子和一种离子若质子数相同，则电子数则不会相同。答案：D11.下列说法正确的是()A.有新物质生成的变化一定是化学变化B.中子数为12、质子数为11的原子R可表示为：eq\o\al(12,11)RC.同种元素原子的质量数一定相同D.对于任何粒子，核电荷数等于核内质子数解析：本题主要考查对相关概念的辨析。A选项，如果生成的“新物质”涉及原子核的变化，这一变化就不再是化学变化，而是核反应；B选项，原子R应表示为eq\o\al(23,11)R；C选项，同种元素不同种原子的质量数不相同，如：eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C，质量数分别为12、13、14；D选项，不论是原子、离子、分子，其核电荷数都等于质子数。答案：D12.某元素一种核素原子的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是()A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m＋nC.若碳原子质量为Wg，此原子的质量为(m＋n)WgD.核内中子的总质量小于质子的总质量解析：元素的平均相对原子质量是各种核素的相对原子质量根据所占的原子百分比计算出的平均值，不是某一个原子的相对原子质量，选项B是错误的；任一原子的质量不可能是碳原子质量与此原子的质子数与中子数之和的乘积，而且碳原子有多种同位素，选项C中的W是没有被指定的数值，只从这一点来看，选项C也不能成立；题目没有指明是哪种核素，无法确切知道此核内质子数与中子数的相对多少，故选项D也不对，如氢元素对应的eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H中，质子数分别大于、等于和小于中子数。答案：A13.根据下列几种粒子的结构示意图，回答问题：(填编号)(1)其中属于阴离子的是________；(2)属于金属元素的是________；(3)具有相似化学性质的是________。解析：A、B、C、D表示的微粒分别是O、O2－、S、Na。A和C都是原子，其最外层电子数相同，所以具有相似的化学性质。答案：(1)B(2)D(3)A和C14.重氢是氢元素的一种重要的核素，它的化合物在生产中有极其重要的应用，如重水可用作反应堆中的减速剂。试回答下列问题：(1)重氢原子核电荷数为________，中子数为________。(2)写出电解重水的化学方程式________________________________。(3)写出重氢形成的盐酸和碳酸钙反应的化学方程式________________________________________________________________________。解析：重氢原子eq\o\al(2,1)H的核电荷数为1，中子数为2－1＝1。由同位素和某一元素构成的同一类型的化合物的化学性质相同，所以可以类比2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑和CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O书写相应的方程式。答案：(1)11(2)2D2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2D2↑＋O2↑(3)CaCO3＋2DCl=CaCl2＋CO2↑＋D2O15.填写下表，回答下列问题：核素eq\o\al(40,20)Caeq\o\al(40,19)Keq\o\al(35,17)Cleq\o\al(37,17)Cl质子数20191717中子数质量数(1)某核素的质子数和中子数之间________(填“有”或“无”)确定的大小关系。(2)不同原子的质量数之间________(填“有”或“无”)确定的大小关系。解析：①元素符号左下角的数字代表原子序数、原子核中的质子数。而左上角的数字则代表原子质量数，即质子数加中子数。再根据“质量数＝中子数＋质子数”，即可得出相应的中子数。②由计算结果可以判断，质子数可能等于中子数，也可能大于中子数.也可能小于中子数，所以没有确定的大小关系。③不同原子的质量数可能相等，也可能不相等，所以也没有确定的大小关系。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质子数20191717中子数20211820质量数40403537(1)无(2)无16.据报道，某些花岗岩会产生氡(eq\o\al(222,86)Rn)，对人体产生伤害。请回答：(1)该原子的质量数是________，质子数是________，中子数是________。(2)请根据Rn的原子结构上所述预测，氡气的化学性质()A.非常活泼，容易与氧气等非金属单质反应B.比较活泼，能与钠等金属反应C.不太活泼，与氮气性质相似D.很难与其他物质发生反应你选择该选项的理由是___________________________________________。(3)研究发现，镭能蜕变为eq\o\al(222,86)Rn，故称eq\o\al(222,86)Rn为镭射气；钍能蜕变为eq\o\al(220,86)Rn，故将eq\o\al(220,86)Rn称为钍射气；锕能蜕变为eq\o\al(219,86)Rn称为锕射气。则eq\o\al(222,86)Rn、eq\o\al(220,86)Rn、eq\o\al(219,86)Rn是()A.同种元素B.同位素C.同种核素D.同种原子解析：(1)eq\o\al(222,86)Rn的质量