内容正文:
课时精练(八) 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.19世纪初,某科学家提出了原子学说,他认为物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学反应中不能再分,这个科学家是( )
A.道尔顿 B.汤姆生
C.卢瑟福 D.玻尔
A [19 世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为物质由原子组成,原子不能被创造也不能被毁灭,在化学变化中原子不可再分割,它们的化学性质在化学反应中保持不变。]
2.遥感三十号07组卫星于2020年10月26日准确送入预定轨道。该导航系统应用了星载氢原子钟和铷原子钟。下列有关铷Rb的说法错误的是( )
A.质子数为37 B.属于金属元素
C.中子数为85 D.核外电子数为37
C [A.Rb的质子数为37,A正确;B.Rb属于金属元素,B正确;C.质子数+中子数=质量数,则Rb的中子数为85-37=48,C错误;D.质子数等于核外电子数,则Rb的核外电子数为37,D正确。]
3.Se是人体必需的微量元素,下列关于Se和Se的说法正确的是( )
A.都含有34个中子数
B.Se和Se互为同位素
C.Se和Se分别含44个和46个质子数
D.Se和Se含有不同的电子数
B [A.Se和Se的质子数均是34,中子数分别是78-34=44、80-34=46,A错误;B.Se和Se的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;C.Se和Se的质子数均是34,C错误;D.质子数等于核外电子数,Se和Se含有相同的电子数,D错误。]
4.据报道,科学家已经成功合成了少量N4气体分子,下列说法正确的是( )
A.N4是一种新型化合物
B.相同质量的N4和N2原子个数比为 1∶1
C.14N原子和15N原子化学性质不同
D.N4与N2互为同位素
B [A.N4是一种单质,不是化合物,A错误;B.N4和N2都是氮元素的不同单质,分子均由氮原子构成,相同质量的N4和N2原子个数比为 1∶1,B正确;C.14N原子和15N原子互为同位素,具有相同的电子数,核外电子排布方式相同、化学性质相同,C错误;D.N4与N2都是氮元素的不同单质,互为同素异形体,不互为同位素,D错误。]
5.有5种单核微粒,它们分别是、、+、2+、(“”内元素符号未写出),则它们所属元素的种类有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
B [元素的种类由质子数决定。题给5种单核微粒中,有18、19、20共3种质子数,属于3种不同元素。]
6.14C是一种放射性同位素,在高层大气中,由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N可使它转变为14C。下列说法正确的是( )
A.14C和14N的中子数相同
B.14C和C60是同素异形体
C.14C和14N是同位素
D.14CO2含有的质子数为22
D [14C和14N的质子数分别为6、7,中子数分别为8、7,中子数不同,故A错误;同素异形体为同种元素的不同单质,其中C60为碳的一种单质,而14C为碳元素的一种原子,故B错误;14C和14N质子数不同,不是同位素,故C错误;14CO2的质子数为22,故D正确。]
7.近20年来,同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。如在陆地生态研究中,2H、13C、15N、18O、34S等被视作环境分析指示原子。下列说法中正确的是( )
A.34S原子核内的中子数为16
B.1HO的摩尔质量为20 g·mol-1
C.13C和15N核内的质子数相差2
D.2H+核外电子数为2
B [A项中S为16号元素,质量数为34,中子数为34-16=18,错误;B项中1HO的摩尔质量=(1×2+18) g·mol-1=20 g·mol-1,正确;C项中C为6号元素,N为7号元素,质子数相差1,错误;D项中2H+核外电子数为0,错误。]
8.已知R2-的核内有n个中子,R原子的质量数为M,则m g R2-中含有电子的物质的量为( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
D [R2-含有的电子数为M-n+2,m g R2-的物质的量为 mol,则m g R2-含有电子的物质的量为 mol。]
9.现有下列基本微粒:
1H、2H、3H、1H+、234U、235U、238U、14N、40K、40Ca、Cl2、14N、14C,请回答下列问题:
(1)在给出的微粒中,含有________种元素,属于氢元素的核素有________种,属于铀元素的核素有________种,互为同位素的原子分别是__________,________。
(2)质量数相等的微粒为________、________、____________。
(3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水,可得水分子的种数为________,可得________种不同的相对分子质量。
(4)0.1 mol 14N中共含________mol中子,含________个电子。
解析: (1)共有7种元素,氢元素中有1H、2H、3H三种核素,铀元素有234U、235U、238U三种核素,上述三种氢原子、三种铀原子各自互为同位素。(2)质量数相等的微粒有:1H与1H+、40K与40Ca、14N与14C。(3)结合成水分子种数:①每2个相同氢原子核素分别与三个氧原子结合成9种;②任意2个不同氢原子核素分别与三个氧原子结合成9种,共有18种;得到水分子的相对分子质量为18、19、20、21、22、23、24,共7种。(4)每个14N中含质子数为7×3=21,中子数为(14-7)×3=21,电子数为22,则0.1 mol 14N含2.1 mol中子,含2.2NA个电子。
答案: (1)7 3 3 1H、2H、3H 234U、235U、238U (2)1H与1H+ 40K与40Ca 14N与14C (3)18 7 (4)2.1 2.2NA
[能力提升]
10.1909年,科学家卢瑟福用带正电荷的α粒子轰击金箔,发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子发生了较大的偏转,极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°而被反弹回来。依据上述实验现象可以得出的推论是( )
A.金原子内的质量是均匀分布的
B.金原子内的正电荷和负电荷是均匀分布的
C.金原子内有体积很小,质量远大于α粒子的核
D.金原子核内含有质子和中子
C [A.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,说明原子内部绝大部分空间是空的,故A错误;B.若原子内的正电荷和负电荷是均匀分布的,则不只是少数α粒子发生偏转,而是大多数发生偏转,故B错误;C.少数α粒子发生了较大的偏转,原因是α粒子在运动中途经原子核附近时,受到斥力,能说明金原子内有体积很小,质量远大于α粒子的核,故C正确;D.通过上述实验,能说明原子核位于原子中心,质量主要集中在原子核上,但不能说明金原子核内含有质子和中子,故D错误。]
11.下列各微粒:①H3O+、NH、Na+;②OH-、NH、F-;③O2-、Na+、Mg2+;④CH4、NH3、H2O,具有相同质子数和电子数的一组是( )
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
B [①H3O+、NH、Na+各有11个质子和10个电子;②OH-、NH、F-各有9个质子和10个电子;④CH4、NH3、H2O各有10个质子和10个电子。]
12.下列说法中不正确的是( )
①质子数相同的微粒一定属于同一种元素 ②同位素的性质相同 ③质子数相同,电子数也相同的两种微粒,不可能是一种分子和一种离子 ④电子数相同的微粒不一定是同一种元素 ⑤一种元素只能有一种质量数 ⑥某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数 ⑦Cl2中35Cl与37Cl的原子个数之比与HCl中的35Cl与37Cl的原子个数之比相等
A.②③⑤⑥⑦ B.①②④⑤
C.①②⑤⑥ D.③④⑥⑦
C [质子数相同,电子数也相同的微粒不一定是同一种元素,如H2O与Ne,①错误,④正确;一种分子和一种离子,如果质子数相同,则它们的电子数一定不同,③正确;同位素原子质子数相同,化学性质基本相同,但其质量数不同,故物理性质不同,在自然界中其原子个数比不变,②错误,⑦正确;质量数是针对某种核素即某个原子而言,而不是针对元素而言的,因一种元素往往有几种同位素,它们的质量数各不相同,⑤⑥错误。]
13.科学家发现氢元素有三种同位素原子。
(1)分别写出它们的名称:________、__________、________。
写出用作制造氢弹原料的同位素原子 ________。
(2)已知氯有两种常见同位素原子35Cl、37Cl,氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有________种。
(3)质量相同的HO和DO所含质子数之比为______,中子数之比为________。
解析: (1)熟记氢的三种同位素的符号、名称及俗称。(2)氯化氢有H 35Cl、H 37Cl、D 35Cl、D 37Cl、T 35Cl、T 37Cl;但H 37Cl与T 35Cl的相对分子质量相同,所以相对分子质量有5种。(3)设质量都为1 g,HO与DO的质子数之比为∶=10∶9,中子数之比为(×8)∶(×10)=8∶9。
答案: (1)氕 氘 氚 H、H(或D、T) (2)5
(3)10∶9 8∶9
14.用X表示原子:
(1)中性原子的中子数:N=________。
(2)阳离子的中子数:AXn+共有x个电子,则N=________。
(3)阴离子的中子数:AXn-共有x个电子,则N=________。
(4)中性分子或原子团的中子数:12C16O2分子中,N=________。
(5)A2-原子核内有x个中子,其质量数为m,则n g A2-所含电子的物质的量为________。
解析: (1)N=A-Z。
(2)x=Z-n,故N=A-Z=A-x-n。
(3)x=Z+n,故N=A-Z=A-x+n。
(4)N=(12-6)+2×(16-8)=22。
(5)A2-的摩尔质量近似为m g·mol-1,质子数为m-x,故所含电子数为m-x+2,含电子的物质的量为(m-x+2)mol。
答案: (1)A-Z (2)A-x-n (3)A-x+n (4)22 (5)(m-x+2) mol
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