2.3原子结构的模型 同步练习（含解析）

2.3原子结构的模型 同步练习-2023-2024学年浙教版八年级下册科学
一、单选题
1．铀-235是制造原子弹的一种原料，其原子的原子核内有92个质子和143个中子，该原子的核外电子数为（　　）
A．51 B．92 C．143 D．235
2．如图为某原子结构示意图，其中“ ”表示核外电子，则该原子含有的质子数为（　　）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
3．为了揭开原子内部结构的奥秘，1911年著名物理学家卢瑟福等人做了一个著名的“卢瑟福实验”：用一束带正电的质量比电子大很多的高速运动的α粒子轰击金箔，结果是大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向，但也有一小部分改变了原来的方向，甚至有极少数的α粒子被反弹了回来。通过这一实验现象不能够获得的结论是（　　）
A．原子核质量较大 B．原子核体积很小
C．核外电子带有负电荷 D．原子核带有正电荷
4．华南理工大学研究团队利用动态“局域柔性”框架材料，实现了在室温下对重水和普通水的有效分离。一个重水分子（2H2O）中含有的质子个数为（　　）
A．3 B．10 C．12 D．20
5．考古学家对有关遗址出土文物中用测定碳-14的含量来推测其年代。碳-14原子与碳-12原子不同的是（　　）
A．中子数 B．核电荷数 C．电子数 D．质子数
6．16O和18O是氧元素的两种同位素原子，则由16O构成的氧分子和由18O构成的氧分子，不同的是（　　）
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．氧原子个数
7．有关1840X与1940Y的说法正确的是（　　）
A．互为同位素 B．电子层数相等
C．单质是双原子分子 D．质量数相等
8．如图为原子结构模型的演变图，其中①为道尔顿原子模型，④为近代量子力学原子模型。下列排列符合历史演变顺序的一组是（　　）
A．①③②⑤④ B．①②③④⑤ C．①⑤③②④ D．①③⑤④②
二、实验探究题
9．卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验，推翻了汤姆生在1903年提出的原子结构模型，为建立现代原子理论打下了基础，但通过该实验的下述三种现象，不能获得核外电子带有负电荷的结论！图a、b、c、d四条线中，不可能是α 粒子（带正电）在该实验中的运动轨迹的是　 　。
现象1：大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来运动方向。
现象2：一小部分α粒子改变原来的运动方向
现象3：极少数α粒子被弹了回来
请你根据原子结构认识，分析以上现象原因。
现象1原因：　 　；
现象3原因：　 　。
10．
1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图：
绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
（1）大多数 α
粒子不改变原来的运动方向，原因是　 　 。
（2）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构”中的“很小的结构” 指的是　 　 。
（3）科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过 α 粒子散射实验，你认为原子结构为 右图的　 　 。
11．核事故中往往泄漏出污染物131I(具有放射性的碘原子)。为避免核辐射，需一次性口服100 mg 127I(不具放射性的碘原子)，使人体甲状腺中的碘达到饱和而不再吸收外界的碘，从而起到保护作用。
请回答下列问题：
（1）131I是一种质子数为53、中子数为78的碘原子。该原子核外电子数为　 　。
（2）131I与127I的关系是 (填字母)。
A．同种元素 B．同种物质 C．同种分子 D．同种原子
（3）假设所处的环境已受污染，通过服用加碘食盐(注：加碘食盐中的碘为碘元素)的方法能否有效起到避免核辐射的目的呢？
[查阅资料]成人每天食用食盐的质量通常为6 g，
某种加碘食盐的标签如图所示。
[问题分析]500 g该品牌食盐中，含碘的最大质量是　 　；若要使人体甲状腺中的碘达到饱和，至少需要一次性食用该品牌碘盐　 　。
[结论]日常服用加碘食盐　 　(填“能”或“不能”)起到避免核辐射的目的，原因是　 　。
（4）专家指出，服用碘片(有效成分为KI)可以治疗”131I造成的辐射，但服用碘酒(有效成分为I2)却会引起碘中毒。KI和I2性质不同的原因是　 　。
三、填空题
12．人类对原子结构的认识永无止境。请根据所学知识回答
（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数a粒子就　 　 (填“会”或“不会”)发生大角度散射。卢瑟福所说“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是　 　 。
（2）卢瑟福进行a粒子散射实验后，在分析实验结果的基础上，认为原子是“行星模型”，即原子是由原子核和核外电子构成。提出了原子核式结构。卢瑟福的这一研究过程是一个 。
A．建立模型的过程 B．得出结论的过程
C．提出问题的过程 D．验证证据的过程
13．阅读以下两则信息，回答相关问题：
（1）氟利昂曾经是一种很好的制冷剂，自1987 年国际规定禁止使用，因为氟利昂会破坏臭氧(O3)层，O3和O2的化学性质不同的原因是 　 　。
（2）自然界中含氮化合物中常见的氮元素为14N， 某位研究者用同位素示踪法做了一个实验，给绿色植物使用具有放射性15N的氮肥，人吃了这些食物，最终在人尿中检测出15N，那么14N和15N两种原子的本质区别为　 　。
14．卢瑟福核式结构模型是利用 α 粒子轰击金箔实验的基础上提出的。
（1）下列能正确反映他的实验结果的示意图是　 　（选填序号）。
（2）从原子结构模型建立的过程中，我们发现（　　）（选填序号）
A．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程
B．模型在科学研究中起着很重要的作用
C．波尔的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质
15．填写下列各组物质之间的关系（填编号字母）：
A．同种物质 B．同位素 C．同系物 D．同素异形体 E．同分异构体
（1）正丁烷和异丁烷　 　，
（2）红磷和白磷　 　，
（3）甲烷和乙烷　 　，
（4）氕、氘、氚　 　．
四、解答题
16．人类对原子结构的认识，经历了道尔顿、汤姆生、卢瑟福和波尔等提出的模型的过程。
（1）道尔顿最早提出原子的概念并认为原子是“不可再分的实心球体”，汤姆生认为原子是“嵌着葡萄干的面包”，如今发现这些观点均是　 　(填“正确”或“错误”)的。
（2）卢瑟福核式结构模型是利用a粒子轰击金箔实验的基础上提出的。下列能正确反映他的实验结果的示意图是　 　(填序号)。
（3）从原子结构模型建立的过程中，我们发现 (填序号)。
A．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程
B．模型在科学研究中起着很重要的作用
C．波尔的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质
17．如表所示为某位同学收集的一些微粒的资料，请根据表格数据回答下列问题。
粒子名称 质子数 中子数 电子数 带电性
A 14 14 14 不带电
B 26 30 24 带2个单位 正电荷
C 14 14 16 带2个单位 负电荷
D 14 16 14 不带电
（1）上述粒子中属于原子的是　 　(填字母，下同)。
（2）表格中互为同位素的粒子是　 　。
（3）比较C 与D两种粒子，其中质量较大的是　 　。
18．目前许多国家都在大力进行热核聚变自持反应堆的研究开发，并已取得了重要进展。如图为反应的示意图，“”、“”、“”表示原子中的不同微粒。
（1）仿照①②，在图中的③中画出其原子核。
（2）①②③中互为同位素原子的是　 　(填序号)；该反应　 　(填“是”或“不是”)化学反应。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【分析】根据原子中质子数＝电子数分析。
【解答】在原子中质子数＝电子数，则铀的核外电子数为92，B正确。
故选B。
2．【答案】A
【解析】【分析】根据原子中电子带负电荷，质子带正电荷，中子不带电，质子数＝电子数分析。
【解答】由图示可知，该原子核外一个电子，则核内质子数也为1；
故选A。
3．【答案】C
【解析】【分析】通过回答本题知道了原子中，原子核的体积很小，但质量很大，带正电荷，核外电子的质量很小，根据该实验的三种现象来大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向，但也有一小部分改变了原来的方向，甚至有极少数的α粒子被反弹了回来，每一种现象说明了什么问题。
【解答】A、有极少数的α粒子被反弹了回来，说明遇到了质量很大的东西，即原子核质量很大，故A正确；
B、大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向，说明原子核的体积很小，原子核外空间很大，故B正确；
C、该实验的三种现象根本不能说明核外电子所带电荷情况，故C错误；
D、一小部分改变了原来的方向，又因为α粒子带正电，所以遇到了带正电的微粒才改变了方向，故D正确。
故选C
4．【答案】B
【解析】【分析】根据分子由原子构成，氢、氧原子质子数分析。
【解答】一个重水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子质子数为1，氧原子质子数为8，则重水分子中含有质子个数为10；
故选B。
5．【答案】A
【解析】【分析】（1）元素是具有相同的核电荷数（或质子数）的一类原子的统称。
（2）原子的相对原子质量=质子数+中子数。
【解答】碳-14原子与碳-12原子都属于同一种碳元素，那么它们原子的质子数（核电荷数）应该是相同的，不同的就是里面中子数的不同，A符合题意。
故答案为：A
6．【答案】B
【解析】【分析】根据16O和18O是氧元素的两种同位素原子质子数、电子数相同，中子数不同分析。
【解答】16O和18O是氧元素的两种同位素原子，则由16O构成的氧分子和由18O构成的氧分子，质子数、电子数、氧原子个数都相同，中子数不同。
故答案为：B。
7．【答案】D
【解析】【分析】根据同位素的定义判断A，据原子核外电子排布判断B，根据质子数判断元素，根据元素判断单质的类型推断C；元素符号左上角数字的含义判断D．
【解答】解：A、具有相同质子数不同中子数的同一元素互称同位素，元素符号的左下角表示质子数，X、Y元素的质子数分别是18、19，质子数不相等，所以不是同位素，故A错；
B、X原子的核外电子排布为2、8、8，共3个电子层，Y原子的核外电子排布为2、8、8、1，共4个电子层，故B错；
C、原子序数=核内质子数，X是氩元素，其单质是单原子分子，Y是钾元素，其单质是由金属阳离子和电子构成，故C错；
D、元素符号的左上角表示质量数，X、Y元素的质量数都是40．故D正确．
故选：D．
8．【答案】A
【解析】【分析】本题考查了原子的结构和化学史，难度不大，注意基础知识的积累。
【解答】原子结构模型建立的顺序为：
①19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体；
③1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型；
②1911年英国物理学家卢瑟福（汤姆生的学生）提出了带核的原子结构模型．；
⑤1913年丹麦物理学家波尔（卢瑟福的学生）引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型；
④奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型（几率说），为近代量子力学原子模型。
故答案为：A
9．【答案】a；原子核很小，原子内部有很大空间；原子核体积很小，质量很大
【解析】【分析】根据电荷之间的相互作用分析运动轨迹的改变。
①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来运动方向，说明它们几乎没有受到原子核磁力的作用，据此确定原子核的体积大小；
②极少数α粒子被弹了回来，说明它们受到的撞击力很大，据此推测原子核的质量大小即可。
【解答】原子核带正电荷，α 粒子也带正电荷，二者之间表现性为排斥力，则α 粒子不可能被吸引而靠近原子核，那么运动轨迹错误的是a。
现象1原因：原子核很小，原子内部有很大空间；
现象3原因：原子核体积很小，质量很大。
10．【答案】（1）原子内部绝大部分空间是空的
（2）原子核
（3）C
【解析】【分析】（1） α 粒子受到原子核的排斥力而改变运动方向，且受到的排斥力越大，它的运动轨迹偏转幅度越大。根据该离子运动方向发生改变的数目，可以确定原子核排斥力的作用范围，即原子核在原子内部所占空间的大小。
（2）原子核的体积很小，但是质量却很大，几乎占有原子的全部质量；
（3）根据前面描述的原子结构分析判断。
【解答】（1）大多数 α 粒子不改变原来的运动方向，原因是：原子内部绝大部分空间是空的。
（2）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构”中的“很小的结构” 指的是原子核 。
（3）根据实验现象可知，原子内部绝大部分为空的，原子核在原子中间，所占的空间很小，故选C。
11．【答案】（1）53
（2）A
（3）25mg；2kg；不能；日常生活中，人不可能一次性食用2kg食盐
（4）构成物质的微粒不同
【解析】【分析】（1）在原子中，核外电子数=质子数=原子序数；
（2）元素是具有相同核电荷数的同一类原子的统称，根据元素的定义分析；
（3）【问题分析】根据“20~50mg/kg”计算出含碘的最大质量。含碘的质量与食盐的质量成正比，据此计算需要一次性食用该实验的质量。
【结论】将一次性食用食盐的质量与每天的食用标准进行比较即可。
（4）分子是保持物质化学性质的最小微粒，据此分析解答。
【解答】（1）131I的质子数为53，根据“核外电子数=质子数”可知，该原子核外电子数为53。
（2）根据元素的定义可知，元素的本质区别是质子数不同。131I与127I的质子数都是53，只是中子数不同，则二者为同种元素，故选A。
（3）【问题分析】根据“20~50mg/kg”可知，
500g食盐中含碘的最大质量为：
。
若要使人体甲状腺中的碘达到饱和，
至少需要一次性食用该品牌碘盐：
。
【结论】日常服用加碘食盐不能起到避免核辐射的目的，原因是：日常生活中，人不可能一次性食用2kg食盐。
（4）碘酒中的碘是由碘分子构成的，KI中的碘是碘离子，KI和I2性质不同的原因是：构成物质的微粒不同。
12．【答案】（1）不会；原子核
（2）A
【解析】【分析】（1）如果正电荷在原子内分别均匀，那么它们对a粒子 的电磁力也比较均匀，这些粒子散射的角度也会比较均匀，肯定不会出现少数发生大角度散射的情形。在原子内部，原子核所占的空间很小，但是却集中了几乎全部质量；
（2）根据实验数据进行分析，从而对原子的结构进行判断，并用一个模型来描述它，这应该是建立模型的阶段。
【解答】（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数a粒子就不会发生大角度散射。卢瑟福所说“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是原子核。
（2）卢瑟福进行a粒子散射实验后，在分析实验结果的基础上，认为原子是“行星模型”，即原子是由原子核和核外电子构成。提出了原子核式结构。卢瑟福的这一研究过程是一个建立模型的过程，故选A。
13．【答案】（1）构成两种物质的分子不同
（2）质子数相同，中子数不同
【解析】【分析】（1）根据不同种分子性质不同分析；
（2）根据同种元素的不同种原子质子数相同中子数不同分析。
【解答】（1）O3和O2的化学性质不同的原因是构成两种物质的分子不同；
（2）同种元素质子数相同，14N和15N属于同种元素，但因中子数不同，属于不同种原子；
故答案为：（1） 构成两种物质的分子不同 ；（2）质子数相同，中子数不同。
14．【答案】（1）乙
（2）A；B；D
【解析】【分析】原子不是一个实心球体，原子核体积很小，原子核外的电子质量很小，可以忽略不计，所以大多数α粒子能穿透过去，由于α粒子带正电荷，原子核也带正电荷，同性相斥，所以少数α粒子遇到原子核，就会发生偏向，由于原子的质量主要集中在原子核上，所以极少数α粒子被反弹了回来，或发生了很明显的偏向
【解答】(1)甲α粒子直接穿过原子核，错误，丙α粒子靠近原子核路径变化幅度太小，错误，只有乙满足条件；
(2)A、科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程，正确；
B、利用模型可以把一些不能直接观察到的事物或者过程呈现出来，在科学研究者作用非常大，正确；
C、波尔的原子模型建立并不是很完美，还有缺点，故错误；
D、人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质，正确。故ABD正确。
故答案为：（1）乙；（2）ABD
15．【答案】（1）同分异构体
（2）同素异形体
（3）同系物
（4）同位素
【解析】【分析】具有相同质子数，不同中子数同一元素的不同原子互为同位素；
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互为同系物，
具有相同分子式，结构不同的化合物互为同分异构体；
同种元素形成的不同单质互为同素异形体；
分子式相同、结构相同的物质为同种物质；
【解答】解：（1）正丁烷和异丁烷是具有相同分子式，结构不同的化合物，互为同分异构体；故答案为：同分异构体；（2）红磷和白磷都是由磷元素形成的不同单质，互为同素异形体； 故答案为：同素异形体；（3）甲烷和乙烷是结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团的有机化合物，互为同系物； 故答案为：同系物；（4）氕、氘、氚是具有相同质子数，不同中子数同一元素的不同原子，互为同位素；故答案为：同位素；
16．【答案】（1）错误
（2）乙
（3）A；B；D
【解析】【分析】（1）原子内部绝大部分都是空的，原子核体积很小质量很大，在原子的中间。电子在周围绕原子核高速旋转，据此分析解答；
（2）根据电荷之间的相互作用规律分析解答；
（3）根据自己对科学研究的认识分析判断。
【解答】（1）根据卢瑟福的核实结构可知，道尔顿最早提出原子的概念并认为原子是“不可再分的实心球体”，汤姆生认为原子是“嵌着葡萄干的面包”，如今发现这些观点均是错误的。
（2）a粒子带正电荷，原子核也带正电荷，根据"同种电荷相互排斥”可知，a粒子会受到原子核的排斥力而改变运动方向，即从上方经过的运动轨迹向上弯曲，从下方经过的运动轨迹向下弯曲。极少数a粒子正面撞向原子核，此时它们受到的排斥力最大，几乎沿原路返回，故选乙。
（3）A.科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程，故A正确；
B.模型在科学研究中起着很重要的作用，故B正确；
C.波尔的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了新的高度，但是距离完美还有一段距离，故C错误；
D.人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质，故D正确。
故选ABD。
17．【答案】（1）AD
（2）AD
（3）D
【解析】【分析】（1）根据原子中 质子数＝电子数分析；
（2）根据同位素是同种元素的不同原子分析；
（3）根据原子的质量主要由质子数和中子数决定分析。
【解答】（1）原子中 质子数＝电子数，上述粒子中属于原子的是A和D。
（2）同位素是同种元素的不同原子，表格中A和D质子数相同，中子数不同，互为同位素。
（3）原子的质量主要由质子数和中子数决定，C和D质子数相同，D的中子数大于C，则质量较大的为D。
故答案为：（1）AD；（2）AD；（3）D。
18．【答案】（1）
（2）①②；不是
【解析】【分析】（1）根据粒子数守恒分析解答；
（2）具有相同质子数和不同中子数的原子互为同位素原子。分子是决定物质化学性质的最小微粒，因此分子种类改变，即发生化学反应。
【解答】（1）根据图片可知，聚变前后，应该有2个 ，2个 和2个 。比较客舟，图中的③应该为2个 和2个，如下图所示：
（2）根据图片可知，①②中都只有1个质子，而中子数不同，则为同位素原子。
该反应中，变化的是原子，即元素种类发生改变，因此不是化学变化。