《原子结构第二课时》习题
1．以下是某同学画的X的原子结构示意图，其中正确的是( )
A. B. C. D.
解析：X表示质子数为8，质量数为18的X原子，根据原子的核外电子排布可知正确的示意图为C。
答案：C
2．设某元素原子核内的质子数为m，中子数为n，则下列叙述正确的是( )
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＋n)
C．若碳原子的质量为ω g，此原子的质量为(m＋n)ω g
D．核内中子的总质量小于质子的总质量
解析：只能求得该原子的近似相对原子质量，不能由此确定该元素的相对原子质量，B项错误；C项若碳原子的质量为ω g，此原子的质量应约为 g，C项错误；D项因为核内中子数与质子数相对多少不能确定，所以核内中子的总质量与质子的总质量的大小关系不能确定，D项错误。
答案：A
3．下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是( )
解析：A项表示的是Ne原子，B项表示的是Al3＋，C项表示的是Cl－，D项表示的是S2－。Ne是稀有气体元素，它及其他的稀有气体原子具有非常稳定的电子层结构，极难发生化学反应。
答案：A
4．在N层上，最多容纳的电子数为( )
A．2 B．8
C．18 D．32
解析：N层为第四层，每层上最多容纳的电子数为2n2个，则N层上最多容纳32个电子。
答案：D
5．下列说法中肯定错误的是 ( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
解析：A项，K层为第一层，最多容纳2个电子，K层上只有1个电子的原子为H原子；B项，M层上电子数若为L层上电子数的4倍时，即为32，超过最多容纳的电子数18；C项，由题意可知该离子结构示意图为，可以为K＋、Ca2＋、Cl－、S2－等；D项，有可能存在，如O2－。
答案：B
6．下列说法正确的是( )
A．所含质子数和电子数相等的微粒一定是原子
B．两种微粒如果核外电子排布相同，化学性质就一定相同
C．质量数相同的原子其化学性质一定相同
D．具有相同核电荷数的原子或单核离子一定是同种元素
解析：A项，H2O、HF、NH3、CH4所含质子数和电子数均相等，但不是原子；B项，Cl－只有还原性，K＋只有氧化性，Ar既没有氧化性也没有还原性，但三者粒子核外电子排布相同；C项，质量数相同的原子，其最外层电子数不一定相同，故化学性质不一定相同。
答案：D
7．(双选)核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中，不正确的是( )
A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)
B．元素X形成的单质只能做氧化剂，不能做还原剂
C．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)
D．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用
解析：由题意知元素X可能是N或Cl。若为N，核内质子数为2×22－1＝7，若为Cl，核内质子数为2×32－1＝17，故A项正确；N2和Cl2均既可做氧化剂又可做还原剂，故B项不正确；Cl－最外层8个电子，不符合2n2即2×32＝18个电子，故C项不正确；NO2、HClO等均可做杀菌消毒剂，故D项正确。
答案：BC
8．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A＜B＜C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：
(1)三种元素的名称和符号。
A________，B________，C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图。
A____________，B____________，C____________。
解析：由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，可知C应为氯元素。
答案：(1)碳C 硅Si 氯Cl
(2)
9．从某微粒的原子结构示意图中可反映出( )
A．质子数和中子数
B．中子数和电子数
C．核电荷数和核外电子层排布的电子数
D．质量数和核外电子层排布的电子数
解析：从微粒的原子结构示意图只能反映出核电荷数和核外电子层排布的电子数，而不能确切知道中子数，当然也不能确切知道该原子的质量数，A、B、D三项错误；C项正确。
答案：C
10．元素A原子的L电子层比元素B原子的L电子层少3个电子，B元素原子核外电子总数比A元素原子核外电子总数多5个，则A、B形成的化合物的化学式可能为( )
A．B2A3 B．B3A2
C．A2B3 D．BA2
解析：A原子L层比B原子L层少3个电子，所以A原子核外只有2层，L层未满；B原子电子总数比A原子多5个，所以B原子核外有3层，且M层电子数为2，L层电子数为8，B为Mg元素，所以A原子L层电子数为8－3＝5(个)，A为N元素，A、B形成化合物化学式为Mg3N2。
答案：B
11．A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，C是金属元素，A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题：
(1)写出五种元素的元素符号：A________，B________，C________，D________，E________。
(2)画出D的离子结构示意图： __________________ ________________。
(3)从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么为＋1价？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)B元素能与A元素形成两种液态化合物，写出它们的名称________、________；B元素与C元素可形成两种固态化合物，它们的化学式分别为______、______；B元素还能与D元素形成两种化合物，写出这两种化合物间转化的化学方程式________________________________________________________________________。
答案：(1)H O Na S Cl
(2)
(3)钠元素原子的最外层只有1个电子，易失去而形成最外层为8个电子的稳定结构，故表现为＋1价
(4)水 过氧化氢 Na2O Na2O2
2SO2＋O22SO3
可控制的核聚变反应——“人造太阳”
实现可控制的核聚变反应，打造一个“人造太阳”，已成为当今世界挡不住的一大诱惑。因为，这可以一劳永逸地解决人类存在的能源短缺问题。
让世人感到兴奋的是，2006年5月24日在欧盟总部布鲁塞尔，中国、欧盟、美国、韩国、日本、俄罗斯和印度7方代表共同草签了《成立国际组织联合实施国际热核聚变反应堆(ITER)计划的协定》，这意味着与此相关的科研项目将全面启动，“人造太阳”将由梦想逐步变为现实。
核聚变所需要的氢是宇宙中最丰富的元素。氢的聚变反应在太阳上已经持续了近50亿年，至少还可以再燃烧50亿年。在其他恒星上，也几乎都在燃烧着氢的同位素氘和氚。而氘在自然界取之不尽。科学家初步估计，地球上的海水中蕴藏了大约40万亿吨氘。从1升海水里提取的氘，在聚变反应中所释放的能量，相当于燃烧300升汽油。如果把自然界的氘和氚全部用于聚变反应，释放出来的能量足够人类使用100亿年。与核裂变相比，氘和氚的聚变能是一种安全、不产生放射性物质、原料成本低廉的能源。但再造“太阳”的难度也相当大。譬如，如何让聚变后产生的上亿摄氏度的等离子体，长时间内“老实地待在容器里”，使聚变反应稳定持续地进行。为了制造出这么一个“魔瓶”来，科学家们已经呕心沥血几十年，至今还没有找到一个满意的答案。因此，在ITER计划实施过程中，许多尖端的前沿课题和工程技术难关还有待各国科学家一一攻克。
中国在2003年成为ITER谈判过程中的正式成员。中国科学家参与聚变能的研究开发，对解决我国能源短缺和提高我国的高科技水平、确保可持续发展具有重要现实意义。
当今世界，人口爆炸性地增长，能源、资源危机步步逼近。这项前无古人的ITER计划，或许也是一个别无选择的计划，将为人类的生存和发展创造又一个“太阳”。虽然这个“太阳”离我们还有一段距离，有人估计需要50～100年，不过可以相信，“人造太阳”普照人间的这一天终将来临。
通过上述新闻材料的描述，你了解到“人造太阳”会给人类带来哪些益处？
答案：“人造太阳”将解决人类面临的能源、资源短缺问题，并且氘和氚的聚变能是一种安全、不产生放射性物质、原料成本低廉的能源。《原子结构第一课时》习题
1．我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素Sm与Sm的说法正确的是( )
A. Sm与Sm互为同位素
B. Sm与Sm的质量数相同
C. Sm与Sm是同一种核素
D. Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62
解析：质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素，具有一定数目的质子数和中子数的原子称为核素。Sm与Sm质量数不同，B错；Sm与Sm是不同种核素， C错；Sm与Sm的中子数不同，D错。
答案：A
2．元素的种类和核素的种类( )
A．前者大 B．后者大
C．相等 D．不能确定
解析：大多数元素都存在同位素原子，因此一种元素包含着多种核素。
答案：B
3．已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xm＋和Yn－的核外电子总数相同，则下列关系式正确的是( )
A．a＝b＋m＋n B．a＝b－m＋n
C．a＝b＋m－n D．a＝b－m－n
解析：由题意可知a－m＝b＋n?a＝b＋m＋n。
答案：A
4．简单原子的原子结构可用下图形象地表示
其中“●” 表示质子或电子，“○” 表示中子，则下列有关①②③ 的叙述正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的微粒
D．①②③具有相同的质量数
解析：该题运用图形形象地表示了原子的构成和原子核的构成，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，因此三者是氢元素的三种核素，互为同位素。同位素化学性质相同，物理性质不同。
答案：A
5. 科学家最近发现两种粒子：第一种是只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”；第二种是由四个氧原子构成的分子。下列有关这两种粒子的说法正确的是( )
A．第一种粒子核外有4个电子
B．第一种粒子质量数为4
C．O2、O3、O4互为同位素
D．O4与第一种粒子互为同素异形体
解析：第一种粒子既然只由四个中子组成，显然没有电子，A错；质量数＝中子数＋质子数＝4，B正确；O2、O3、O4互为同素异形体，C错；同素异形体是针对单质而言，D错。
答案：B
6．(双选)最近科学家制造出第112号新元素，其原子的质量数为277，是已知元素中最重的原子，关于该新元素的下列叙述正确的是( )
A．其原子核内中子数和质子数都是112
B．其原子核内中子数为165，核外电子数为112
C．其原子质量数是12C原子质量的277倍
D．其原子质量与12C原子质量之比为27712
解析：解答本题的关键是搞清楚组成原子的三种基本微粒以及他们相互之间的关系，对于原子：原子序数＝质子数＝核外电子数；质量数＝质子数＋中子数。因此质量数为277，原子序数为112即质子数(核外电子数)为112，中子数＝277－112＝165。由相对原子质量定义可推出其原子质量与12C原子质量之比为27712。
答案：BD
7．13C－NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，15N－NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，下面有关13C、15N叙述正确的是( )
A．13C与15N具有相同的中子数
B．13C与C60是同一种物质
C．15N与14N互为同位素
D．15N的核外电子数与中子数相同
解析： C、N的质子数分别为6、7，依据质量数＝质子数＋中子数可知，13C、15N的中子数分别为13－6＝7、15－7＝8，所以A、D选项错误；B选项13C是一种核素(原子)，C60是一种单质，所以错误；C选项正确。
答案：C
8．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________________________________________________________________________mol。
解析：根据“质子数＋中子数＝质量数”的关系解题。
(1)N＝A－Z。
(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的电子数为x＋n，则N＝A－x－n。
(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的电子数为x－n，则N＝A－x＋n。
(4)12C16O2分子中，N＝6＋8＋8＝22。
(5)A2－所含电子数为m－x＋2，则n g A2－所含电子的物质的量为。
答案：(1)A－Z (2)A－x－n (3)A－x＋n (4)22 (5)
9．中子数比质子数多1个的原子A，其阳离子An＋核外有x个电子，则A的质量数为( )
A．2(x＋n) B．2(x－n)＋1
C．2(x＋n)＋1 D．n＋2
解析：An＋的质子数为x＋n，中子数为x＋n＋1，质量数为2(x＋n)＋1。
答案：C
10．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同一元素的核素种数由中子数确定 ③同位素的化学性质几乎相同 ④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 ⑤Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数比与HCl中35Cl与37Cl两种核素的个数比相等
A．③ B．④ C．②⑤ D．①
解析：元素的定义中有两个要点：a.质子数相同，b.将原子定义中的“原子”改为“微粒”是错误的，如Ne与HF其质子数均为10，但二者不是同一元素，故①是错误的。同一元素的核素中质子数相同，中子数不同，显然中子数决定同一元素的核素种类，故②正确。一种分子和一种离子，如果质子数相等，它们的电子数一定不等，故④正确。同位素的质子数相同，但其质量数不同，物理性质不同，化学性质几乎相同，在自然界中其原子百分组成不变，故③⑤正确。
答案：D
11．某元素的核素X，1.11 g该核素的氯化物XCl2配成的溶液需用20 mL 1 mol·L－1的AgNO3溶液才能把Cl－完全沉淀下来，已知此核素中质子数与中子数相等，则：
(1) X的质量数A是________。
(2)37 g XCl2中所含质子的物质的量为________。
解析：(1)据Cl－～Ag＋～AgCl↓可知，1.11 g XCl2中所含Cl－的物质的量n(Cl－)＝2× 10－2 L× 1 mol·L－1＝2× 10－2 mol，n(XCl2)＝n(Cl－)＝1× 10－2 mol，则M(XCl2)＝111 g·mol－1，则X的质量数A＝111－71＝40，即X为钙元素。
(2)37 g CaCl2的物质的量n(CaCl2)＝＝ mol，所含质子的物质的量为 mol× (20＋17×2)＝18 mol。
答案：(1)40 (2)18 mol
放射性同位素与医疗
放射性同位素用于疾病的诊断，用放射性同位素标记的药物进入人体后，医务人员可以利用标记药物的放射性，
借助有关仪器从体外观察脏器功能和生化过程的变化。在疾病的形成过程中，生化变化和功能变化一般要早于组织形态的变化，因此放射性同位素广泛用于肿瘤的早期诊断。例如，用放射性同位素进行诊断可比用X光法早3～6个月发现骨癌转移。
放射性同位素用于疾病的治疗，放射性同位素能放射出α、β、γ射线，射线达到一定剂量时有杀死生物细胞的作用。通过长期的实践，科学家们选用不同种类及剂量的放射性同位素，用特殊的方法照射不同部位的肿瘤，既能杀灭癌细胞或抑制癌细胞的繁殖，又能尽量减少对人体正常细胞的损害。
思考：α射线是由α粒子组成的，它是一种没有核外电子的粒子，带有2个单位的正电荷，它的质量数等于4，由此可推断α粒子带有________个质子，________个中子。
解析：根据质子数＝核电荷数，中子数＝质量数－质子数，可知α粒子带有2个质子，2个中子。
答案：2 2
