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人类对原子结构的认识一、选择题1．下列选项中都正确的是()①1H是一种核素②1H和D互称为同位素③2H是一种核素④1H、2H与3H各是氢的一种核素⑤1H、2H与T互称为同位素⑥1H与D、T都属于氢元素⑦所有原子核都是由质子和中子构成的A．③④⑤⑥B．①②⑦C．①②⑥⑦D．②③④⑤⑥解析：1H质子数为1，中子数不确定，故只能确定元素，不能确定核素，所以①②错误。1H原子核中无中子，⑦错。答案：A2．原计划实现全球卫星通信需发射77颗卫星，这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是19177Ir，则其中子数与电子数之差是()A．77B．114C．191D．37解析：中子数＝191－77＝114，中子数与电子数之差为114－77＝37。答案：D3．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－的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是()A．a＝b＋m＋nB．a＝b－m＋nC．a＝b＋m－nD．a＝b－m－n解析：本题主要考查原子、离子结构的有关知识。阳离子是原子失去最外层电子形成的，则其核外电子数＝质子数－阳离子的电荷数；阴离子是原子得电子形成的，则其核外电子数＝质子数＋阴离子的电荷数。而无论阴阳离子，核电荷数＝核内质子数，现与Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，则a－m＝b＋n，所以a＝b＋n＋m。答案：A4．某金属氧化物的化学式为M2O3，一个分子的电子总数为50，每个M离子含10个电子，若其中每个氧原子核内部有8个中子，M2O3的相对分子质量为102，则M原子核内的中子数为()A．14B．16C．10D．21解析：本题涉及质子、中子、质量数和相对分子质量等有关知识，解题的主要依据是原子组成中的电荷关系和质量关系。M2O3中M的化合价为＋3，其离子为M3＋，由于每个M离子具有10个电子，故M原子中含13个电子。设M原子核内中子数为x，则有质量数102＝(13＋x)×2＋16×3，x＝14。答案：A5．16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A．16O2与18O2互为同位素B．16O与18O核外电子排布方式不同C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D．标准状况下，1.12L16O2与1.12L18O2均含0.1NA个氧原子解析：本题考查阿伏加德罗常数及同位素的概念，意在考查学生的分析推理能力和实际运用知识的能力。16O和18O互为同位素，质子数相同，电子数相同，所以两者的核外电子排布方式相同，A、B选项错误；16O和18O都是氧原子，而化学变化中的最小微粒是原子，所以化学变化不能实现16O和18O间的转化，C选项错误；标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2的物质的量均为0.05mol，则所含氧原子均为0.1mol，D选项正确。答案：D6．下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A．体积相等时密度相等B．原子数相等时具有的中子数相等C．体积相等时具有的电子数相等D．质量相等时具有的质子数相等解析：同温同压下两气体体积相等，物质的量亦相等，由于两种气体摩尔质量不等，故密度不等，A项错误；12C18O中子数为16，14N2中子数为14；两分子均为双原子分子，原子数相等，则分子数相等，中子数不等，B项错误；12C18O、14N2两分子电子数均为14；两分子均为双原子分子，原子数相等，则分子数相等，电子数相等，C项正确；两种气体摩尔质量不等，等质量时物质的量不等，质子数不等，D项错误。答案：C7．下列说法错误的是()A．在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7B．Cl－的结构示意图为C．D162O中，质量数之和是质子数之和的两倍D．钠离子的结构示意图为解析：氮原子中存在不同的核素，核素的质子数相同，而中子数不同，A项正确；B项表示的是氯原子的结构示意图，错误；C项，D162O中D的质量数是2，质子数是1，16O的质量数是16，质子数是8，D162O中质量数之和是2＋2＋16＝20，质子数之和是1＋1＋8＝10，正确；D项的结构示意图中核内质子数比核外电子数多1，表示的是钠离子的结构示意图，正确。答案：B8．某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述错误的是()A．它有两种核素B．它存在两种同位素C．它的原子核内有63个质子D．它的一种同位素的核内有89个中子解析：核外电子数等于其质子数，C项正确；由于存在同位素，所以相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用152－63＝89来计算，D项错。答案：D9．下列各组微粒①H3O＋、NH＋4、Na＋；②OH－、NH－2、F－；③O2－、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O中，质子数相同，电子数也相同的一组是()A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④解析：H3O＋、NH＋4、Na＋各有11个质子和10个电子；OH－、NH－2、F－各有9个质子和10个电子；O2－有8个质子和10个电子，Na＋有11个质子和10个电子，Mg2＋有12个质子和10个电子；CH4、NH3、H2O各有10个质子和10个电子。答案：B10．下列说法不正确的是()①质子数相同的粒子一定是同一元素②质子数相同，电子数相同的两种粒子不可能是同一种分子，也不可能是同一种离子③电子数相同的粒子不一定是同种元素④一种元素不可以形成不同单质⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A．②④⑤B．①④⑤C．②③④D．①②③④⑤解析：粒子包括分子、原子、离子、质子、中子等，质子数相同、中子数不同的同一类原子是同一元素。但质子数相同，若一种是分子而另一种是原子时，则不是同一元素，如H2O、Ne，所以①不正确、③正确。离子形成的原因是质子总数与电子总数不同，当为分子时，电子数和质子数相等，整个分子不显电性；当为离子时，阳离子：质子总数电子总数，阴离子：质子总数电子总数。若分子是由同种元素的原子形成的则为单质，在各单质中虽组成元素相同，但每个分子含有的原子数不一定相同，如O2、O3；红磷、白磷等，所以②正确、④不正确。由于元素的原子还存在同位素，所以元素的相对原子质量不等于某同位素原子的相对原子质量，故元素的相对原子质量取整数值也不一定是质量数。答案：B11．已知R2＋核内共有N个中子，R质量数为A，确定mgR2＋中含有电子的物质的量为()A.m（A＋N）AmolB.m（A－N＋2）AmolC.m（A－N－2）AmolD.m（A＋N－2）Amol解析：R2＋核外电子数为(A—N—2)，mgR2＋的物质的量为mgAg·mol－1＝mAmol，mgR2＋中含有电子的物质的量为m（A－N－2）Amol。答案：C二、非选择题12．原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念。下列八种化学符号：11H、21H2、146C、63Li、2311Na、147N、73Li、2412Mg，其中(1)涉及的核素共有__________种。(2)互为同位素的是__________和__________。(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是__________和__________。(4)中子数相等，但质子数不相等的是__________和__________。解析：一种核素就是一种原子。在这八种化学符号中，21H2涉及的核素是21H，其余的七种各为一种核素的符号。同位素研究的对象是原子，这些原子属于同一种元素。63Li和73Li的核内质子数都是3，中子数分别是3和4，它们互称为同位素。11H和21H互称为同位素，但21H2是一种分子而不是原子，所以11H和21H2不互为同位素。质量数相等的是146C与147N(都是14)，但146C的质子数是6，属于碳元素，147N的质子数是7，属于氮元素，所以146C与147N质量数相等，但不能互称为同位素。2311Na、2412Mg的核内质子数分别是11和12，根据原子核内“质量数＝质子数＋中子数”可知，2311Na、2412Mg的核内中子数都是12。答案：(1)8(2)63Li73Li(3)146C147N(4)2311Na2412Mg13．有A、B、C、D、E五种单核微粒：①当A微粒失去3个电子后，电子层结构与氖原子的相同；②B微粒得到一个电子后，其电子层结构与氩原子相同；③C微粒带两个单位正电荷，核电荷数为12；④D微粒18个电子，带两个单位的负电荷；⑤E微粒不带电，原子核中只有一个质子。请回答：(1)写出各微粒的符号：A________、B________、C________、D________、E________。(2)B微粒的结构示意图______________，D微粒的结构示意图______________。解析：A微粒失去3个电子后，电子层结构与氖原子的相同，说明A微粒核外有13个电子，为铝原子；B微粒得到一个电子后，其电子层结构与氩原子相同，说明B微粒核外有17个电子，为氯原子；C微粒的核电荷数为12且带两个单位正电荷，则为镁离子；D微粒18个电子，带两个单位的负电荷，说明D的质子数为16，D微粒为硫离子；E微粒原子核中只有一个质子，为氢原子。答案：(1)AlClMg2＋S2－H