高中化学竞赛题原子结构.docx
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高中化学竞赛题原子结构
中学化学竞赛试题资源库——原子结构
A组
．原子核内的质子数决定了
A原子的质量数B核外电子数C核电荷数D核内中子数
．元素的种类和原子的种类
A前者大B后者大C相等D不能确定
．符号
Cl中左上角的“35”代表
A元素的质量数B同位素的质量数
C元素的平均原子量D元素的近似原子量
．核内质子数不同，核外电子数相同的两种微粒，它们可能是
A同种元素的两种离子B同种元素的原子和离子
C不同元素的离子D不同元素的原子
．核外电子数相等的两个原子，它们之间的关系是
A质量数一定相等B互称为同位素
C一定是同种原子D分别组成的单质，物理性质一定相等
．用化学方法不能实现的是
A生成一种新分子B生成一种新离子
C生成一种新核素D生成一种新单质
．两种微粒的质子数和电子数都相等，它们不可能是
A一种阳离子和一种阴离子B一种单质分子和一种化合物分子
C一种分子和一种离子D一种原子和一种分子
．道尔顿的原子学说曾经起到很大作用。
他的学说中，包含有下述三个论点：
①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。
从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的是
A只有③B只有①、③C只有②、③D有①、②、③
．下列关于原子的几种描述中，不正确的是
A18O与19F具有相同的中子数B16O与17O具有相同的电子数
C12C与13C具有相同的质量数D15N与14N具有相同的质子数
．下列有关原子的叙述中，正确的是
A保持物质化学性质的最小微粒B构成物质的最小微粒
C不能再分的最小微粒D化学变化中的最小微粒
．下列有关阳离子的说法中错误的是
①阳离子都是由金属原子失去电子而形成的②非金属原子也能形成阳离子
③合阳离子的物质一定含有阴离子④阳离子都是稳定结构，不会再失去电子
A①②④B②③④C①②③D①③④
．元素R核电荷数为16，原子的质量数32，则R离子应包含
A16e－、16Z、16NB18e－、16Z、16N
C18e－、18Z、16ND16e－、16Z、18N
．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对
Th的原子来说
Ax＝90y＝90z＝234Bx＝90y＝90z＝144
Cx＝144y＝144z＝90Dx＝234y＝234z＝324
．分析发现，某陨石中含有半衰期极短的镁的一种放射性同位素28Mg，该同位素的原子核内的中子数是
A12B14C16D18
．居里夫人发现了放射性元素镭（
Ra），该元素含有的中子数为
A88B138C226D314
．我国首座秦山核电站所用的核燃料是铀－235的氧化物话
UO2，1mol此氧化物所含有的中子数目是阿伏加德罗常数的
A143倍B243倍C151倍D159倍
．我国科学工作者在世界上首次发现铂的一种新同位素
Pt，下列说法正确的是
A
Pt的相对原子质量为202B
Pt的原子质量为202
C铂元素的质量数为202D
Pt的原子核内有124个中子
．据最新报道，放射性同位素钬
Ho可有效地治疗肝癌。
该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是
A32B67C99D166
．最新科技报导，美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢微粒，这种微粒是由3个氢原子核（只含质子）和2个电子构成，对这种微粒，下列说法正确的是
A是氢的一种新的同素异形体B是氢的一种新的同位素
C它的组成可用H3表示D它比一个普通H2分子多一个氢原子核
．2001年初，利用制造原子弹的核废料238U（原子序数为92）制成的贫铀弹在欧洲闹得沸沸扬扬。
下列有关238U的说法，不正确的是
A238U具有放射性B238U的原子质量约为12C的238倍
C238U原子核内有146个中子D238U是U元素的一种同位素
．97年伊始，我国宣布在世界上首次合成
Gd（钆），这是原子核物理领域中的重要成果。
下列叙述中，正确的是
AGd元素的相对原子质量是135B其原子的质量是12C质量的135倍
C其中子数是71D其核外电子数是71
．2004年2月1日俄罗斯和美国同时宣布，成功合成了113和115号新元素。
已知115号元素的一种核素为289X，下列有关113号、115号元素的有关叙述正确的是
A113号元素位于周期表第八周期
B该115号的元素的这种核素中，中子数与电子数之差为174
C该115号元素原子与碳－12原子质量之比为115︰12
D115号元素可显＋5价
．已知某非金属元素R的气态氢化物的分子式为RHm，它的最高价氧化物对应的水化物的分子中有b个氧原子，则这种酸的分子式为
AH2b－8＋mRObBH2b－8－mRObCH8－m－2bRObDHm＋8＋2bROb
．在以下四种物质中①28g一氧化碳（
C
O）②28g氮气（
N2）③26g乙炔（
C2
H2）④28g硅（
Si），所含微粒数相同的是
A分子数B原子数C中子数D电子数
．下列说法中，正确的是
①金刚石、石墨是碳的两种同位素②金刚石、石墨是碳的两种单质
③金刚石、石墨是碳的两种元素④金刚石、石墨互称为碳的同素异形体
A只有④B只有②④C只有①②D只有③④
．由相同的两种元素组成的四种粒子，1mol粒子内质子数分别是9NA、10NA、11NA、18NA（NA表示阿伏加德罗常数），则这四种粒子的化学式分别是、、、____（依上述顺序）
．已知A、B、C、D可形成多种化合物，若A、B、C、D的原子个数比为4︰1︰2︰1，则该化合物的分子式为；该化合物是一种常见的化肥，通常称为；若A、B、C、D原子个数比为7︰2︰1︰2，且化合物分子量为77，该化合物既能与盐酸反应，又能与烧碱反应，则它的名称为。
B组
．法国里昂的科学家最近发现一种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”。
下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是
A该粒子不显电性B该粒子质量数为4
C在周期表中与氢元素占同一位置D该粒子质量比氢原子大
．“原子结构模型”是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。
人们对原子结构的描摹，按现代向过去顺序排列为：
电子云模型、玻尔原子模型、卢瑟福原子模型、原子模型、原子模型。
则横线内两位化学家是
A阿伏加德罗、汤姆生B道尔顿、拉瓦锡
C舍勒、普利斯特里D汤姆生、道尔顿
．核磁共振（NMR）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。
已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象。
试判断下列哪组原子均可产生NMR现象
A18O31P119Sn
B27Al19F12C
C元素周期表中ⅢA族所有元素的原子
D元素周期表中第三周期所有元素的原子
．以mD、mP、mN分别表示氘核、质子、中子的质量，则
AmD＝mP＋mNBmD＝mP＋2mNCmD＞mP＋mNDmD＜mP＋mN
．自英国科学家狄拉克提出反粒子存在的预言，人类开始在茫茫宇宙中寻找反物质的例证。
后又聚焦于反物质的合成研究。
1997年人类首次合成了9个反氢原子。
2002年是人类合成反物质的丰收年，合成了5万个反氢原子，也是对狄拉克诞辰100周年祭典的一份厚礼。
你认为反氢原子的组成应该为
A由1个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成
B由1个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
C由1个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成
D由1个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
．分子和离子都是微观粒子，1996年，科学家终于在宇宙深处发现了早在30年前就预言应当存在的一种微粒，这种微观粒子由3个氢原子核和2个电子组成，它的化学式是。
．揭示原子内部结构的奥秘，有助于理解我们所处的物质世界。
a
b
c
d
e
f
g
元素周期表（短周期局部）
（1）右表中元素f的氢化物的电子式是__________，此氢化物的热稳定性比元素g的氢化物的热稳定性________（填“强”或“弱”），元素f和g的性质有一定的变化规律，与其原子结构有关。
（2）某元素原子共有3种能量不同的电子，核外电子占有的轨道总数是4个，该元素是_______（填编号）。
该元素有多种同位素，在科学上均有重要的应用，任写出其中一种用途_________________________________________。
（3）α粒子是_________（填编号）原子所形成的一种离子，1909年，卢瑟福等人用α粒子做了著名的实验，从而提出原子结构的行星模型，下列选项中能正确表示这种模型的是_____________。
ABCD
（4）古代哲学家们也形成了不少有关物质构成的观点。
例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子则认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。
惠施的观点可用下图表示：
……
请你用相同的图示方法表示墨子的观点：
___________________。
．现有aA、bB、cC、dD、eE五种短周期元素，它们都是生命体不可缺少的重要元素已知它们的原子序数有如下关系：
a＋b＝c，a＋c＝d，c＋d＝e，B、D、E都有多种同素异形体。
B的化合物种类与A的化合物种类何者更多，目前学术界还有争议，但有一点是肯定的，那就是没有第三种元素的化合物种数会超出它们。
根据以上信息回答下列有关问题：
（1）请比较B2A4、C2A4、E2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序。
（2）从给定的元素中选出若干种组成化合物，写出相对分子质量最小的离子化合物的化学式；
（3）从题中元素为选择对象，写出不少于三种炸药的化学式或名称。
、、。
（4）有人设想某种分子式为C4N4O8的物质（该物质中同种原子的化学环境完全相同）是一种威力极强的炸药，请推测它的结构简式。
．目前，科学家正在设法探寻“反物质”。
所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反。
2002年9月20日，欧洲核子研究中心成功制造出约5万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。
试回答：
（1）科学家制造出的反氢原子的质量数为，电荷数为。
（2）一对正、负电子相遇发生湮灭，转化为一对频率相同的光子，已知电子质量为0.9×10－30kg，那么这对电子湮灭时释放的能量是J，这两个光子的频率约为Hz。
（保留2位有效数字，普朗克常数h＝6.63×10－34J·s）
（3）反物质酸碱中和反应的实质可表示为：
．目前，科学家正在设法探寻“反物质”。
所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反。
试回答：
（1）若有反α粒子，它的质量数为，电荷数为。
（2）如果有该反α粒子轰击反12C原子，得到反H原子，写出该核反应方程式：
（3）一对正、负电子相遇发生湮灭，转化为一对频率相同的光子，已知电子质量为0.9×10－30kg，那么这两个光子的频率约为Hz（保留2位有效数字）。
（4）反物质酸碱中和反应的实质可表示为。
C组
．将下列用波长表示的电磁波换算成频率
（1）0.10nm；
（2）5000Å；（3）4.4μm；（4）89m；（5）562nm。
．
（1）如果每个原子发生跃迁后都产生1Hz的辐射，那么1mol原子参与跃迁所引起的能量变化是多少？
（2）对于任意给定的光子，求出波长（nm）与能量（eV）之间的换算关系？
．在光电效应中，吸收体每吸收一个光量子就发射一个电子。
发射电子的能量应等于被吸收光子的能量减去能够引起光电效应所需的最大波长光量子对应的能量。
已知引起金属铯发生光电效应的光量子的临界（最大）波长为660nm，若用400nm的光照射铯，试计算发出的光电子的能量为多少？
．已知当气态碘分子吸收波长至少为499.5nm的光时离解成为单个的碘原子。
如果每个I2分子吸收1个光子，试计算在此光化学反应中离解I2分子需要供给的能量是多少（kJ/mol）？
．在一个充满汞蒸气的管子中用4.64V的电压加速一束电子，并有部分电子的能量被汞蒸气吸收。
电子的能量变化发生在汞原子的内部，同时发射一定频率的光波。
如果入射电子的全部能量都转化成光，求算发射光的波数？
．在电子衍射实验中，用10kV的电势差加速一束电子。
试求这一电子束的波长为多少？
．重氢（2H）的Rydberg常数为109707cm－1。
试计算：
（1）重氢吸收光谱中最短波长的吸收谱线？
（2）重氢的电离能？
（3）重氢的前三个Bohr轨道半径？
．
（1）如果忽略折合质量效应，He＋光谱的哪种跃迁与氢原子的第一Lyman跃迁（n＝2到n＝1）的发射波长相同？
（2）计算He的第二电离能？
（3）求算He＋的第一Bohr半径？
．将下列电磁波的频率换算成波长（以m为单位）：
（1）电视台播放的低倍率信号的频率为55MHz，
（2）电台的调幅信号的频率为610kHz，
（3）一台微波炉的工作频率为14.6GHz。
．金属钨的临阈频率为260nm。
（1）将此波长的光子能量换算成J或eV？
（2）试求用波长为多少的光照射钨所产生的光电子的能量是220nm光照射所得光电子能量的2倍？
．O2经历光化学过程分解成为一个正常氧原子和一个能量比正常氢原子高1.967eV的高能氧原子。
已知O2被分解成为两个正常氧原子的过程需要498kJ/molO2，试求欲实现O2的光化学分解所需光的最大波长为多少？
．已知钠蒸气灯光谱中的主黄线的波长为590nm，求算在含有钠蒸气的电子管中欲激发产生黄色发射谱线所需加速电势差最小应为多少？
．利用本章给出的公式及相关数据，求算氢原子的第一Bohr轨道半径ao？
．欲获得波长为0.0256nm的一束电子，所需的加速电势差为多少？
．在电子自旋共振（ESR）技术中各自旅态之间的能量差很小，约为1×10－4eV数量级，比可见光（约为3eV）还要小。
求ESR技术中所涉及电磁波的波长为多少
．欲获得波长为0.0050nm的一束质子，所需的加速电势差为多少？
．Li2＋的Rydberg常数等于109729cm－1。
（1）计算在常温下（指所有的离子均处于基态）Li2＋的吸收光谱的长波一侧的极限是多少？
（2）在可见光区（400～750nm）Li2＋光谱中波长最短的发射谱线是哪条？
（3）计算基态Li2＋的轨道半径？
（4）计算Li2＋的电离能？
．由实验测得Li的第一电离能为5.363eV。
假设被电离的L层（n＝2）电子是处于有效核电荷Z有效的中心力场中，求Z有效等于多少？
．把1个原子质量单位（u）化为千克（kg）。
．Rutherfordα粒子散射实验说明了什么？
．测量电子电荷的实验中，油滴带电量如下（任意单位）：
－1.60×10－19一2.4×10－19－4.0×10－19
从上可得到的电子电量为多少？
．一电子和一具有＋1.0C电量的物体相距2.0m，试计算它们之间的相互吸引力。
已知电子电量为－1.6×10－19C
．钠离子和氯离子由无限远处移至相距2.76A（形成氯化钠晶体的最小距离）释放出的能量为多少？
1A＝－I×10－10m。
设离子为点电荷，每一个的带电量为1.60×10－19C（电子电荷）。
．哪一个实验否定了Thomson原子模型？
Thomson原子模型认为原子是正负离子的混合体。
．电子电量为－4.8×10－10esu。
求质子的带电量为多少？
氦原子核的电量为多少？
．计算相距2.00cm的两物体之间的作用力，已知带电量均为1.0×10－5C。
．两个1.0g碳片相距1.00cm，具有等量异号电荷，碳片间的作用力为1.00×10－5N。
计算过量的电子与带负电碳片上总原子数比率。
．计算将带1.0×10－10C负电的粒子从无限远处移至下列各点所需的能量：
（1）距带1.0C负电荷物质1.0cm处；
（2）距带0.IC负电荷物质0.10cm处；
（3）从
（1）中位置移至
（2）处中位置；
（4）如果第一个物体带正电，
（1）的答案为多少？
．
（1）将一带负电荷的物体从距另一带负电荷的物体3.0cm处移至2.0cm处，所需要的能量是否比从20cm处移到1.0cm处多？
试解释。
（2）将一个带电物体从两个平行圆盘连线中点处向带正电的圆盘移动1.0cm，然后从该位置再向带正电的圆盘移动1.0cm，是否前者所需的能量大？
试解释。
．在下列情况下是否存在磁场效应？
（1）磁场中的静电荷；
（2）在磁场中移动的电荷。
．列出至少四种区别阴极射线和阳极射线的方法。
．为什么阳极射线的荷质比取决于排出管中的剩余气体？
为什么所有阴极射线的荷质比都相同？
．计算NaCl样品中原子核的质子数与钢原子数的比率。
需要知道样品大小，样品中总原子数，样品中总质子数吗？
为计算电子荷质比，需要知道电子的质量或电荷数吗？
什么条件下施加于阳极射线管的磁场强度和电子强度能够确定电子的荷质比？
．一个电子伏能量足够在1V的势场中移动一个电子电荷（c）。
将这一能量分别用
（1）J，
（2）kcal/mol，（3）kg/mol表示。
．在油液实验中，有一系列油滴带电量为（任意单位）：
2.30×10－15，6.90×10－15，1.38×10－14，5.75×10－15，3.45×10－15，1.96×10－14。
由此计算电子的电量。
．假设油不挥发，在真空设备中进行Millikan油滴实验行吗？
试解释。
．油滴实验中，观察到油滴的最终速率为1.00mm/s。
已知油的密度为0.850g/cm3，空气的粘度（η）为1.83×10－5N·s/m2。
试计算油滴的质量和半径。
．虽然α粒子具有较大的电量，在电场中β粒子的偏转大于α粒子，试解释之。
．核半径（cm）可用R＝1.4×10－13A1/3表示，A为原子的质量数。
计算210核的半径。
．镁和铬的X射线Ka序列的波长分别为9.87和2.29人运用此数据计算Moselev方程中a，b的常数值，并预测此序列中氯和钢的X射线波长值。
．求具有下列波长的光的频率：
（1）1.0Å；
（2）5000Å；（3）4.4µm；（4）89m；（5）562nrn。
．
（1）每摩尔原子从原子基态跃迁到1Hz的激发态伴随的能量变化为多少？
（2）电子伏和能量相同的光子波长（urn）之间的关系是什么？
．分别以
（1）J每光子；
（2）kcal每摩尔光子；（3）kJ每摩尔光子表示的1.00cm－1能量单位的能量为多少？
．一束光的波长为24.0µm。
（1）波长用厘米表示为多少？
（2）它的频率为多少？
（3）它的波数为多少？
（4）其中一个光子的能量为多少？
．波长为4000Å的光，若能量为1.00J，有多少光子？
．计算波长最长的可见光和波长最短的可见光的
（1）波长；
（2）波数；（3）以J/mol表示的能量；（4）以ergs/光子表示的能量；（5）频率；（6）以kcal/mol表示的能量。
．下列与光有关的性质和现象哪些属于波动性，哪些属于粒子性？
（1）光的散射；
（2）光的干涉；（3）光电效应；（4）E＝mc2；（5）E＝hγ
．紫外光的光子和绿光的光子哪一个的能量大？
．波长为7000Å的光中多少光子能量为1.00J？
．表的秒针每小时转60圈，其周期（一圈需要的时间）为多少？
频率和周期之间的关系是什么？
它们的单位之间的关系是什么？
．用分光镜观察透过钠蒸气的白光，观察到的光谱上在5890Å处存在黑线。
试解释此现象。
．以声波为例用通俗的语言描述介质干涉，速度，振幅，频率。
解释为什么声源面对你时音调偏高，声源与你反向时音调偏低？
．碘蒸气分子吸收波长小于4995Å的光以后，离解为分散的原子。
如果一个I2。
分子吸收一个量子，求此光化学过程离解I2所需最小能量（kcal/J）为多少？
．在电势差为100V和1000V的电场中运动的电子，其德布罗意波长分别是多少？
．求波长，用所要求的单位表示：
（1）55MHz（波长单位：
米）；
（2）1000Hz（波长单位：
厘米）；（3）7.5×1015Hz（波长单位：
埃）。
．测量绿色植物光合作用的量子效率，发现合成1分子氧气需要8个波长为6850Å的红光量子。
已知光合作用过程中合成1摩尔氧气储存的平均能量为112kcal，求此实验中的能量转换效率为多少？
．光化学离解O2得到1个普通氧原子和1个能量比普通氧原子高1．967eV的氧原子离解lmolO2得到2个普通氧原子需要498kJ能量。
求用于光化学离解O。
的光最波长为多少？
．叶院黄素染料溶于水中，最大吸收光的波长为4530Å，最大的荧光发射光波长）5080Å。
平均荧光量子数为吸收量子数的53％。
求使用最大吸收和发射波长，多少回收的能量以荧光的形式散射？
．钠蒸气灯光谱中一道显著的黄线波长为590nrn。
含钠蒸气的电子管中激发到此线要的最小加速势能为多少？
．区分：
（1）质子和光子；
（2）光子和量子。
．波长为人的光以强度X照射到金属上，金属每秒发射出Y个平均能量为Z的光电子如果：
（1）λ减半；
（2）X加倍，那么Y和Z各有什么变化？
．从金属X中激发电子需要能量为E＝3.31×10－20J。
可用于从金属X中激发电子的光最大波长为多少？
．金属银的频率阈值γ0为1.13×1017Hz。
用波长为15Å的紫外光照射该金属产生的光电子最大动能为多少？
．用频率为3.2×1016Hz的光激发某金属散射出的光电子的动能为同样的金属用频率为2.0×1016Hz的光激发的动能的2倍。
计算金属的γ0值。
．紫外光的一个光子可激发某金属表面的电子。
当同样的金属表面用2个与紫外光具有同样能量的红光的光子激发，没有光电子产生。
用Einstein光电效应解释这一事实。
．在光电效应实验中，用频率为3.0×1015Hz的光激发金属产生的电子最大动能为7.5×10－18J，计算金属的γ0值。
．频率为3.0×1015Hz的光照射在频率阈值为1.0×1015Hz的金属表面时，散射出的电子动能为多少？
．克服金属银表面和电子之间吸引力的最小能量为7.5×10－19J。
用波长为360Å的紫外光照射金属很激发出的电子的最大能量为多少？
．钨发生光电效应的极限波长为2600Å。
（1）此波长一个量子的能量为多少？
分别用J和eV表示。
（2）钨产生光电效应的动能为用波长为2200Å的光照射产生光电效应的动能的两倍的光波长为多少？
．光电效应中，吸收层吸收光量子，发射出电子。
发射电子的动能与吸收光子能量和引起光电效应的最大波长的光子的能量的差值相等。
计算用400nrn的光照射铯产生光电效应的动能。
铯产生光电效应的临界（最大）波长为660nrn。
．计算氢原子Lyman线系的第一线和光谱限的波长。
．指出Bohr能量表达式中各参数的意义：
En＝－k2
．计算氢原子第一Bohr轨道半径。
．计算氢原子第一Bohr轨道电子能量。
．原子第一Bohr轨道半径a0为5.29×10－11m，用自由空间介电常数值代替Coulomb定律常数后，a0值为多少？
．如
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