中學(xué)化學(xué)競賽試題資源庫——核化學(xué)

1、8 / 8中學(xué)化學(xué)競賽試題資源庫一一核化學(xué)組1 .美國科學(xué)家將兩種元素鉛和氟的原子核對撞，獲得了一種質(zhì)子數(shù)為、中子數(shù)為的 超重元素，該元素原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是2 .歐洲科學(xué)家小組將和經(jīng)核聚合并緊接著釋放出一個(gè)中子而產(chǎn)生了第號(hào)元素的一種 同位素，該同位素的中子數(shù)是3 .美國科學(xué)家用高速紅離子轟擊鉛靶，獲得了號(hào)元素的原子，這種原子里的中子數(shù) 比核外電子數(shù)多，則它的質(zhì)量數(shù)為4 .放射性的一個(gè)原子經(jīng)過次衰變（每次衰變都放出一個(gè)相同粒子）后，得到比較穩(wěn) 定的第號(hào)元素鑲（）的含個(gè)中子的核素。下列說法中正確的是每次衰變都放出一個(gè)笊原子 153 最終得到核素的符號(hào)是 100和都是主族元素上述和原

2、子核中中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之差相同5 .年月日，俄國杜布納實(shí)驗(yàn)室宣布用核反應(yīng)得到了兩種新元素和是用高能撞擊243靶得到的。經(jīng)過微秒，發(fā)生 衰變，得到。然后連續(xù)發(fā)生次 衰變，轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量數(shù)為的 元素的同位素。則下列對的表示正確的是2682752682681131091071056.在核反應(yīng)方程式是中子，=是質(zhì)子，=235190 + 136 +中92 丁 038 丁 54 丁丁是中子,是質(zhì)子,7 .本題中用大寫字母代表原子核。經(jīng) 久衰變成為，再經(jīng)3衰變成為，再經(jīng) a衰變成 為。上述系列衰變可記為下式：另一系列衰變?nèi)缦拢?一匕 一3 3 3 %已知是的同位素，則是的同位素，是的同位素是的同位素，是的同位素是

3、的同位素，是的同位素是的同位素，是的同位素 一一.2324 .8 .舸系元素牡（）原子可蛻變?yōu)榱硪辉氐脑?，并釋放?a粒子，90Th -+ 2a , 關(guān)于元素的下列推論正確的是的硫酸鹽難溶于水是超鈾元素，具有放射性的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物呈酸性單質(zhì)不能與水反應(yīng)9 .迄今為止合成的最重的元素是號(hào)元素，它是用70Zn高能原子轟擊20；Pb的靶子,使鋅核與鉛核熔合而得，每生成一個(gè)號(hào)元素的原子的同時(shí)向外釋放出一個(gè)中子。下列說法 錯(cuò)誤的是號(hào)兀素是金屬兀素號(hào)元素位于第七周期第四主族科學(xué)家合成的號(hào)元素的原子的中子數(shù)為號(hào)元素為放射性元素 閱讀以下材料，完成下面題年月，人類合成超重元素的努力豎立起了一個(gè)新

4、的里程碑，美國勞侖斯一柏克萊國家 實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)導(dǎo)人，核化學(xué)家.宣布，在該實(shí)驗(yàn)室的英寸回旋加速器上，研究者用高能；Kr離子轟擊28；Pb靶，氟核與鉛核融合，放出個(gè)中子，形成了一種新元素；微秒后，該元素 的原子核分裂出個(gè)“-粒子，衰變成另一種新元素；微秒又釋放出一個(gè)a -粒子，形成另一種新元素的一種同位素。 新元素是在年末，俄美科學(xué)家小組用248Ca核轟擊29；Pu靶時(shí)得 到的。10 .人們發(fā)現(xiàn)新元素、的時(shí)間先后順序?yàn)?1 .人們發(fā)現(xiàn)的新元素的原子序數(shù)為12 .在年月得到的元素的一種同位素的原子核中中子數(shù)有13 .下列有關(guān)元素性質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是元素的單質(zhì)是固體元素是金屬元素元素具有放射性元素具有類似

5、鹵素的化學(xué)性質(zhì)14 .最近有人用高能核轟擊248核，發(fā)生核合成反應(yīng)，得到新元素。研究者將與氧氣一起加熱，檢出了氣態(tài)分子，使成為研究了化學(xué)性質(zhì)的最重元素。已知的同位素如下表所示，上述核反應(yīng)得到的核素是其中之一，該核素的衰變性質(zhì)保證了其化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)獲得成功。質(zhì)量數(shù)衰艾方式釋放a粒子釋放a粒子；或自發(fā)裂變釋放a粒子；或自發(fā)裂變不詳不詳釋放a粒子；或自發(fā)裂變不詳不詳釋放a粒子（）的元素符號(hào)是。（）用元素符號(hào)并在左上角和左下角分別標(biāo)注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成的核反應(yīng) 方程式（方程式涉及的其他符號(hào)請按常規(guī)書寫）。15 . 3衰變?yōu)楹怂氐囊环N基本類型，主0- 1+0（0代表中微子）（）元素146經(jīng)三次3衰

6、變成元素的一種核素，試寫出衰變的反應(yīng)式。（）在衰變過程中有一元素能以+價(jià)離子存在于水溶液中，且具有強(qiáng)氧化性，還原產(chǎn) 物為+價(jià)離子。其+價(jià)離子的硝酸鹽和硝酸錢可按：形成一種復(fù)鹽，它常作為分析中的一 種基準(zhǔn)物質(zhì)，寫出該復(fù)鹽的化學(xué)式。（）該復(fù)鹽常用來測定某樣品中 +的含量，請寫出滴定反應(yīng)的化學(xué)方程式。16 . 0年用中子轟擊和，實(shí)現(xiàn)了把廉價(jià)的金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸬膲粝?，前者形成了穩(wěn)定的 后者形成核發(fā)生3衰變后得到，寫出以上個(gè)反應(yīng)式。（）某金屬能形成幾種氧化物，它在其中一種氧化物中的氧化態(tài)為，在另一種氧 。后者轉(zhuǎn)化為前者時(shí)失 （質(zhì)量）的氧。確定金屬種類及其氧化物。17 .年月日，俄國杜布納實(shí)驗(yàn)室宣布用核反應(yīng)得

7、到了兩種新元素和。是用高能撞擊93靶得到的。經(jīng)過微秒，發(fā)生 “衰變，得到。然后連續(xù)發(fā)生次a衰變，轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量數(shù)為的第號(hào)元素的同位素。以和的原子序數(shù)為新元素的代號(hào)（左上角標(biāo)注該核素的質(zhì)量數(shù)），寫出上述合成新元素和的核反應(yīng)方程式。18 .迄今已合成的最重元素是號(hào)，它是用70高能原子轟擊282的靶子，使鋅核與鉛核熔合而得?？茖W(xué)家通過該放射性元素的一系列衰變的產(chǎn)物確定了它的存在，總共只檢出一個(gè) 原子。該原子每次衰變都放出一個(gè)高能粒子，最后得到比較穩(wěn)定的第號(hào)元素鑲的含個(gè)中子 的同位素。（）號(hào)是第幾周期第幾族元素？（）它是金屬還是非金屬？（）你認(rèn)為它的最高氧化態(tài)至少可以達(dá)到多少？（）寫出合成元素的反應(yīng)式（注

8、反應(yīng)式中的核素要用諸如3、208等帶上下標(biāo)的符號(hào)來表示，號(hào)元素符號(hào)未定，可用表示）。19 .放射性同位素16被考古學(xué)家稱為“碳鐘”。它可以用來斷定古生物體死亡至今的 年代。此項(xiàng)研究成果獲得年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。（）宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會(huì)形成14,寫出它的核反應(yīng)方程式。（）14很不穩(wěn)定，容易發(fā)生3衰變，其半衰期年。寫出它發(fā)生衰變的方程。（）14的生成和衰變通常是平衡的，即空氣中、生物活體中14的含量是不變的。當(dāng)機(jī)體死亡后，機(jī)體內(nèi)的14含量將會(huì)不斷減少，若測得一具古生物遺骸中16含量只有活體中的,則這具遺骸死亡至今應(yīng)有多少年？20 .放射性同位素氟（；Kr ）氣，經(jīng)3衰變成鋤（3

9、；Rb）,半衰期為年，鋤最后成 固態(tài)。有一容積為的密閉容器，內(nèi)盛溫度為C,壓強(qiáng)為的純凈的氯氣。（）此容器內(nèi)氟氣的質(zhì)量是多少？（）寫出氨（85）氣的3衰變方程。（）將此容器埋入地下年后取出，加熱到C,此時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)多大？21 .大氣中含有和，的半衰期為年。由于宇宙線的作用，大氣中與含量比基本不變?；畹膭?dòng)植物體內(nèi)的與含量比與大氣的相同。當(dāng)它們死后，由于的 3衰變，與的含量不斷減 少。通過測量出土動(dòng)植物殘骸中和的含量比，可根據(jù)公式=一定出動(dòng)植物死亡的年代。其中是從動(dòng)植物死亡到測量時(shí)的時(shí)間間隔，單位為年，是出土動(dòng)植物殘骸中現(xiàn)在大氣中和 的含量比和現(xiàn)在大氣中和的含量的比值。最近國際著名雜志自然報(bào)道

10、了在河南省出土 的世界上最早的樂器一骨頭做的笛子，測得骨笛的值在和之間。（）元素屬第 周期，第 族；原子中有 個(gè)中子，有 個(gè)價(jià)電子。（）這些骨笛大約是在 年前制造的。0這些骨笛的制造年代屬于下列中國歷史的哪一個(gè)文化時(shí)期？舊石器時(shí)代新石器時(shí)代青銅時(shí)代鐵器時(shí)代（）吹奏骨笛能發(fā)聲靠的是 的振動(dòng)。（）骨笛是一種在頂端吹奏的豎笛。吹奏時(shí)，用手指封住笛孔，通過打開笛孔可以產(chǎn) 生所需要的聲音。聲波的波長等于打開笛扎到頂端的距離的四倍。設(shè)一笛孔到頂端的距離為厘米，求出相應(yīng)的聲波的頻率（已知聲速）提示：y , y組22在反應(yīng)堆中質(zhì)量為多少的釓能夠與鎘減少的中子通量相同？已知釓的截面大為。23 .銅元素能夠自發(fā)地

11、裂變：252 - 142 + 106 + 1。已知各單位核子的結(jié)合能分別為，和，則估算在這一裂變過程中所釋放出的能量為多少？24 .史蒂文瓊斯于年成功地在約實(shí)現(xiàn)低溫核聚變，成為舉世矚目的重大新聞。低溫 核聚變的奧秘就在于 科原子的應(yīng)用。所謂 科原子就是把核外電子換成帶一個(gè)單位負(fù)電荷的 科子后的笊原子。（）依據(jù)玻爾的經(jīng)典量子論，核外負(fù)粒子（如電子或 科子）的軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量必須等 于兀的整數(shù)倍。即=兀，此處為任意整數(shù)，為普朗克常數(shù)。又=（式中、分別是負(fù)粒子的質(zhì)量、軌道運(yùn)動(dòng)線速度和軌道半徑），因此，兀=。如果在基態(tài)（即=）的科原子中，科子作圓形軌道運(yùn)動(dòng)，平衡時(shí)其向心力由靜電引力提供，請導(dǎo)出這種科原子

12、半徑與核外 科子質(zhì)量之間的關(guān)系式。（）已知科子的靜止質(zhì)量=><,電子的靜止質(zhì)量=X，則科原子的半徑是笊原子半徑 的多少分之一？為什么？（） 根據(jù)你所掌握的理論，說明為什么氘氘溶合（核聚變）要在億度高溫下才能實(shí)現(xiàn)？（）為什么用科原子就可以實(shí)現(xiàn)低溫核聚變？25小題：用測定年代。是到達(dá) 島的第一批居民之一，他決定在他的花園里種植一些歐洲人喜歡的樹。他播種的確切年代已經(jīng)不知道了。若干年后，在靠近住宅的湖底發(fā)現(xiàn)有歐洲橡樹和榆樹的花粉 的沉積。同時(shí)在湖底也沉積了很少量放射性-（半衰期=）。假設(shè)歐洲橡樹和榆樹在種下的第一年就釋放出花粉。年，一個(gè)研究小組從湖底取出一塊沉積物，把沉積物切成厚的薄片，

13、檢測了花粉和放射性的存在。在測定沉積物塊時(shí)發(fā)現(xiàn)： 歐洲橡樹和榆樹的花粉直到的深處還存在。 在沉積塊的頂部的放射性強(qiáng)度為，而在深處則為。（） 是在哪一年種下歐洲橡樹和榆樹的？ 放射性是的子核之一。存在于地殼中，但由于某些原因，一定量的會(huì)通過降雨從大氣中降落，并附著在沉積物的顆粒上在湖底積存。 的衰變鏈為：（）* （穩(wěn)定）。標(biāo)有*的半衰期極短；以分鐘和天計(jì)。（）試解釋在衰變鏈的哪一步能夠說明，既然母核只在地殼中存在，那么，怎么會(huì)在雨水中最后產(chǎn)生的呢？從下面選擇一個(gè)答案。小題：醫(yī)用放射性核素的分離。可用于淋巴肉瘤的檢查。 它常用高能質(zhì)子轟擊一（>%）靶制得。一在天然鋅中占, 在轟擊結(jié)束后過，用

14、陽離子交換樹脂吸附，把和其他的核素淋洗下來，而把留在交換柱上。放射性核素一一一（一的子核）一一一一一在核醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，一和一半衰期是符合要求的，因而需要從洗脫液中將它們分離出來。分配系數(shù)是金屬離子在離子交換樹脂上和洗脫液之間分布的量度。對于給定的離子交 換樹脂和洗脫液，的定義如下：=每樹脂的放射活性每洗脫液的放射活性對于兩種金屬離子的理想分離來說，它們的分配系數(shù)值的差別至少要大于才行。（）洗脫液經(jīng)蒸干后將殘?jiān)匦路稚⒃谏倭葵}酸的甲醇溶液中，負(fù)載到一個(gè)陰離子 交換樹脂上。應(yīng)用下圖給出的分配系數(shù)，選擇淋洗一和一適用的溶劑體系（在前面的空格 里填寫自然數(shù)，數(shù)字越小表示該體系越好） 。金屬離子在陰離子交

15、換樹脂和各種不同濃度的鹽酸的%甲醇溶液中的分配系數(shù)（請注意的值大于）鹽酸濃度（）金屬離子在陰離子交換樹脂和不同濃度的鹽酸的%異丙醇溶液中的分配系數(shù)I :%甲醇除去一然后再加%異丙醇%異丙醇除去-然后再加除去一%甲醇除去一然后再加%異丙醇除去-然后再加%異丙醇 除去%異丙醇隨后除去一%異丙醇 除去甲醇 除去一然后再加%異丙醇除去-然后再加%異丙醇 除去（）在分離出相關(guān)核素后，某些長半衰期放射性核素會(huì)干擾-或-或-的醫(yī)用。請指出下面每一種說法是正確的（記為）還是錯(cuò)誤的（記為）。正確的可能不只一種。正確錯(cuò)誤可能作為一的污染物們存在會(huì)干擾一的醫(yī)用會(huì)干擾一的醫(yī)用會(huì)干擾一的醫(yī)用會(huì)干擾一的醫(yī)用（）如果在-、

16、-或-中存在放射性雜質(zhì)，可用一些方法減少放射性雜質(zhì)的量。請指 出下面每一種說法是正確的（記為）或者是錯(cuò)誤的（記為）。正確的可能不只一種。正確錯(cuò)誤在分離-前除去-在分離前從靶材料中把分離出來在轟擊結(jié)束后立即分離放射性核素在分離-之前讓-衰變掉（）如果用高能質(zhì)子來轟擊天然鋅而不是轟擊-，請指出下面每一種說法是正確的（記為）或者是錯(cuò)誤的（記為）。正確的可能不只一種。正確錯(cuò)誤的產(chǎn)量增加倍的產(chǎn)量減少倍的產(chǎn)量減少，而一、一、一、一產(chǎn)生的污染增加一的）里減少，而一、一、一、一產(chǎn)生的污染小艾參考答案()1 A2 C3 A4 D5 D6 B7 B8 A9 B、C10 D11 D12 B13 D14 (1) Hs

17、(2) 2；Mg + 248cm = 208 Hs+5n15 (1) 146A - 149B+ ；e+30v(2) (NH 4)2Ce(NO3)6(3) Ce4+ Fe2+= Ce3+ Fe3+ 1961197019811990199199016 80 Hg+ °n- 79 Au + 由e 8。Hg + 0 n- 79 Au + 4 e 7gAu- 80Hg+e R2On + 5 - R2On+5/2O2，設(shè) R2On + 5 摩爾質(zhì)量為 X,則 0.361X= 80(5/2O2) -1X= 221.8g - molR20n 摩爾質(zhì)量 141.8 g - mol1若 n=1X = 6

18、3.1g mol 1(Cu?)1n=2X = 55.1g m ol( Mn ?)1n= 3X = 47.1g mol(Ti?)其中只有Mn符合題意2Mn2O7-4MnO +502 T 24348288288284417 95Am +20Ca=115+3n115=113+ He70277118 30Zn + 82Pb = 112M + 0n 1411411414019 (1) 7N + °n 6C+H(2) 6c 7N+e(2)設(shè)活體中含16C的量為P0,遺骸中含量為p, 14c的半衰期為T,半衰期的數(shù)為n,則 p /p 0= 1/2n, n=3。因?yàn)?n = t/T ,所以 t=nT= 17190 年。20 (1) 1.7g(2) 86Kr - 85Rb+01e(3) 22年為2個(gè)半衰期，剩余就氣為原來的1/4,忽略掉固態(tài)鋤的體積，以速氣為研究對象：p2=0.34atm21 (1) 14C元素屬于第二周期，第IV a族，14C原子有8個(gè)中子，4個(gè)價(jià)電子(2)由 P=2T/5730 和 P= 33.7%= 2T.57得 t = 5730X 1.57=8996 年；同理，由 P=35.5%=2-1.50得t = 5730 X 1.50=8595