1、中学化学竞赛试题资源库核化学A组 A美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是A 57 B 47 C 61 D 293 C欧洲科学家小组将62Ni和208Pb经核聚合并紧接着释放出一个中子而产生了第110号元素的一种同位素，该同位素的中子数是A 161 B 160 C 159 D 158 A美国科学家用高速红离子轰击铅靶，获得了118号元素的原子，这种原子里的中子数比核外电子数多57，则它的质量数为A 293 B 236 C 175 D 118 D放射性Uub的一个原子经过6次衰变（每次衰变都放出一个相同
2、粒子）后，得到比较稳定的第100号元素镄（Fm）的含153个中子的核素。下列说法中正确的是A 每次衰变都放出一个氘原子B 最终得到核素的符号是FmC Uub和Fm都是主族元素D 上述Uub和Fm原子核中中子数和质子数之差相同 D2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y,X是用高能48Ca撞击Am靶得到的。经过100微秒，X发生衰变，得到Y。然后Y连续发生4次衰变，转变为质量数为268的元素Db的同位素。则下列对Db的表示正确的是 A Db B Db C Db D DbB组 B在核反应方程式UnSrXekX中A X是中子，k9 B X是中子，k10C X是质子，k9
3、 D X是质子，k10 B本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：EFGH PQRS已知P是F的同位素，则A Q是G的同位素，R是H的同位素 B R是E的同位素，S是F的同位素C R是G的同位素，S是H的同位素 D Q是E的同位素，R是F的同位素 A锕系元素钍（Th）原子可蜕变为另一元素的原子，并释放出a粒子，Z，关于Z元素的下列推论正确的是A Z的硫酸盐难溶于水 B Z是超铀元素，具有放射性C Z的最高价氧化物对应的水化物呈酸性 D Z单质不能与水反应 B、C迄今为止合成的最重的元素是112号元素，它是用高能原子轰
4、击的靶子，使锌核与铅核熔合而得，每生成一个112号元素的原子的同时向外释放出一个中子。下列说法错误的是A 112号元素是金属元素 B 112号元素位于第七周期第四主族C 科学家合成的112号元素的原子的中子数为166D 112号元素为放射性元素阅读以下材料，完成下面题1999年4月，人类合成超重元素的努力竖立起了一个新的里程碑，美国劳仑斯柏克莱国家实验室的领导人，核化学家Kenneth E. Gregorich宣布，在该实验室的88英寸回旋加速器上，研究者用高能离子轰击靶，氪核与铅核融合，放出1个中子，形成了一种新元素A；120微秒后，该A元素的原子核分裂出1个粒子，衰变成另一种新元素B；60
5、0微秒又释放出一个粒子，形成另一种新元素C的一种同位素。新元素C是在1998年末，俄美科学家小组用核轰击靶时得到的。 D人们发现新元素A、B、C的时间先后顺序为A A B C B C B A C B A C D C A B D人们发现的新元素A的原子序数为A 112 B 114 C 116 D 118 B在1999年4月得到的C元素的一种同位素的原子核中中子数有A 169 B 171 C 172 D 175 D下列有关B元素性质的说法错误的是A B元素的单质是固体 B B元素是金属元素C B元素具有放射性 D B元素具有类似卤素的化学性质 （1）Hs（2）5n最近有人用高能26Mg核轰击Cm核
6、，发生核合成反应，得到新元素X。研究者将X与氧气一起加热，检出了气态分子XO4，使X成为研究了化学性质的最重元素。已知的X同位素如下表所示，上述核反应得到的核素是其中之一，该核素的衰变性质保证了其化学性质实验获得成功。质量数半衰期衰变方式2631s释放粒子2640.00008s释放粒子；或自发裂变2650.0018s释放粒子；或自发裂变266不详不详2670.033s释放粒子；或自发裂变268不详不详2699.3s释放粒子（1）X的元素符号是 。（2）用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成X的核反应方程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写）。 （1）ABe3v（2）(N
7、H4)2Ce(NO3)6（3）Ce4Fe2Ce3Fe3衰变为核素的一种基本类型，主要是：nPev（v代表中微子）（1）元素A经三次衰变成元素B的一种核素，试写出衰变的反应式。（2）在衰变过程中有一元素能以4价离子存在于水溶液中，且具有强氧化性，还原产物为3价离子。其4价离子的硝酸盐和硝酸铵可按12形成一种复盐，它常作为分析中的一种基准物质，写出该复盐的化学式。（3）该复盐常用来测定某样品中Fe2的含量，请写出滴定反应的化学方程式。 HgnAue HgnAue AuHge（2）R2On5R2On5/2O2设R2On5摩尔质量为X，则0.361X80（5/2O2）X221.8gmol1R2On摩尔
8、质量141.8 gmol1若n1X63.1gmol1 （Cu？） n2X55.1gmol1 （Mn？） n3X47.1gmol1 （Ti？）其中只有Mn符合题意2Mn2O74MnO5O2（1）1941年Anderson用中子轰击196Hg和198Hg，实现了把廉价的金属转变为金的梦想，前者形成了稳定的197Au后者形成核发生衰变后得到199Hg，写出以上3个反应式。（2）某金属能形成几种氧化物，它在其中一种氧化物中的氧化态为“n”，在另一种氧化物中为“n5”。后者转化为前者时失36.1（质量）的氧。确定金属种类及其氧化物。 Ca2881153n 2881152841134He2004年2月2日
9、，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。X是用高能48Ca撞击Am靶得到的。经过100微秒，X发生-衰变，得到Y。然后Y连续发生4次-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。 迄今已合成的最重元素是112号，它是用Zn高能原子轰击Pb的靶子，使锌核与铅核熔合而得。科学家通过该放射性元素的一系列衰变的产物确定了它的存在，总共只检出一个原子。该原子每次衰变都放出一个高能粒子，最后得到比较稳定的第100号元素镄的含153个中子的同位素。（1）112号是第几周期第几族元素
10、？（2）它是金属还是非金属？（3）你认为它的最高氧化态至少可以达到多少？（4）写出合成112元素的反应式（注反应式中的核素要用诸如H、Pb等带上下标的符号来表示，112号元素符号未定，可用M表示）。 （1）NnCH （2）CNe（2）设活体中含C的量为0，遗骸中含量为，C的半衰期为T，半衰期的数为n，则/01/2n，n3。因为nt/T，所以tnT17190年。放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”。它可以用来断定古生物体死亡至今的年代。此项研究成果获得1960年诺贝尔化学奖。（1）宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成C，写出它的核反应方程式。（2）C很不稳定，容易发生衰变，其半衰期
11、5730年。写出它发生衰变的方程。（3）C的生成和衰变通常是平衡的，即空气中、生物活体中C的含量是不变的。当机体死亡后，机体内的C含量将会不断减少，若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的12.5，则这具遗骸死亡至今应有多少年？ （1）1.7g（2）KrRbe（3）22年为2个半衰期，剩余氖气为原来的1/4，忽略掉固态铷的体积，以氖气为研究对象：p20.34atm放射性同位素氪（）气，经衰变成铷（），半衰期为11年，铷最后成固态。有一容积为0.448L的密闭容器，内盛温度为0，压强为1atm的纯净的氪气。（1）此容器内氪气的质量是多少？（2）写出氪（Kr）气的衰变方程。（3）将此容器埋入地下2
12、2年后取出，加热到100，此时容器内气体的压强多大？ （1）14C元素属于第二周期，第A族，14C原子有8个中子，4个价电子（2）由P21/5730和P33.721.57得t57301.578996年；同理，由P35.521.50得t57301.508595年。所以，这些骨笛是在89968595年前制造。（3）新石器时代（4）空气柱（5）波长80cm，据波速公式f415Hz大气中含有12C和14C，14C的半衰期为5730年。由于宇宙线的作用，大气中14C与12C含量比基本不变。活的动植物体内的14C与12C含量比与大气的相同。当它们死后，由于14C的衰变，14C与12C的含量不断减少。通过测
13、量出土动植物残骸中14C和12C的含量比，可根据公式p21/5740定出动植物死亡的年代。其中t是从动植物死亡到测量时的时间间隔，单位为年，p是出土动植物残骸中现在大气中14C和12C的含量比和现在大气中14C和12C的含量的比值。最近国际著名杂志自然报道了在河南省出土的世界上最早的乐器骨头做的笛子，测得骨笛的p值在33.70和35.3之间。（1）14C元素属第 周期，第 族；13C原子中有 个中子，有 个价电子。（2）这些骨笛大约是在 年前制造的。（3）这些骨笛的制造年代属于下列中国历史的哪一个文化时期？A 旧石器时代 B 新石器时代 C 青铜时代 D 铁器时代（4）吹奏骨笛能发声靠的是 的
14、振动。（5）骨笛是一种在顶端吹奏的竖笛。吹奏时，用手指封住笛孔，通过打开笛孔可以产生所需要的声音。声波的波长等于打开笛扎到顶端的距离的四倍。设一笛孔到顶端的距离为20厘米，求出相应的声波的频率（已知声速332m/s）。提示：0.33721.57，0.35521.50C组 73mg试样是通过吸收中子而使中子通量减少的，所吸收的中子数量等于核数乘以各截面值。查表给出了镉的截面为2.4kb。则镉与钆的N应相等。在反应堆中质量为多少的钆能够与1.00g镉减少的中子通量相同？已知钆的截面大为46kb。 BE/核子 核子个数 总BE 750 252 1890 8.25 142 1171 8.50 106
15、901 0 0 0释放出的能量约等于产物与反应物的总结合能之差：18901171901182MeV，即约释放出180MeV的能量。锎元素能够自发地裂变：CfBaMo4n。已知各单位核子的结合能分别为7.50，8.25和8.50MeV，则估算在这一裂变过程中所释放出的能量为多少？ （1）当子作圆周运动时，静电引力提供其所需的向心力。rn2h2/42me2。式中h、e为常数，n为定值（在基态原子中n1），所以r与m成反比例的关系。（2）r/rm/m1/206.8。式中r、m是氘原子的半径和电子的质量，r、m是原子的半径和质量。（3）要实现氘与氘的溶合，先决条件是两核碰撞。两个带正电的氘核距离越近，
16、斥力越大，需近亿度高温的热核震动才能使其相撞溶合。（4）子半径小，带负电荷，相当于降低了有效核电荷，在一定程度上抵消了核间斥力，从而使低温核聚变成为可能。史蒂文琼斯于1985年成功地在约373K实现低温核聚变，成为举世瞩目的重大新闻。低温核聚变的奥秘就在于原子的应用。所谓原子就是把核外电子换成带一个单位负电荷的子后的氘原子。（1）依据玻尔的经典量子论，核外负粒子（如电子或子）的轨道运动角动量L必须等于h/2的整数倍。即Lnh/2，此处n为任意整数，h为普朗克常数。又Lmvr（式中m、v、r分别是负粒子的质量、轨道运动线速度和轨道半径），因此，nh/2mvr。如果在基态（即nl）的原子中，子作圆
17、形轨道运动，平衡时其向心力由静电引力提供，请导出这种原子半径r与核外子质量m之间的关系式。（2）已知子的静止质量m1.8841028kg，电子的静止质量m9.111031kg，则原子的半径r是氘原子半径r的多少分之一？为什么？（3）根据你所掌握的理论，说明为什么氘氘溶合（核聚变）要在亿度高温下才能实现？（4）为什么用原子就可以实现低温核聚变？ （1）计算；超过50cm深度的Pb210的表现衰减等于：176（a） 1779（a）（2）D（3）A4 B1 C2 D3（4）F T T F F（5）T T T F（6）F T F TA小题：用Pb210测定年代。Nathan Thompson是到达Lo
18、rd Howe岛的第一批居民之一，他决定在他的花园里种植一些欧洲人喜欢的树。他播种的确切年代已经不知道了。若干年后，在靠近Nathan住宅的湖底发现有欧洲橡树和榆树的花粉的沉积。同时在湖底也沉积了很少量放射性Pb210（半衰期22.3a）。假设欧洲橡树和榆树在种下的第一年就释放出花粉。1995年，一个研究小组从湖底取出一块沉积物，把沉积物切成1cm厚的薄片，检测了花粉和放射性Pb210的存在。在测定沉积物块时发现： 欧洲橡树和榆树的花粉直到50cm的深处还存在。 在沉积块的顶部Pb210的放射性强度为356Bq/kg，而在50cm深处则为1.40Bq/kg。（1）Nathan Thompson
19、是在哪一年种下欧洲橡树和榆树的？ 放射性Pb210是U238的子核之一。U238存在于地壳中，但由于某些原因，一定量的Pb210会通过降雨从大气中降落，并附着在沉积物的颗粒上在湖底积存。 U238的衰变链为：U238U234Th230Ra226Rn222(Po218Bi214)*Pb210Pb206（稳定）。标有*的半衰期极短；以分钟和天计。（2）试解释在衰变链的哪一步能够说明，既然U238母核只在地壳中存在，那么，Pb210怎么会在雨水中最后产生的呢？从下面选择一个答案。A U238U234 B U234Th230C Th230Ra226 D Ra226Rn222B小题：医用放射性核素的分离
20、。Ga67可用于淋巴肉瘤的检查。它常用高能质子轰击Zn68（98）靶11h制得。Zn68在天然锌中占18.8，在轰击结束后过12h，用阳离子交换树脂吸附，把Zn68和其他的核素淋洗下来，而把Ga67留在交换柱上。放射性核素半衰期Co5518.2hNi5736.0hCo57（Ni57的子核）270dCu6412.7hCu6761.7hZn65244dGa6778.35hGa669.4h在核医学应用中，Cu64和Co55半衰期是符合要求的，因而需要从洗脱液中将它们分离出来。分配系数D是金属离子在离子交换树脂上和洗脱液之间分布的量度。对于给定的离子交换树脂和洗脱液，D的定义如下：D每mg树脂的放射活
21、性/每mL洗脱液的放射活性对于两种金属离子的理想分离来说，它们的分配系数D值的差别至少要大于10才行。（3）洗脱液经蒸干后将残渣重新分散在少量0.2mol/L盐酸的96甲醇溶液中，负载到一个阴离子交换树脂上。应用下图给出的分配系数D，选择淋洗Cu64和Co55适用的溶剂体系（在前面的空格里填写自然数，数字越小表示该体系越好）。 盐酸浓度（mol/L）金属离子在阴离子交换树脂和各种不同浓度的盐酸的96甲醇溶液中的分配系数D（请注意Zn的D值大于1000）盐酸浓度（mol/L）金属离子在阴离子交换树脂和不同浓度的盐酸的55异丙醇溶液中的分配系数DA：0.2mol/L HCl 96甲醇 除去Ni57
22、然后再加 2.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Cu64然后再加 1.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Co55B：0.2mol/L HCl 96甲醇 除去Ni57然后再加 2.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Co55然后再加 1.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Cu64C：2.0mol/L HCl 55异丙醇 随后除去Co55 1.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Cu64D：0.2mol/L HCl 96%甲醇 除去Ni57然后再加 3.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Co55然后再加 4.0mol/L HCl 55异丙醇 除去Cu64（4）在分离出相关核素后
23、，某些长半衰期放射性核素会干扰Cu64或Co66或Ga67的医用。请指出下面每一种说法是正确的（记为“T”）还是错误的（记为“F”）。正确的可能不只一种。正确错误Ni57可能作为Co55的污染物而存在Co57会干扰Co55的医用Cu67会干扰Cu64的医用Ga66会干扰Ga67的医用Ga67会干扰Cu64的医用（5）如果在Cu64、Co55或Ga67中存在放射性杂质，可用一些方法减少放射性杂质的量。请指出下面每一种说法是正确的（记为“T”）或者是错误的（记为“F”）。正确的可能不只一种。正确错误在分离Co55前除去Ni57在分离Ga67前从靶材料中把Ni57分离出来在轰击结束后立即分离放射性核素在分离Co55之前让Ni57衰变掉（6）如果用高能质子来轰击天然锌而不是轰击Zn68，请指出下面每一种说法是正确的（记为“T）或者是错误的（记为“F”）。正确的可能不只一种。正确错误Ga67的产量增加5倍Ga67的产量减少5倍Ca67的产量减少，而Cu64、Co55、Co57、Ni57产生的污染增加Ca67的产量减少，而Cu64、Co55、Co57、Ni57产生的污染不变参考答案（30）
