9.【文化自信】在测定锌、铟等元素的相对原子质量新值方面作出卓越贡献的科学家是()

A.张青莲
B.杨振宁
C.袁隆平
D.屠呦呦

9.A

【分析】本题考查化学史中科学家的贡献，解题思路是：逐一回忆每个选项中科学家的主要成就，匹配题目中“测定锌、铟等元素的相对原子质量新值”这一贡献，从而选出正确答案。
【解析】对各选项分析如下：A.张青莲是我国著名化学家，在相对原子质量测定领域有卓越成就，尤其在测定锌、铟等元素的相对原子质量新值方面作出了重要贡献；B.杨振宁是理论物理学家，主要研究领域为粒子物理、统计力学等，与相对原子质量测定无关；C.袁隆平是杂交水稻育种专家，致力于杂交水稻的研究与推广，属于生物学领域；D.屠呦呦是药学家，因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获得诺贝尔奖，属于医学领域。因此正确答案为A。
【答案】A
【知识点】化学史、科学家贡献
【点评】本题属于化学基础识记题，考查对著名科学家主要贡献的掌握，难度较低，需要准确记忆相关知识点。
【难度系数】0.8

10.科学家通过测定古生物遗骸中的碳-14的含量来推断古城年代。碳-14原子的核电荷数为6，相对原子质量为14。下列关于碳-14原子的说法中，错误的是（）

A.中子数为6
B.质子数为6
C.电子数为6
D.质子数和中子数之和为14

10.A 点拨:由题中所给信息可知,碳-14原子的核电荷数为6,相对原子质量为14。由原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数可知,该碳原子的质子数、电子数均为6,故B、C正确;由相对原子质量≈质子数＋中子数可知,质子数与中子数之和是14,中子数为8,所以A错误,D正确。故选A。

【分析】要解决这道题，需掌握原子的两个关键等量关系：一是原子中核电荷数=质子数=核外电子数；二是相对原子质量≈质子数+中子数。题目给出碳-14原子的核电荷数为6，相对原子质量为14，我们可以先根据第一个等量关系算出质子数和电子数，再根据第二个等量关系算出中子数，最后逐一判断每个选项的正误，找出错误的说法。
【解析】根据原子的基本规律：1. 在原子中，核电荷数等于质子数，也等于核外电子数。已知碳-14原子的核电荷数为6，因此该原子的质子数=电子数=6，故选项B、C的说法正确；2. 相对原子质量近似等于质子数与中子数之和，已知碳-14的相对原子质量为14，因此质子数+中子数=14，代入质子数6，可得中子数=14-6=8，故选项A中“中子数为6”的说法错误，选项D中“质子数和中子数之和为14”的说法正确。因此错误的说法是选项A。
【答案】A
【知识点】原子的构成、相对原子质量的计算
【点评】本题考查原子内部粒子的数量关系，是化学原子结构部分的基础知识点，只要牢记核电荷数、质子数、电子数的等量关系，以及相对原子质量的近似计算式，就能轻松解答，属于基础题。
【难度系数】0.8

11.【科学思维】某原子X的核电荷数为$a$，能够形成$X^{n-}$，另一原子Y能够形成与$X^{n-}$具有相同电子层结构的$Y^{m+}$，则Y原子的质子数是（）

A.$a+m-n$
B.$a+m+n$
C.$a-m-n$
D.$a-m+n$

11.B 点拨:在原子中,核电荷数＝质子数＝核外电子数,X原子的核电荷数为a,故质子数为a,X得到n个电子后变为$X^{n-}$,$X^{n-}$的核外电子数是a＋n;Y失去m个电子后变为$Y^{m+}$,设Y原子的核电荷数即质子数是x,则$Y^{m+}$的核外电子数是x－m;$Y^{m+}$与$X^{n-}$具有相同的电子层结构,即核外电子数相同,故a＋n＝x－m,则x＝a＋m＋n。故选B。

【分析】
首先明确原子的基本关系：原子中，核电荷数=质子数=核外电子数；阴离子是原子得到电子形成的，电子数=质子数+得到的电子数；阳离子是原子失去电子形成的，电子数=质子数-失去的电子数。题目中$X^{n-}$和$Y^{m+}$电子层结构相同，即核外电子数相等，据此建立等式即可求解Y的质子数。
【解析】
1. 原子X的核电荷数为$a$，根据原子中核电荷数=核外电子数，可知X原子的核外电子数为$a$；X得到$n$个电子形成$X^{n-}$，因此$X^{n-}$的核外电子数为$a + n$。
2. 设Y原子的质子数为$x$（原子中质子数=核电荷数），Y失去$m$个电子形成$Y^{m+}$，则$Y^{m+}$的核外电子数为$x - m$。
3. 由于$X^{n-}$与$Y^{m+}$电子层结构相同，即核外电子数相等，因此有等式：$a + n = x - m$。
4. 解该等式得：$x = a + m + n$，即Y原子的质子数为$a+m+n$。
【答案】
B
【知识点】
原子与离子的核外电子数计算、核电荷数与质子数的关系
【点评】
本题考查原子和离子的核外电子数与质子数、核电荷数的关系，核心是掌握阴、阳离子形成时电子数的变化规律，属于基础应用类题目，理清数量关系即可解答。
【难度系数】
0.6

12.不同原子的质量各不相同。由于原子的实际质量数值太小,不便记录,也难以比较不同原子间的质量倍数关系,所以我们采用相对原子质量来表示原子质量。
(1)已知一种碳-12原子的质量是a kg,如果另一种原子的质量为b kg,则该原子的相对原子质量为。
(2)已知一个碳-12原子的质量为m kg,如果A原子中有a个质子,一个A原子的质量为n kg。则A原子的中子数是。
(3)已知一个碳-12原子的质量为5.4m kg,R原子的相对原子质量是$\frac{n}{3}$,则一个R原子的质量是。

12.(1)$\frac{12b}{a}$ (2)$\frac{12n}{m}-a$ (3)$\frac{3mn}{20}\ \mathrm{kg}$

【分析】首先明确相对原子质量的定义：以碳-12原子实际质量的$\frac{1}{12}$为标准，某原子的实际质量与该标准的比值即为该原子的相对原子质量，公式为：$\mathrm{相对原子质量}=\frac{\mathrm{某原子实际质量}}{\mathrm{碳-12原子质量}×\frac{1}{12}}$；同时，原子的相对原子质量近似等于质子数与中子数之和。接下来根据每个小问给出的已知条件，代入公式逐步计算即可。
【解析】
(1) 根据相对原子质量公式，该原子的相对原子质量为：$\frac{b\ \mathrm{kg}}{a\ \mathrm{kg}×\frac{1}{12}}=\frac{12b}{a}$；
(2) 先计算A原子的相对原子质量：$\frac{n\ \mathrm{kg}}{m\ \mathrm{kg}×\frac{1}{12}}=\frac{12n}{m}$，又因为相对原子质量≈质子数+中子数，所以A原子的中子数为：$\frac{12n}{m}-a$；
(3) 设一个R原子的质量为$x\ \mathrm{kg}$，根据相对原子质量公式可得：$\frac{n}{3}=\frac{x}{5.4m\ \mathrm{kg}×\frac{1}{12}}$，解方程得：$x=\frac{n}{3}×5.4m×\frac{1}{12}=\frac{3mn}{20}\ \mathrm{kg}$；
【答案】
(1) $\frac{12b}{a}$；(2) $\frac{12n}{m}-a$；(3) $\frac{3mn}{20}\ \mathrm{kg}$
【知识点】
相对原子质量的计算，原子的构成
【点评】
本题考查相对原子质量的基本计算，结合原子中质子数、中子数与相对原子质量的关系，属于化学基础题型，只要牢记核心公式即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8

13.从镍氢电池到锂电池，再到钠电池、钾电池，科学家在不断提升电池的性能。
（1）金属原子失去电子后形成（填“阴”或“阳”）离子，锂、钠、钾等金属很容易失去电子，所以常被用作电池材料。
（2）研究表明，半径越大的金属离子越容易在电池正、负极之间移动，充电速度越快。如图是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小，电池容量相同的这三种电池，充满电的时间最短的是（填“锂”“钠”或“钾”）电池。

13.(1)阳 (2)钾 点拨:(1)电子带负电荷,金属原子失去电子后形成带正电荷的阳离子。(2)由题意,半径越大的金属离子越容易在电池正、负极之间移动,充电速度越快,由锂、钠、钾三种金属离子的半径大小可知,钾离子的半径最大,则电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是钾电池。

【分析】
第(1)问需明确离子的形成原理：金属原子的核外电子带负电荷，失去电子后，原子核的正电荷数多于核外电子的负电荷数，形成带正电的阳离子；第(2)问需结合题目给出的“半径越大的金属离子越容易移动，充电速度越快”的条件，对比图中三种金属离子的半径大小，判断充电时间最短的电池。
【解析】
(1) 金属原子失去电子时，电子带负电荷，原子失去电子后，核内质子数（正电荷）大于核外电子数（负电荷），因此形成带正电荷的阳离子，故填“阳”。
(2) 根据题意，金属离子半径越大，充电速度越快，充满电的时间越短；观察图中数据：钾离子半径为0.133nm，钠离子半径为0.097nm，锂离子半径为0.068nm，钾离子半径最大，因此电池容量相同的三种电池中，钾电池充满电的时间最短。
【答案】
(1)阳 (2)钾
【知识点】
离子的形成；离子半径的应用
【点评】
本题结合电池材料考查离子形成和离子半径的性质，属于基础题型，只需理解离子形成原理并结合题目条件分析即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8

14.【思维拓展】有A、B、C、D四种原子，已知A原子的核外第二层电子数等于第一层和第三层电子数之和；B原子的最外层电子数比次外层电子数多4个；C原子的核内没有中子；D原子的核电荷数比A原子的阴离子的核外电子数少6个，则：
(1)A原子的结构示意图为。
(2)B的阴离子结构示意图为。
(3)C的名称为。
(4)D原子的核内有个质子。

14.(1) (2) (3)氢 (4)12 点拨:根据教材66页的“部分原子的结构示意图”可知,原子核外电子排布中,第一电子层最多可容纳2个电子,第二层最多可容纳8个电子,则A原子的第三电子层上的电子数为8－2＝6,核外电子总数为2＋8＋6＝16;原子的最外层电子数不能超过8个,故B原子只能有两个电子层,且最外层电子数是6,才能比次外层(第一层)多4个电子,故B原子为氧原子;C的原子核中没有中子,为氢;因为A原子最外层电子数为6,其阴离子得到2个电子,核外电子数为18,比D原子的质子数多6,所以D原子的质子数为18－6＝12。

【分析】
要解决本题，需根据原子核外电子排布规律、原子的特征信息依次推导A、B、C、D的相关内容：首先明确核外电子层的排布规则（第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳8个电子），再结合各原子的特征条件，逐步确定原子的结构、种类及质子数。
【解析】
1. 推导A原子：原子核外第一层电子数为2，已知A的第二层电子数=第一层电子数+第三层电子数，结合第二层最多容纳8个电子，可得第三层电子数=8-2=6，因此A的核外电子排布为2、8、6，对应16号硫元素，结构示意图为核电荷数+16，电子层排布2、8、6的形式。
2. 推导B原子：原子的次外层若为第一层，电子数为2，最外层电子数比次外层多4，则最外层电子数为6，符合最外层不超过8个的规则，因此B原子为氧原子，其阴离子（得2个电子）的电子排布为2、8，对应核电荷数+8，电子层排布2、8的结构。
3. 推导C原子：原子核内没有中子的原子是氢原子，因此C为氢。
4. 推导D原子：A原子最外层6个电子，形成阴离子时得2个电子，阴离子核外电子数=16+2=18；D的核电荷数（质子数）比该数少6，即18-6=12。
【答案】(1) (2) (3)氢 (4)12
【知识点】原子核外电子排布、原子结构示意图、元素
【点评】本题通过原子的特征信息，考查核外电子排布规律的应用，需要学生熟练掌握原子结构的相关规则，是基础的思维拓展题，能有效检验对原子结构知识的掌握程度。
【难度系数】0.4