1、中学化学竞赛试题资源库核化学组1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、中子数为的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是2欧洲科学家小组将和经核聚合并紧接着释放出一个中子而产生了第号元素的一种同位素，该同位素的中子数是3美国科学家用高速红离子轰击铅靶，获得了号元素的原子，这种原子里的中子数比核外电子数多，则它的质量数为4放射性的一个原子经过次衰变（每次衰变都放出一个相同粒子）后，得到比较稳定的第号元素镄（）的含个中子的核素。下列说法中正确的是每次衰变都放出一个氘原子最终得到核素的符号是153100和都是主族元素上述和原子核中中子数和质子数之差相同5年月日，俄国杜
2、布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素和是用高能撞击24395 靶得到的。经过微秒，发生衰变，得到。然后连续发生次衰变，转变为质量数为的元素的同位素。则下列对的表示正确的是268275268268113109107105组6在核反应方程式23592 01 3890 13654 中是中子，是中子，是质子，是质子，7本题中用大写字母代表原子核。经衰变成为，再经 衰变成为，再经 衰变成为。上述系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：已知是的同位素，则是的同位素，是的同位素是的同位素，是的同位素是的同位素，是的同位素是的同位素，是的同位素8锕系元素钍（）原子可蜕变为另一元素的原子，并释放出粒子，2329
3、0Th 24，关于元素的下列推论正确的是的硫酸盐难溶于水是超铀元素，具有放射性的最高价氧化物对应的水化物呈酸性单质不能与水反应9迄今为止合成的最重的元素是号元素，它是用3070 Zn 高能原子轰击20882 Pb 的靶子，使锌核与铅核熔合而得，每生成一个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1 / 93686 Kr号元素是金属元素号元素位于第七周期第四主族科学家合成的号元素的原子的中子数为号元素为放射性元素阅读以下材料，完成下面题年月，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 . 宣布，在该实验室的英寸回旋加速器上， 研究者用
4、高能离子轰击 20882 Pb 靶，氪核与铅核融合，放出个中子，形成了一种新元素；微秒后，该元素的原子核分裂出个 粒子，衰变成另一种新元素；微秒又释放出一个 粒子，形成另一种新元素的一种同位素。 新元素是在年末， 俄美科学家小组用 2048Ca 核轰击 24492 Pu 靶时得到的。10人们发现新元素、 、的时间先后顺序为11人们发现的新元素的原子序数为12在年月得到的元素的一种同位素的原子核中中子数有13下列有关元素性质的说法错误的是元素的单质是固体元素是金属元素元素具有放射性元素具有类似卤素的化学性质248起加热， 检出了气态分子，使成为研究了化学性质的最重元素。已知的同位素如下表所示，上
5、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不详不详释放 粒子释放 粒子；或自发裂变释放 粒子；或自发裂变不详释放 粒子；或自发裂变不详释放 粒子（）的元素符号是。（）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，写出合成的核反应15 衰变为核素的一种基本类型，主要是：01 11 01 00 （ 00 代表中微子）（）元素 14156 经三次 衰变成元素的一种核素，试写出衰变的反应式。（）在衰变过程中有一元素能以价离子存在于水溶液中，且具有强氧化性，还原产物为价离子。其价离子的硝酸盐和硝酸铵可按形成一种复盐，它常作为分析中的一2 /
6、9种基准物质，写出该复盐的化学式。（）该复盐常用来测定某样品中的含量，请写出滴定反应的化学方程式。16（）年用中子轰击和，实现了把廉价的金属转变为金的梦想，前者形成了稳定的后者形成核发生 衰变后得到，写出以上个反应式。（）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“”，在另一种氧化物中为“” 。后者转化为前者时失（质量）的氧。确定金属种类及其氧化物。17年月日， 俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素和。243是用高能撞击 93靶得到的。经过微秒，发生衰变，得到。然后连续发生次衰变，转变为质量数为的第号元素的同位素。以和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
7、出上述合成新元素和的核反应方程式。18迄今已合成的最重元素是号，它是用 3070 高能原子轰击20882 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号元素镄的含个中子的同位素。（）号是第几周期第几族元素？（）它是金属还是非金属？（）你认为它的最高氧化态至少可以达到多少？（）写出合成元素的反应式（注反应式中的核素要用诸如31 、 20882 等带上下标的符号来表示，号元素符号未定，可用表示）。19放射性同位素146 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
8、。此项研究成果获得年诺贝尔化学奖。（）宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成146 ，写出它的核反应方程式。（） 146 很不稳定，容易发生 衰变，其半衰期年。写出它发生衰变的方程。（） 146 的生成和衰变通常是平衡的，即空气中、生物活体中146 的含量是不变的。当机体死亡后，机体内的146 含量将会不断减少，若测得一具古生物遗骸中146 含量只有活体中的，则这具遗骸死亡至今应有多少年？20放射性同位素氪（ 3685 Kr ）气，经 衰变成铷（3785 Rb ），半衰期为年，铷最后成固态。有一容积为的密闭容器，内盛温度为，压强为的纯净的氪气。（）此容器内氪气的质量是多少？（）写出
9、氪（8536 ）气的 衰变方程。（）将此容器埋入地下年后取出，加热到，此时容器内气体的压强多大？21大气中含有和，的半衰期为年。由于宇宙线的作用，大气中与含量比基本不变。活的动植物体内的与含量比与大气的相同。当它们死后，由于的衰变，与的含量不断减少。通过测量出土动植物残骸中和的含量比，可根据公式定出动植物死亡的年代。其中是从动植物死亡到测量时的时间间隔，单位为年，是出土动植物残骸中现在大气中和的含量比和现在大气中和的含量的比值。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，测得骨笛的值在和之间。（）元素属第周期，第族；原子中有个中子，有个价电子。3 / 9（）这些骨笛大
10、约是在年前制造的。（）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？旧石器时代新石器时代青铜时代铁器时代（）吹奏骨笛能发声靠的是的振动。（）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厘米，求出相应的声波的频率（已知声速）。组22在反应堆中质量为多少的钆能够与镉减少的中子通量相同？已知钆的截面大为。23锎元素能够自发地裂变： 25298 14256 10642 10 。已知各单位核子的结合能分别为，和，则估算在这一裂变过程中所释放出的能量为多少？24史蒂文琼斯于年成功地在约实现低温核
11、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。（）依据玻尔的经典量子论，核外负粒子（如电子或 子）的轨道运动角动量必须等于 的整数倍。即 ，此处为任意整数，为普朗克常数。又（式中、分别是负粒子的质量、轨道运动线速度和轨道半径），因此， 。如果在基态（即）的 原子中， 子作圆形轨道运动，平衡时其向心力由静电引力提供，请导出这种 原子半径与核外子质量之间的关系式。（）已知 子的静止质量，电子的静止质量 ，则 原子的半径是氘原子半径 的多少分之一？为什么？（）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
12、温下才能实现？（）为什么用原子就可以实现低温核聚变？25小题：用测定年代。是到达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（半衰期）。假设欧洲橡树和榆树在种下的第一年就释放出花粉。年，一个研究小组从湖底取出一块沉积物，把沉积物切成厚的薄片，检测了花粉和放射性的存在。在测定沉积物块时发现：欧洲橡树和榆树的花粉直到的深处还存在。在沉积块的顶部的放射性强度为，而在深处则为。（）是在哪一年种下欧洲橡树和榆树的？放射性是的子核之一。存在于地壳中，但由于某些原因，一定
13、量的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。的衰变链为：( )* （稳定） 。标有 * 的半衰期极短；以分钟和天计。（）试解释在衰变链的哪一步能够说明，既然母核只在地壳中存在，那么，怎么4 / 9会在雨水中最后产生的呢？从下面选择一个答案。小题：医用放射性核素的分离。可用于淋巴肉瘤的检查。它常用高能质子轰击（）靶制得。在天然锌中占，在轰击结束后过，用阳离子交换树脂吸附，把和其他的核素淋洗下来，而把留在交换柱上。放射性核素半衰期（的子核）在核医学应用中， 和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
14、的离子交换树脂和洗脱液，的定义如下：每树脂的放射活性每洗脱液的放射活性对于两种金属离子的理想分离来说，它们的分配系数值的差别至少要大于才行。（）洗脱液经蒸干后将残渣重新分散在少量盐酸的甲醇溶液中，负载到一个阴离子交换树脂上。应用下图给出的分配系数，选择淋洗和适用的溶剂体系（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（）金属离子在阴离子交换树脂和各种不同浓度的盐酸的甲醇溶液中的分配系数（请注意的值大于）5 / 9盐酸浓度（）金属离子在阴离子交换树脂和不同浓度的盐酸的异丙醇溶液中的分配系数：甲醇除去然后再加异丙醇除去然后再加异丙醇除去：甲醇除去然后再加异丙醇除去然后再加异丙醇除
15、去：异丙醇随后除去异丙醇除去：甲醇除去然后再加异丙醇除去然后再加异丙醇除去（）在分离出相关核素后，某些长半衰期放射性核素会干扰或或的医用。请指出下面每一种说法是正确的（记为“”）还是错误的（记为“”）。正确的可能不只一种。正确错误可能作为的污染物而存在会干扰的医用会干扰的医用会干扰的医用会干扰的医用（）如果在、或中存在放射性杂质，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“”）或者是错误的（记为“”）。正确的可能不只一种。正确错误在分离前除去在分离前从靶材料中把分离出来在轰击结束后立即分离放射性核素在分离之前让衰变掉（）如果用高能质子来轰击天然锌而不是轰击，请指出下面每
16、一种说法是正确的（记为“ ）或者是错误的（记为“”）。正确的可能不只一种。正确错误6 / 9的产量增加倍的产量减少倍的产量减少，而、产生的污染增加的产量减少，而、产生的污染不变7 / 9参考答案（）1 A2 C3 A4 D5 D6 B7 B8 A9 B 、 C10 D11 D12 B13 D14 （ 1） Hs（ 2） 2612 Mg 24896 Cm 269108 Hs 5n15 （ 1） 14156 A 14159 B 01 e 3 00 v（ 2） (NH 4)2 Ce(NO3)6（ 3） Ce4 Fe2 Ce3 Fe3196197Au 01 e198199Au 01 e199199Hg
17、 01 e16 80Hg 01n 7980Hg 01 n 7979 Au 80（ 2） R2On5 R2On 5/2O2设 R2On 5 摩尔质量为 X ，则 0.361X 80（ 5/2O2）1X 221.8g molR2On 摩尔质量141.8 g mol 1若 n 1X 63.1g mol 1n 21X 55.1g moln 3X 47.1g mol 1（ Cu？）（ Mn ？）（ Ti？）其中只有Mn 符合题意2Mn 2O7 4MnO 5O21724348288115 3n288284495 Am 20 Ca115113 He183070 Zn 20882Pb 112277M 01n1
18、9 （ 1） 147 N 01 n 146 C 11 H（ 2） 146 C 147 N 01 e（ 2）设活体中含 146 C 的量为 0，遗骸中含量为 ， 146 C 的半衰期为 T，半衰期的数为n，则 / 0 1/2n， n 3。因为 nt/T ，所以 t nT 17190 年。20 （ 1） 1.7g（ 2） 3685Kr 3785Rb 01 e（ 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： p20.34atm21 （ 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 P 21/5730
19、 和 P 33.7 2 1.57 得 t 5730 1.57 8996 年；同理，由 P 35.5 2 1.50 得 t5730 1.50 8595 年。所以，这些骨笛是在8996 8595 年前制造。8 / 9（ 3）新石器时代（ 4）空气柱（ 5）波长 80cm，据波速公式 f415Hz22 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。23 BE/ 核子核子个数总 BE75025218908.2514211718.50106901000释放出的能量约等于产物与反应物的总结合能之差：1890117
20、1 901 182MeV ，即约释放出 180MeV 的能量。222224 （ 1）当 子作圆周运动时，静电引力提供其所需的向心力。r n h /4me 。式中 h、e 为常数， n 为定值（在基态 原子中 n 1），所以 r 与 m 成反比例的关系。（ 2）r/r m/m 1/206.8。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，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。25 （ 1）计算；超过50cm 深度的 Pb 210 的表现衰减等于：176（ a）1779（ a）（ 2） D（ 3） A 4 B 1 C 2 D 3（ 4） F T TF F（ 5） T T TF（ 6） F T FT9 / 9
