Question

17．晶体硼由¹⁰₅B和¹¹₅B两种同位素原子构成．已知5.4g晶体硼全部转化成B₂H₆（硼烷）气体时，可得标准状况下5.6L硼烷，则下列说法正确的是（　　）

• A． 晶体中¹⁰₅B和¹¹₅B两种同位素原子的质量比为1：4
• B． 5.4 g该晶体硼所含中子为2.9 mol
• C． 等质量的分别由¹⁰₅B和¹¹₅B构成的晶体硼所含中子数之比为5：6
• D． 若碳原子质量为w g，则¹⁰₅B原子的质量为 $\frac{10w}{12}$g

Answer 1

分析 标准状况下5.6L硼烷的物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，则B原子物质的量为0.25mol×2=0.5mol，故硼的相对原子质量为$\frac{5.4}{0.5}$=10.8，设¹⁰₅B和¹¹₅B的物质的量分别为xmol、ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{10x+11y=5.4}\\{\frac{10x+11y}{x+y}=10.8}\end{array}\right.$，解得x=0.1，y=0.4．
A．根据m=nM计算¹⁰₅B和¹¹₅B的质量之比；
B．根据质量数=质子数+中子数计算¹⁰₅B和¹¹₅B原子含有的中子数，进而计算中子物质的量；
C．根据n=$\frac{m}{M}$计算¹⁰₅B和¹¹₅B的物质的量之比，结合原子含有中子数计算；
D．原子质量之比等于相对原子质量之比，近似为原子的质量数之比．

解答 解：标准状况下5.6L硼烷的物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，则B原子物质的量为0.25mol×2=0.5mol，故硼的相对原子质量为$\frac{5.4}{0.5}$=10.8，设¹⁰₅B和¹¹₅B的物质的量分别为xmol、ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{10x+11y=5.4}\\{\frac{10x+11y}{x+y}=10.8}\end{array}\right.$，解得x=0.1，y=0.4．
A．¹⁰₅B和¹¹₅B的质量之比为0.1×10：0.4×11=5：22，故A错误；
B．¹⁰₅B原子中子数为10-5=5，¹¹₅B原子含有的中子数为11-5=6，故该5.4g硼晶体中含有中子为0.1mol×5+0.4mol×6=2.9mol，故B正确；
C．等质量的分别由¹⁰₅B和¹¹₅B构成的晶体硼所含中子数之比为$\frac{m}{10}$×5：$\frac{m}{11}$×6=11：12，故C错误；
D．原子的质量之比等于相对原子质量之比，近似为原子的质量数之比，¹⁰₅B原子的质量与碳原子质量之比不是10：12关系，故D错误，
故选B．

点评 本题考查物质的量有关计算、原子结构等，难度中等，注意对基础知识的理解掌握．