4.确定一定质量的某种离子中所含某一基本粒子(如电子)的数目,此类问题具有一定的综合性,常用到有关物质的量的计算。

考查原子结构的试题大多以选择题形式出现,模式也较为稳定。由于原子结构的发现源于物理学中α粒子的运动实验,无疑,原子结构成了理化学科间综合的素材。预计这一知识会成为“3+X”综合测试命题的依据。

[例题]同位素概念是1913年由英国科学家索迪(1877~1956年)提出的。同位素虽然质量数不同,但它们的化学性质几乎完全相同。在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。同位素原子在许多方面有着广泛的应用。回答下列问题:

(1)1934年,科学家在用α粒子轰击铝箔时,除探测到预料中的中子外,还探测到了正电子,更意外的是,拿走α放射源后,铝箔虽不再发射中子,但仍断续发射正电子,而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样,也有一定的半衰期。

①写出α粒子轰击铝箔(Al)产生中子的核反应方程式,并比较与普通的化学方程式的本质区别。

②上述产生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素,写出其产生正电子的核反应方程式。

③简要说明放射性同位素的应用。并至少举出两个实际应用的例子。

(2)已知硼元素有两种同位素,分别为B和B,硼元素的相对原子质量为10.8,计算B占硼元素的质量分数。

(3)①用CH3COOH与H18OC2H5在酸催化下发生酯化反应,18O最后存在于哪种产物中?

②在2SO2+O22SO3的可逆反应达平衡后,充入18O2,问过一段时间重新建立平衡后,18O存在于哪些物质中?

(4)用32P标记噬菌体的DNA,侵染细菌后32P可出现在

A.噬菌体残留的外壳内               B.细菌的残体内

C.全部子代噬菌体内             D.极少数子代噬菌体内

(5)现有从生物体内提取的一个DNA分子和标记了放射性同位素3H的四种脱氧核苷酸,要在实验室合成新的DNA分子。

①合成新的DNA分子除需上述物质外,还需要        等。

②在合成的两个子代的DNA分子中,每个DNA都含有    条含有3H的脱氧核苷酸链。

(6)放射性同位素的蜕变反应速率为:2.303 lg(c0/c)=kt[其中:c0为放射性物质的初浓度,c为某一指定时刻的浓度,t为反应所经历的时间,k为速率常数,单位为(时间)1]。在蜕变反应中,反应物消耗一半(或反应物浓度减少到初浓度的一半)所需要的时间称为半衰期,利用放射性元素的半衰期可以确定岩石、古代动植物化石的“年龄”。

碳的放射性同位素14C在自然界树木中的分布基本保持在总碳量的1.10×1013%。某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬,经分析14C的含量为总碳量的9.87×1015%,已知14C半衰期为5700年,试计算该灰烬距今约为多少年?

解答:本综合题横跨化学、物理、生物三个学科。涉及到核物理和同位素知识,而半衰期知识则为新信息,运用于古代动植物的年龄测定。

(1)①Al+HeP+n  与普通化学方程式的区别是:普通化学反应原子核不变,而核反应过程中原子核发生了变化,②PSi+e,③放射性同位素的应用主要分两类:一是利用它的射线,二是做示踪原子,例如:利用钴-60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼或裂纹,这叫γ射线探伤。农业施肥中在肥料中加一些放射性同位素,就会知道哪种农作物在什么季节最能吸收含哪种元素的肥料。另外在生物学研究方面,同位素示踪技术也起着十分重要的作用;

(2)0.2;(3)①18O存在于酯中,②18O存在于所有的物质中;(4)D;(5)①磷酸,含氮碱基 

②1(每个DNA分子中,只有做模板的母链上有3H,子链上没有)

(6)解:由半衰期求t,当c=c0/2时,t/t1/2。代入速率方程:

 0  395910  395918  395924  395928  395934  395936  395940  395946  395948  395954  395960  395964  395966  395970  395976  395978  395984  395988  395990  395994  395996  396000  396002  396004  396005  396006  396008  396009  396010  396012  396014  396018  396020  396024  396026  396030  396036  396038  396044  396048  396050  396054  396060  396066  396068  396074  396078  396080  396086  396090  396096  396104  447090 

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