 |
|
ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
Задание 14.1 (выберите несколько вариантов ответов).
При естественной радиоактивности ядра некоторых атомов могут самопроизвольно ...
Варианты ответа:
1.Делиться на ядра более легких химических элементов, испуская при этом нейтроны.
2.Испускать постоянное рентгеновское излучение независимо от температуры или давления.
3.Превращаться в ядра других химических элементов без обмена энергией и частицами с окружающей средой.
4.Превращаться в ядра других элементов с испусканием ядер атомов гелия, электронов и электромагнитного излучения.
Обоснование ответа. Радиоактивностью, как известно, называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц. К радиоактивным процессам относятся а-распад (испускание ядер гелия), Р-распад (испускание электронов и позитронов), у-излучение ядер (излучение электромагнитных волн с энергией 3-4 МэВ), спонтанное (самопроизвольное) деление тяжелых ядер и др. Исходя из этого, следует выбрать первый и четвертый варианты ответов.
Правильными являются варианты ответов: 1) делиться на ядра более легких химических элементов, испуская при этом нейтроны; 4) превращаться в ядра других элементов с испусканием ядер атомов гелия, электронов и электромагнитного излучения.
Задание 14.2 (выберите один вариант ответа).
Способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц, называется ...
Варианты ответа:
1.Люминесценцией.
2.Радиоактивностью.
3.Флюоресценцией.
4.Радиационным захватом.
Обоснование ответа. Вопрос задания является определением явления радиоактивности (см. обоснование ответа на предыдущее задание).
Правильным является вариант ответа: 2) радиоактивностью.
Задание 14.3 (выберите один вариант ответа).
Стабильное атомное ядро с массой MN состоит из Z протонов и N нейтронов. Масса свободного протона тр, масса свободного нейтрона тп. Какое из приведенных ниже условий выполняется для массы этого ядра ...
Варианты ответа:
1. MN = тр.
2.MN = тр + тп.
3.MN > mр + mп.
4.МN < mр + тп.
Обоснование ответа. Взаимодействие (притяжение) нуклонов в ядре приводит к тому, что энергия ядра становится меньше, чем суммарная энергия покоя свободных нуклонов, составляющих это ядро. Ведь для того, чтобы преодолеть это притяжение, «разорвать» ядро, надо затратить энергию. В релятивистской физике энергия покоя и масса связана знаменитым соотношением Е = тс2, где с — скорость света. Значит, и масса ядра меньше массы покоя слагающих его нуклонов (протонов и нейтронов).
Правильным является вариант ответа: 4) MN < тр + тп.
Задание 14.4 (выберите один вариант ответа).
За один год начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в 3 раза. Во сколько раз уменьшится количество этого изотопа за 2 года?
Варианты ответа:
1.6.
2.8.
3.9.
4.12.
Обоснование ответа. В соответствии с законом радиоактивного распада число нераспавшихся ядер в момент времени t связано с количеством ядер в начальный момент времени соотношением
| N(t)= | N02 | 1 |
| Ti/2 |
где Т — период полураспада (время, в течение которого распадается половина (первоначального количества ядер). По условию задания для N(t = 1) = N0/3, значит, 2~2t/T = 1/3. Теперь мы можем определить, сколько ядер распадется через любое заданное время. В частности, если t = 2, то N/N0 = 2~2t/T = 1/9.
Правильным является вариант ответа: 3) 9.
Задание 14.5 (выберите один вариант ответа).
При нейтронной бомбардировке атома азота 714N испускается протон 1 1р. В ядро какого изотопа превращается ядро азота?
Варианты ответа:
1.Углерод 6 14С .
2. Кислород 8 16 O .
3.ФторF.
4. Алюминий А1.
Обоснование ответа. При ядерных превращениях не должны нарушаться законы сохранения электрического заряда и закон сохранения числа нуклонов. Поэтому бомбардировка атомов азота описывается следующей реакцией:
7 14N+0 1n=6 14X+1 1p.
Следовательно, в результате рассматриваемой реакции образуется изотоп элемента 6 14X с зарядом +6 и массовым числом А = 14. По таблице Менделеева находим, что это бета-радиоактивный изотоп углерода 6 14С.
Правильным является вариант ответа: 1) углерод 6 14С.
Задание 14.6 (выберите один вариант ответа).
Протон — протонный цикл представляет собой:
Варианты ответа:
1.Слияние двух протонов в ядро дейтерия.
2.Превращение четырех ядер водорода (протонов) в одно ядро гелия.
3.Взаимодействие дейтерия и протона с образованием изотопа гелия-3.
4.Слияние трития и дейтерия с образованием гелия.
Обоснование ответа. Синтез ядер водорода в ядра гелия, по-видимому, является источником энергии Солнца и звезда температура в недрах которыx ~107:108 К. Этот синтез осуществляется путем так называемого протон- протонного цикла, начинающегося ядерной реакцией
1 1 р+ 1 1 р -> 1 2 D+ +1 0 е + ue.
Образовавшееся ядро дейтерия сталкивается с протоном и объединяется в ядро изотопа гелия-3
1 2 D+1 1 р ->2 3 He + y.
Последним звеном цикла является реакция
2 3 He+2 3 He->2 4|Не+ 1 1 р+1 1 р
Итогом цикла является превращение четырех протонов в ядро гелия.
Правильным является вариант ответа: 2) превращение четырех ядер водорода в одно ядро гелия.
15.
ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
15.1.Атомом называют электронейтральную квантово-механическую систему, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, вероятность нахождения которых в пространстве определяется квадратом модуля волновой функции 10-15. Ядро состоит из нуклонов (протонов и нейтронов), которые почти в две тысячи раз массивнее электронов, поэтому масса атома в основном сосредоточена в его ядре. Размер ядра оценивается значением ~10-15 м, что почти в миллион раз меньше размеров атома (~10_8...10-9 м).
15.2.Химический элемент — это совокупность определенных видов атомов с одинаковым зарядом ядра (Z A Х). Заряд ядра Z определяется числом протонов в ядре, а массовое число А — числом нуклонов. Свойства химического элемента зависят от заряда атома. Заряд атома определяет место химического элемента в таблице Менделеева. Атомы одного и того же химического элемента могут отличаться числом нейтронов в ядре, такие атомы называются изотопами.
15.3.Реакционная способность элемента, его активность в химических реакциях определяется количеством электронов на внешних оболочках атома. Если атом имеет незаполненные внешние электронные оболочки, то он способен отдавать или приобретать электроны на эти оболочки в зависимости от валентности — способности атома к образованию химической связи. Под химической связью понимают определенное взаимодействие атомов через их электроны, приводящее к заданной конфигурации атомов.
15.4.Вещество, которое состоит из атомов в определенном соотношении и объединенных определенной химической связью, является химическим соединением.
15.5.Молекула — это наименьшая частичка вещества, обладающая его химическими свойствами. При образовании химических связей электроны переходят от одного атома к другому и уже не принадлежат какому-то определенному атому, а обобщены (гибридизованы).
15.6.Особое место среди химических соединений занимают макромолекулы. Они могут состоять из большого (огромного!) числа атомов (в отличие от обычных молекул, состоящих из небольшого числа атомов) и обладают качественно новыми свойствами.
15.7.Органическими молекулами являются те, которые содержат углеродные цепи и циклы. Образованные из таких молекул вещества также называют органическими.
15.8.Закон периодичности (Д. И. Менделеева): свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева, помещенная на форзаце настоящего пособия, является графическим (табличным) изображением периодического закона.
15.9.В периодической системе по горизонтали имеется семь периодов (обозначены арабскими цифрами), из них первый, второй и третий называются малыми, а остальные — большими. Каждый период за исключением первого начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом (седьмой период — незаконченный). В системе 10 рядов (обозначены римскими нфрами). Каждый малый период состоит из одного ряда, каждый большой — из двух рядов: четного (верхнего) и нечетного (нижнего). В четных рядах больших периодов находятся металлы. По вертикали расположено восемь групп (обозначены римскими цифрами). Номер группы связан со степенью окисления элементов, проявляемой ими в соединениях. Каждая группа делится на две подгруппы, причем главную подгруппу начинает элемент малого периода или первый элемент группы. В побочную подгруппу входят элементы только больших периодов. VIII группа отличается от остальных: кроме главной подгруппы гелия она содержит побочную подгруппу, состоящую из триад железа, рутения, осмия.
15.10.Все свойства элементов таблицы Д. И. Менделеева объясняются порядком заполнения электронами энергетических уровней (оболочек) и подуровней (подоболочек) атомов. Каждый период начинается элементом, в атоме которого на внешней электронной оболочке находится один s-электрон. Завершаются периоды благородными газами, атомы которых имеют полностью заполненную внешнюю электронную оболочку. Номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей.
15.11.Современная формулировка периодического закона Д. И. Менделеева такова: свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов.