( )1. 關於科學家在原子領域的研究，下列敘述何者錯誤？
(A)拉塞福發現原子核中具有質子與中子 (B)湯姆森證實電子的存在 (C)道耳頓提出原子說 (D)粒子的發現時間順序：電子→質子→中子 (E)拉塞福認為原子的質量絕大部分集中在原子核。

【答案】：(A)

【解析】：(A) 拉塞福未發現中子。
(B) 湯姆森研究陰極射線，發現電子的存在。
(C) 道耳頓提出原子說，解釋定比定律、倍比定律、質量守恆定律，但不能解釋有關分子的定律。
(D) 原子內部的粒子發現：電子(最先)其次為質子，中子為最晚發現。
(E) 拉塞福以α粒子的金箔散射實驗，提出原子內部為空空洞洞，存在一個體積極小，但質量很大的原子核。

( )2. 關於原子結構的敘述，何者正確？
(A)所有原子核中都有中子 (B)中子的質量稍大於質子 (C)原子核內中子數必大於質子數 (D)原子核半徑約為10^－15∼10^－14公尺且1個電子的質量為1.6×10^－19公斤。

【答案】：(B)

【解析】：(A)氫原子沒有中子，只有1個質子。
(B)正確，中子的質量略大於質子的質量。
(C)原子核內的中子數一般大於等於質子數目，當原子序愈大時，中子數明顯增加。
(D)1個電子的電量為1.602x10^－19庫侖，1個電子的質量＝9.1x10^－31公斤。

( )3. 關於密立坎油滴實驗之敘述，何者正確？
(A)油滴上所帶電荷只有正、負其中一種 (B)油滴帶電荷大小均為1.6×10^－19庫侖 (C)利用X－rAy照射使油滴帶電 (D)目的在測電子之荷質比。

【答案】：(C)

【解析】：密立坎油滴實驗之敘述，是利用噴霧器製造細小的油滴，再以X光照射，使形成帶電的油滴，再調整外加電板的電壓，使油滴所帶的電量和重量相抵消，求得帶電油滴所帶的最小電量，即為1個電子的電量。

( )4. X、Y兩元素形成如附圖的化合物(僅顯示X、Y之最外層而已)，則下列何者正確？
(A)此化合物是簡單的共價分子化合物，因此室溫時為氣體 (B)因Ｙ是碳，X是氧，故此圖為CO₂的結構 (C) Y為ⅥA族元素 (D) X為ⅡA族元素。

【答案】：(C)

【解析】：圖中，XY分別提出一個價電子，兩原子共用一對價電子，因此X有1個價電子，Y則有6個價電子，所以X為正1價，Y則為－2價的元素，所以Y可能為ⅥA族元素(O、S…)。

( )5. 1911年提出核原子模型之科學家為：
(A)道耳頓 (B)拉塞福 (C)查理 (D)湯姆森。

【答案】：(B)

【解析】：拉塞福進行金箔的散射實驗，發現原子內部為空空洞洞，僅有一個體積極小，質量很大的核，因此在1911年拉塞福提出原子的行星模型。

( )6. 2002年的諾貝爾化學獎由Wuthrich等三人獲得，他的貢獻在於改善核磁共振(NMR)技術，證明它也可以用來研究生物巨分子如蛋白質、DNA的構造，例如¹³C-NMR與¹⁵N-NMR。下列有關¹³C與¹⁵N的敘述，何者正確？
(A)二者具相同的質子數 (B)二者具相同的中子數 (C) ¹³C與C₆₀為同素異形體 (D) ¹⁴N₂與¹⁵N₂化性相同。

【答案】：(D)

【解析】：¹³C有13個(質子＋中子)，¹⁵N有15個(質子＋中子)，不同原子，質子數不同，C質子數＝6，因此中子有7個，N質子數7，所以中子有8個，中子數兩者不同。
¹³C和C60為同位素，14N與15N皆為同位素；同位素有相同的化學性質，但是不同的物理性質。

( )7. ³⁹K(原子序19)元素的活性大，與水反應會產生H₂，下列關於³⁹K的原子結構之敘述，何者正確？
(A) ³⁹K有39個電子 (B) ³⁹K有39個中子 (C) ³⁹K ⁺有20個中子 (D) ³⁹K ⁺有20個質子。

【答案】：(C)

【解析】：³⁹K(原子序19)有19個質子，39－19＝20個中子，K^＋表示質子比電子多一個，所以電子有19－1＝18個電子。

( )8. CH₄＝16克／莫耳。1.6克¹²C¹H₄中組成的基本粒子總數為：
(A)質子、中子、電子各為0.10莫耳 (B)質子、中子、電子各為1.0莫耳 (C)質子1.0莫耳、中子0.6莫耳、電子1.0莫耳 (D)質子0.6莫耳、中子1.2莫耳、電子1.2莫耳 (E)質子1.2莫耳、中子1.2莫耳、電子0.6莫耳。

【答案】：(C)

【解析】：¹²C¹H₄的分子量＝12＋1x4＝16，1莫耳的CH₄有16克。
1.6克¹²C¹H₄＝1.6／16＝0.1莫耳；
含有0.1莫耳的CH₄分子，含有0.1莫耳的碳原子，及0.4莫耳的H原子。
CH₄共含質子數＝6＋1x4＝10個質子；含中子數＝6＋0x4＝6個中子數；
電子數＝質子數，所以才能保持電中性。
1個分子擁有10個質子，6個中子，10個電子；
0.1莫耳CH₄含質子數＝0.1x10＝1莫耳質子＝1莫耳電子；0.1x6＝0.6莫耳中子。

( )9. 離子可能具有下列各組粒子組合之一，其組合以(質子數，中子數，電子數)表示，應為：
(A)(10，11，12) (B)(10，12，11) (C)(11，11，12) (D)(11，12，10)。

【答案】：(D)

【解析】：Na的原子序11，所以質子數目為11。
質子＋中子＝質量數＝23，所以中子數目＝23－11＝12。
Na^＋帶一個正電，表示正電比負電多1個，因此質子有11個，電子則只有11－1＝10個。

( )10. X^2＋與Y^－都具有18個電子及20個中子，下列有關X、Y兩元素的敘述何者有誤？
(A) X質量數為40 (B) X和Y為同一列元素 (C) X^2＋和Y^－價電子數相等 (D) X^2＋和Y^－兩者與氬氣的總電子數相等。

【答案】：(B)

【解析】：X^2＋的電子數18，則質子比電子多2個，質子數＝18＋2＝20個；中子數有20個，因此X的質量數＝20＋20＝40。
Y^－的電子數18，則電子比質子多1個，質子數＝18－1＝17個；中子數有20個，因此Y的質量數＝17＋20＝37。
原子序18，位於週期表第三列最右邊，原子序17也屬於第三列的元素，原子序20則為第四列的元素，因此X、Y不在同一週期，不是同列元素。
X^2＋失去2個電子，最外圍只有8個價電子(和Ar相同)，Y－得到1個電子，最外圍也是有8個電子(和Ar相同)，因此X^2＋和Y^－的價電子都是8個，都相同。
X^2＋和Y^－都有18個電子，因此電子總數也ㄉ相同。

( )11. XO₄^2－中有59個電子，則⁵⁵X之中子數為多少個？
(A) 26 (B) 28 (C) 30 (D) 32。

【答案】：(C)

【解析】：假設X的電子數有X個，O則有8個電子，因此
X＋(8x4)＋2＝59 [ X＋34＝59 [ X＝25
[ X有25個電子，原子核內則有25個質子，因此⁵⁵X中，質子數＋中子數＝55
[ 25＋中子數＝55 [ 中子數＝55－25＝30個

( )12. 一莫耳原子質量若以克表示，並取其最接近的整數值，此整數值和該原子的什麼相等？
(A)原子序 (B)質子數 (C)中子數 (D)質量數。

【答案】：(D)

【解析】：原子質量＝質子總質量＋中子總質量＋電子總質量，但是電子質量太輕，因此可忽略； [ 質量數 ＝ 質子數＋中子數 ≒ 原子量

( )13. 下列有關氧原子和他種原子之間不同處的敘述，哪項錯誤？
(A)氧原子核與他種原子核，各具有不同的質子數 (B)氧原子核內中子數對質子數的比率，較他種原子核為高 (C)中性氧原子具有與他種中性原子不同的電子數 (D)氧原子和他種原子，各具不同的化學行為。

【答案】：(B)

【解析】：原子序相同，為相同的元素，其化學性質相同，不同的原子，則化學性質必定不同。
O原子與其他原子的種類不同，因此質子數必定不同；原子中，有8個質子，8個中子，其質子數＝中子數，原子序小的原子，有許多是質子數＝中子數，因此氧原子內的中子數比例並沒有較多。
中性的氧原子，質子數與其他元素不同，因此電子數目也與其他元素不同。
元素種類不同，則化學性質也不相同。

( )14. 下列有關電子的敘述，何者正確？
(A)在湯姆森的陰極射線實驗中，可證明電子具有波動性 (B)電視影像是由電子槍射出電子束，掃描到螢光幕而形成 (C) Ra衰變成Rn所放出的射線為電子 (D)電子的e／m值為庫侖／克。

【答案】：(B)

【解析】：湯姆森研究陰極射線，求出陰極射線的荷質比，確認陰極射線為有質量的負電荷。
傳統的電視機為陰極射線放射管，將射出的電子掃描至螢光幕上而產生影像。
，經核反應方程式確認α射線為氦原子核。
電子的電量1.6x10^－19庫侖，電子的荷質比為1.759x10¹¹C／kg

( )15. 下列有關質子的敘述，何者有誤？
(A)1莫耳質子之電量為96500庫侖 (B)每個質子帶＋1電荷 (C)質子均勻分布於電子群中 (D)每個質子帶1.60×10^－19庫侖電量。

【答案】：(C)

【解析】：1莫耳質子的電量＝(1.6x10^－19)x(6x10²³)≒96500C＝1法拉第的電量
每個質子的電量＝＋1.6x10^－19C＝1基本電荷。
質子的體積很小，但質量很大，位於原子的正中央。

( )16. 下列哪一組物質是屬於同位素的關係？
(A)石墨與鑽石 (B)水與重水 (C)白磷與赤磷 (D) ¹²C和¹⁴C。

【答案】：(D)

【解析】：¹²C和¹⁴C為相同元素但是不同質量，即為相同質子數，但是不同的中子數，兩者為同位素。

( )17. 下列對同位素之敘述，何者正確？
(A)質子數相等，中子數不等，化性不同 (B)質子數相等，中子數不等，化性相同 (C)質子數與中子數均相等，電子數不等，化性亦不同 (D)質子數不等，中子數與價電子數相等，化學性質相同。

【答案】：(B)(C)

【解析】：質子數決定元素的種類，因此質子數相同，元素的種類便相同，代表同一元素，有相同的化學性質，即使中子數不同，僅是物理性質不同。
相同的元素有相同的質子數，若電子數不同，則導致原子帶電成為離子，離子的化學性質與原子的化學性質不同。
例如：鈉原子為銀白色金屬，性質活潑，能和水反應產生氫氣；鈉離子Na^＋則為無色的離子，在水中能安定存在。

( )18. 下列關於原子結構的敘述，何者正確？
(A)質子是查兌克以α粒子撞擊鈹核而發現 (B)中子質量比質子質量稍大 (C)原子核的直徑約10^－10公尺 (D)同位素的中子數相同而質量數不同。

【答案】：(B)

【解析】：質子是拉塞福以α粒子撞擊鈹原子核而發現，，式中即為質子。 (B)中子質量比質子質量稍大，一般可視為大約相等，即中子質量＝質子質量＞電子質量。 (C)原子的直徑約10^－10公尺，原子核的直徑則約10^－15公尺，因此原子核的尺寸比原子小很多。 (D)同位素的存在，為原子核內的質子數相同，但是中子數不同，因此質量數(＝質子數＋中子數)不同。

( )19. 已知⁵⁶Fe^3＋有23個電子，則其質子數、中子數分別為何？
(A) 22，56 (B) 23，33 (C) 23，56 (D) 26，30。

【答案】：(D)

【解析】：Fe^3＋有23個質子，因此質子比電子多3個，質子數＝23＋3＝26個。
中子數＝質量數－質子數＝56-26＝30個。

( )20. 已知元素A其原子序為92，質量數為235，則其原子核內的質子數為若干？
(A) 92 (B) 114 (C) 143 (D) 235。

【答案】：(A)

【解析】：元素A的原子序為92，因此質子數＝92個。
質量數＝質子數＋中子數＝92＋中子數＝235，因此中子數＝235－92＝143個。

( )21. 已知自然界中占20％、占80％；則下列何者為硼之平均原子量？
(A) 10.2 (B) 10.5 (C) 10.8 (D) 10.9。

【答案】：(C)

【解析】：原子量＝原子質量xp％的總和。
B的平均原子量＝10x20％＋11x80％＝10x0.2＋11x0.8＝2＋8.8＝10.8。

( )22. 已知某種鐵的同位素離子Fe^3＋比鈣原子多出三個電子，且其原子之中子數亦較電子數多出三個，則該原子的質子數、質量數分別為何？
(A) 20，43 (B) 23，49 (C) 26，55 (D) 26，56。

【答案】：(C)

【解析】：鈣原子為，有20個質子，中性原子的外圍有20個電子，中子數＝40－20＝20個中子。
Fe3＋比Ca多3個電子，因此Fe3＋有20＋3＝23個電子，由於帶3個正電，因此質子數比電子數多3個，質子數＝23＋3＝26個，中性原子的外圍有26個電子。
Fe原子內的中子數比電子數多3個，因此中子數＝26＋3＝29個，因此Fe的質量數＝質子數＋中子數＝26＋29＝55。
因此質子數＝26，質量數＝55。

( )23. 已知氧有三種同位素¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O，則O₂會有幾種不同的分子量？
(A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 (E) 9。

【答案】：(C)

【解析】：2個¹⁶O的氧原子結合成分子量最小的分子16＋16＝32；2個¹⁸O的氧原子結合成分子量最大的分子18＋18＝36；因此O₂的分子量介於32∼36間，包含32、33、34、35、36等，共有5種不同的分子量組合。

( )24. 已知硼原子的質量為10.81 amu，硼原子乃由原子量為10.01的¹⁰B和原子量為11.01的¹¹B兩種同位素所組成，則¹⁰B所占硼原子的百分率為下列何者？
(A) 20％ (B) 30％ (C) 70％ (D) 80％。

【答案】：(A)

【解析】：假設¹⁰B的原子量10.01(佔比例p)，則¹¹B的原子量11.01(佔比例1－p)，則
10.01xp＋11.01x(1－p)＝10.81 [ 10.01p＋11.01－11.01p＝10.81
[ p＝0.2＝20％

( )25. 元素的化學性質主要取決於原子的
(A)質量數 (B)中子數 (C)近核內層電子數 (D)最外層電子數。

【答案】：(D)

【解析】：質子數決定化學元素的種類，因此質子數也決定物質的化學性質。
化學反應時，僅外層的電子會轉移，因此元素的價電子數(最外層的電子)也決定元素的化學性質。

( )26. 天然的氯³⁵Cl及³⁷Cl兩種同位素，氯原子的平均原子量為35.5，則兩種同位素在自然界中的含量比為何？
(A) 5：1 (B) 3：1 (C) 1：1 (D) 2：1。

【答案】：(B)

【解析】：假設³⁵Cl的原子量35(佔比例p)，則³⁷Cl的原子量37(佔比例1－p)，則
35xp＋37x(1－p)＝35.5 [ 35p＋37－37p＝35.5 [ 2p＝1.5
[ p＝0.75 ³⁵Cl佔0.75＝75％， ³⁷Cl５佔0.25＝25％
³⁵Cl：³⁷Cl＝0.75：0.25＝3：1。