2019_2020学年高中化学第一章物质结构元素周期律1.3核素练习含解析新人教版必修2.doc

第3课时　核素

记一记
1.原子结构记忆口诀：
原子构成三子(质子、中子、电子)奇(奇妙)，质子正电擎大旗。电子抗衡带负电，中子无电为中立。
2．质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
3．元素种类由质子数决定，同位素种类由质子数和中子数共同决定。
4．具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，互称同位素，同位素间的化学性质基本相同，物理性质不同。

探一探
1.质子数相同的微粒一定属于同一种元素吗？
[提示]　微粒的种类包括分子、原子、离子、质子、中子、电子等，而质子数相同的原子才属于同一种元素，质子数相同的微粒(如Ne和H2O都含有10个质子)不一定属于同一种元素。
2．一种元素可以有多种核素，决定核素的微粒是什么？如何判断不同核素是否属于同位素？
[提示]　核电荷数(质子数)决定了元素种类，只有确定了质子数和中子数才能确定核素；同位素属于同种元素，其质子数一定相同，故不同核素中，质子数相同的核素属于同位素。
3．同位素在周期表中位于同一位置，那么在周期表中位于同一位置的元素一定为同位素吗？
[提示]　不一定。因为同位素的质子数(原子序数)相同，所以在周期表中位于同一位置；但在周期表中位于同一位置的镧系和锕系元素，因其质子数不同，不属于同种元素，不属于同位素。
4．16O与18O互为同位素，O2与O3互为同素异形体，同位素与同素异形体有什么区别？
[提示]　(1)意义不同，同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子之间的互称；而同素异形体是指同一元素形成的不同单质。(2)所指对象不同，同位素指的是原子，而同素异形体指的是单质。
5．指出符号中各“字母”的含义，如X表示X元素的元素符号：
A__________，Z__________，c___________，d___________，e___________。
[提示]　质量数是A，质子数是Z，化合价是＋c价，X的离子带有d个单位正电荷，一个离子中含有X原子的个数是e。

判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成。(×)
(2)原子的种类大于元素的种类。(√)
(3)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。(√)
(4)不同元素的核素的质量数一定不同。(×)
(5)C和N互为同位素。(×)
(6) U与U是同一种核素。(×)
(7)14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C为同种单质。(×)
(8)O2与O3互为同素异形体，16O与18O互为同位素。(√)
(9)阴离子的核外电子数小于其核电荷数。(×)
(10)质量数一定大于其质子数。(×)

练一练
1.[2019·江苏学考真题]南京大屠杀死难者国家公祭鼎用青铜铸造。关于铜的一种微粒Cu2＋，下列说法正确的是(　　)
A．核外电子数为29 B．质子数为27
C．核电荷数为27 D．中子数为35
答案：D
2．[2019·湖南学考模拟]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118，中子数为175的超重元素，该元素原子核内中子数与核外电子数之差是(　　)
A．47 B．57
C．61 D．293
答案：B
3．[2019·镇江检测]下列关于12C和13C说法正确的是(　　)
A．两者互为同位素 B．两者互为同素异形体
C．两者属于同一种核素 D．两者属于不同种元素
答案：A
4．[2019·成都月考]下列互为同位素的是(　　)
A．H2　D2 B．14N　14C
C．16O　17O D．金刚石　石墨
答案：C

知识点一 原子构成及微粒间的关系
1.[2019·湖北武汉华中师大一附中期中]中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为钅立。关于Lv的叙述错误的是(　　)
A．原子序数为116 B．相对原子质量为293
C．最外层电子数为6 D．中子数为177
解析：第116号元素Lv的原子序数为116，A项正确；Lv的质量数为293，但相对原子质量不等于293，B项错误；根据稀有气体氡的原子序数为86，位于第六周期，下一周期的稀有气体元素的原子序数为118，则可知116号元素位于第七周期第ⅥA族，最外层有6个电子，C项正确；中子数＝质量数－质子数＝293－116＝177，D项正确。
答案：B
2．[2019·湖北襄阳一中高二开学考]原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这一数字与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素的质量数为191，则其核内中子数与质子数之差是(　　)
A．77 B．114
C．37 D．268
解析：根据题中信息可知，核外电子数＝质子数＝77，中子数＝质量数－质子数＝191－77＝114，所以中子数与质子数之差＝114－77＝37，C项正确。
答案：C
3．已知阳离子R2＋核外有a个电子和b个中子。表示R原子符号正确的是(　　)
A.R B.R
C.R D.R
解析：阳离子R2＋核外有a个电子，阳离子的质子数＝核外电子数＋离子所带电荷数＝a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b，所以R原子可表示为R，C项正确。
答案：C

知识点二 同位素及其性质
4.氯的原子序数为17,37Cl和35Cl是氯的两种同位素，下列说法正确的是(　　)
A．35Cl原子所含质子数为18,37Cl和35Cl的得电子能力相同
B． mol H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023
C．7 g 35Cl2气体的体积为2.24 L
D．35Cl的相对原子质量是12C原子质量的35倍
解析：37Cl和35Cl互为同位素，化学性质相同，故得电子能力也相同，质子数等于原子序数，所以35Cl的质子数为17，故A项错误；1个H35Cl分子所含中子数为18， mol H35Cl分子所含中子的物质的量为1 mol，所以中子数约为6.02×1023，故B项正确；Cl2不一定处于标准状况，不能使用气体摩尔体积22.4 L/mol计算其体积，故C项错误；相对原子质量的计算是以12C原子质量的为标准，故D项错误。
答案：B
5．[2019·山东菏泽市一中检测]已知元素R有某种同位素的氯化物RClX，该氯化物中R微粒的核内中子数为Y，核外电子数为Z，则该同位素的符号为(　　)
A．R B．R C．R D．R
解析：该氯化物中R微粒的核外电子数为Z，又由于该氯化物化学式为RClX，所以该同位素的质子数为(X＋Z)，又因为该同位素的中子数为Y，质量数＝质子数＋中子数，所以该同位素的符号为R，故D项正确。
答案：D
6．2017年5月9日中国科学院正式向社会发布113号、115号、117号和118号元素的中文名称。已知117号元素有多种原子，如Ts、Ts等。下列说法正确的是(　　)
A．Ts和Ts的化学性质不同
B．Ts位于周期表的第六周期第ⅦA族
C．元素Ts的相对原子质量为293.5
D．Ts和Ts的质子数相同，中子数不同
解析：Ts和Ts是Ts元素的两种同位素，化学性质几乎相同，A项错误；117号元素Ts位于周期表的第七周期第ⅦA族，B项错误；117号元素Ts有多种同位素，这些同位素的含量各不相同，所以元素Ts的相对原子质量不一定是293.5，C项错误；Ts和Ts的质子数都是117，而中子数分别是176和177，D项正确。
答案：D

知识点三 元素、核素、同位素，同素异形体的辨析
7.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料，下列关于Pu的说法正确的是(　　)
A．Pu与U互为同位素
B．Pu与Pu互为同素异形体
C．Pu与U具有完全相同的化学性质
D．Pu与Pu具有相同的最外层电子数
解析：质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素，Pu与U的质子数不同，不互为同位素，故A项错误；同种元素形成的不同单质互为同素异形体，Pu与Pu均为原子，不是同素异形体，故B项错误；Pu与U的质子数不同，属于不同的元素，其化学性质不同，故C项错误；Pu与Pu具有相同的质子数，所以其核外电子数相同，则具有相同的最外层电子数，故D项正确。
答案：D
8．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是(　　)
A．氘(D)原子核外有1个电子
B．1H与D互为同位素
C．H2O与D2O互为同素异形体
D．1H218O与D216O的相对分子质量相同
解析：氘(D)原子的质子数为1，核外有1个电子，A项正确；1H与D的质子数相同而中子数不同，互为同位素，B项正确；H2O与D2O均表示水分子，是同种化合物，不互为同素异形体，C项错误；1HO与DO的相对分子质量相等，D项正确。
答案：C
9．据报道，某些花岗岩会产生氡(Rn)，从而对人体产生伤害。请回答：
(1)该原子的质量数是________，质子数是________，中子数是________。
(2)研究发现，镭能蜕变为Rn，故将Rn称为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将Rn称为钍射气；锕能蜕变为Rn，故将Rn称为锕射气。Rn、Rn、Rn是________。
A．属于同种元素 B．互为同位素
C．属于同种核素 D．属于同种原子
(3)由(2)可知，________决定元素种类，________决定核素种类。
解析：
(1) Rn的质量数是222，质子数是86，中子数是222－86＝136。(2) Rn、Rn、Rn的质子数相同，属于同种元素，但三者的中子数不同，故互为同位素。(3)质子数决定元素种类，质子数和中子数共同决定核素种类。
答案：
(1)222　86　136　(2)AB
(3)质子数　质子数和中子数

基础达标

1．[2019·浙江嘉兴期末]医学上通过研究并实现了利用含放射性元素32P的“纸贴”治疗疤痕疙瘩。下列有关32P和31P的叙述正确的是 (　　)
A．32P和31P属于同一种核素
B．32P原子中所含的质子数为16
C．31P原子中所含的中子数为16
D．32P的摩尔质量为32
解析：32P和31P的中子数不同，属于不同的核素，故A项错误；32P原子中所含的质子数为15，故B项错误；31P原子中所含的中子数为31－15＝16，故C项正确；32P的摩尔质量为32 g/mol，故D项错误。
答案：C
2．[2019·江西奉新一中月考]已知氮原子的质量数为14，在NH3D＋中，电子数、质子数、中子数之比为(　　)
A．10:7:11 B．11:11:8
C．11:10:8 D．10:11:8
解析：氮原子的质子数为7，已知其质量数为14，则其中子数为7，NH3D＋的质子数为7＋4＝11，电子数为11－1＝10；H中不含中子，D中含1个中子，故NH3D＋的中子数为7＋1＝8，则电子数、质子数、中子数之比为10:11:8，故D项正确。
答案：D
3．下列各组中互为同位素的是(　　)
A.K与Ca B．T2O与H2O
C.K与K D．金刚石与石墨
解析：K与Ca是不同种元素，因此不互为同位素，A项错误；T2O与H2O是由不同的H原子构成的水分子，物质的化学性质相同，但是二者不是原子，因此不互为同位素，B项错误；K与K属于同一种元素，质子数相同而中子数不同，因此二者互为同位素，C项正确；金刚石与石墨是由同种元素组成的结构不同的两种单质，二者互为同素异形体，D项错误。
答案：C
4．法国科学家发现一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是(　　)
A．该粒子不显电性
B．该粒子的质量数为4
C．在周期表中与氢元素占同一位置
D．该粒子的质量比氢原子大
解析：“四中子”粒子中没有带电荷的微粒，所以该粒子不显电性，A项正确；该粒子中有4个中子，所以“四中子”的质量数为4，B项正确；“四中子”粒子中没有质子，所以在周期表中不能与氢元素占同一位置，C项错误；质量数反映了微粒的相对质量大小，由于“四中子”质量数比氢原子大，所以该粒子的质量比氢原子大，D项正确。
答案：C
5．[2019·辽宁大连期末] 16O和18O是不同的核素，下列说法正确的是(　　)
A．16O2和18O2的物理性质、化学性质均相同
B．4.48 L 18O2含有4NA个中子(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．16O2和18O2互为同位素
D．36 g 18O2含有16 mol电子
解析：16O2和18O2的物理性质不同，化学性质相似，A项错误；没有指明是否为标准状况，4.48 L 18O2的物质的量不一定是0.2 mol，故不能计算其中含有的中子数，B项错误；16O2和18O2均是氧气单质，不互为同位素，C项错误；36 g 18O2的物质的量是1 mol，其中含有16 mol电子，D项正确。
答案：D
6．下列说法不正确的是 (　　)
①质子数相同的粒子一定属于同种元素
②同位素的物理性质有较大差别而化学性质几乎相同
③元素种类由质子数决定，核素种类由质子数和中子数共同决定，元素主要化学性质由最外层电子数决定
④电子数相同的粒子不一定是同一种元素
⑤核素都是由质子和中子构成
A．①②④ B．③④⑤
C．②③⑤ D．①⑤
解析：质子数相同的粒子不一定是同种元素，例如Na＋和NH，①错误；互为同位素的原子最外层电子数相同，所以同位素的化学性质几乎相同，②正确；元素种类由质子数决定，核素种类由质子数和中子数共同决定，元素主要化学性质由最外层电子数决定，③正确；电子数相同的粒子不一定是同一种元素，如Na＋和O2－，④正确；氕原子没有中子，⑤错误。
答案：D
7．[2019·陕西西安铁一中月考]某元素的一种同位素X的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，则在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　)
A.(A－N)mol B.(A－N＋m)mol
C.(A－N)mol D.(A－N＋m)mol
解析：根据题意知X原子的质子数为A－N,1个HmX分子中所含质子数为m＋(A－N)，则a g HmX中所含质子的物质的量为(A－N＋m)mol，B项正确。
答案：B
8．下列各组中的两种微粒所含电子数不相等的是(　　)
A．H3O＋和OH－ B．CO和N2
C．HNO2和NO D．CH和NH
解析：H3O＋和OH－均含有10个电子，A项不符合题意；CO和N2均含有14个电子，B项不符合题意；HNO2和NO均含有24个电子，C项不符合题意；CH含有8个电子，NH含有10个电子，D项符合题意。
答案：D
9．某元素的一种原子原子核内的质子数为m、中子数为n，则下列论断正确的是(　　)
A．不能由此确定该元素的相对原子质量
B．该元素的相对原子质量为m＋n
C．若碳原子质量为w g，此原子的质量为(m＋n)w g
D．核内中子的总质量小于质子的总质量
解析：元素的相对原子质量是按其各种天然同位素原子所占的一定百分比计算出来的平均值，因此，只知道某一种同位素的质子数和中子数只能算出这种同位素的质量数，而不能确定该元素的相对原子质量，A项正确，B项错误；若碳原子质量为w g，碳的相对原子质量近似为12，则此原子的质量约为g，C项错误；原子核内质子数和中子数之间没有必然关系，而且质子的总质量和中子的总质量之间也无必然关系，质子的总质量大于、等于或小于中子的总质量的情况都有可能存在，D项错误。
答案：A
10．硼有两种天然同位素B、B，硼元素的近似相对原子质量为10.8，则硼元素中B的质量分数约为(　　)
A．20% B．80%
C．18.5% D．21.5%
解析：设硼元素中B的质量分数为x，则B的质量分数为1－x，根据元素的近似相对原子质量的计算公式得：10x＋11×(1－x)＝10.8，解得x＝0.2，则B的质量分数为80%。
答案：B
11．填写下列表格(Z—质子数，N—中子数，A—质量数)：
原子组成
Z
N
A

19

39
O

18
22

解析：根据A＝Z＋N，只要已知其中的两个数值，就可以求第三个数值。
答案：
原子组成
Z
N
A
K

20

8
8
16
Ar

40

12.科学家们发现氢元素有三种同位素。
(1)分别写出它们的名称：________、________、________。写出用作制造氢弹原料的同位素：________。
(2)已知氯有2种常见同位素35Cl、37Cl，氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有________种。
(3)质量相同的HO和DO所含质子数之比为________，中子数之比为________。
解析：(2)氯化氢有：H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl，但H37Cl与T35Cl的相对分子质量相同，所以相对分子质量有5种。(3)设质量都为1 g，HO与DO的质子数之比为:＝10:9，中子数之比为:＝8:9。
答案：
(1)氕　氘　氚　H、H(或D、T)　(2)5 (3)10:9　8:9

能力达标
13.用X表示原子：
(1)中性原子的中子数：N＝____________。
(2)阳离子的中子数：AXn＋共有x个电子，则N＝________________。
(3)阴离子的中子数：AXn－共有x个电子，则N＝________________。
(4)中性分子或原子团的中子数：12C16O2分子中，N＝________。
(5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为____________。
答案：(1)A－Z　(2)A－x－n　(3)A－x＋n　(4)22　(5)(m－x＋2)mol
14．(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：________。
(2)根据下列微粒回答问题：
H、H、H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2
①以上8种微粒中共有________种核素，共________种元素。
②互为同位素的是________。
③质量数相等的是________和________，中子数相等的是________和________。
(3)相同物质的量的14CO2和S18O2的质量之比为________；中子数之比为________；电子数之比为________。
(4)铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，则此合金中另一种碱金属可能是________(铷的相对原子质量取85.5)。
(5)质量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为________。
解析：(1)含有8个质子、10个中子的原子的化学符号为O。(2)元素是具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称；具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子称为核素；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称同位素，据此作答。(3)14CO2的摩尔质量为46 g/mol，S18O2的摩尔质量为68 g/mol，根据公式m＝nM判断相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为23:34；14CO2的中子数为24，电子数为22，S18O2的中子数为36，电子数为32，等物质的量的14CO2与S18O2的中子数之比为2:3，电子数之比11:16。(4)用R表示碱金属的元素符号，7.8 g合金与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，根据2R＋2H2O===2ROH＋H2↑计算R的平均相对原子质量为39，铷元素的相对原子质量取85.5，根据平均值思想判断合金中另一碱金属元素的相对原子质量小于39，该碱金属可能是Li或Na。(5)H2O的摩尔质量为18 g/mol，D2O的摩尔质量为20 g/mol，根据n＝知质量相同的H2O和D2O的物质的量之比为10:9，根据阿伏加德罗定律知，与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为10:9。
答案：
(1)O
(2)①6　5　②H、H、H　③14C　14N　14C　16O
(3)23:34　2:3　11:16
(4)Li或Na
(5)10:9

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