（通用版）2022-2023版高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第一節(jié) 元素周期表 第3課時 核素學(xué)案 新人教版必修2

（通用版）2022-2023版高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第一節(jié) 元素周期表 第3課時 核素學(xué)案 新人教版必修2一、原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)1原子的構(gòu)成原子2質(zhì)量數(shù)(1)概念：將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用A表示。(2)質(zhì)量數(shù)為A，質(zhì)子數(shù)為Z的X元素原子可表示為X。(3)兩個關(guān)系：質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)。數(shù)量關(guān)系：原子序數(shù)核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)。(4)C的質(zhì)量數(shù)為14，質(zhì)子數(shù)為6，中子數(shù)為8。Na的質(zhì)量數(shù)為23，質(zhì)子數(shù)為11，核外電子數(shù)為10。(1)一個信息豐富的符號解讀X(2)粒子中的電性關(guān)系電中性微粒(分子或原子)：質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)。陽離子Xm：質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)m。陰離子Xm：質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)m。例1(2018·邢臺市一中3月月考)下列關(guān)于F微粒敘述正確的是()A質(zhì)量數(shù)為19，電子數(shù)為9B質(zhì)子數(shù)為9，中子數(shù)為10C質(zhì)子數(shù)為9，電子數(shù)為9D中子數(shù)為10，電子數(shù)為8考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點離子中構(gòu)成微粒間的數(shù)量關(guān)系答案B解析F微粒的質(zhì)量數(shù)為19，電子數(shù)為10，質(zhì)子數(shù)為9，中子數(shù)為10。特別提示(1)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)，該關(guān)系適用于原子和離子。(2)核電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù))核外電子數(shù)，只適用于原子和分子。(3)對離子進(jìn)行電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)換算時應(yīng)該注意陽離子和陰離子的區(qū)別。(4)并非所有的原子都是由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成，如H不含中子。例2已知R原子有b個中子，R2核外有a個電子。表示R原子符號正確的是()A.R B. R C. R D.R考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點原子構(gòu)成的表示方法答案C解析R2核外有a個電子，則R原子的質(zhì)子數(shù)為a2，質(zhì)量數(shù)為ab2，則R原子為 R。二、核素、同位素1核素(1)概念：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。(2)實例氫的三種核素。原子符號(X)原子名稱氫元素的原子核質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)H氕10H或D氘11H或T氚122.同位素(1)概念：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子(核素)互稱為同位素，即同一元素的不同核素互稱為同位素，如H、H(D)、H(T)互稱為同位素。(2)特點兩同兩不同兩同：質(zhì)子數(shù)相同，元素相同；兩不同：中子數(shù)不同，原子不同。(3)用途放射性的C用于考古斷代。H和H用于制造氫彈。放射性同位素釋放的射線可用于育種、治療惡性腫瘤等。元素、核素、同位素之間的關(guān)系例3填空(1)S2中的質(zhì)子數(shù)是_，中子數(shù)是_，核外電子數(shù)是_，質(zhì)量數(shù)是_。(2)微?！癆Xn”核外有18個電子，則它的核電荷數(shù)為_，核內(nèi)中子數(shù)為_。(3)由1HO與2HO所代表的物質(zhì)中，共有_種元素，_種原子，_種分子，互為同位素的原子有_?？键c元素、核素、同位素題點相關(guān)概念的綜合答案(1)16181834(2)18nA(18n)(3)2421H和2H、16O和17O特別提示“同位”是指核素的質(zhì)子數(shù)相同，在元素周期表中占有相同的位置。如O與O互為同位素，而40K和40Ca不互為同位素。例4最近醫(yī)學(xué)界通過用放射性14C標(biāo)記的C60，發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物在特定條件下可通過斷裂DNA殺死細(xì)胞，從而抑制艾滋病病毒(AIDS)。則有關(guān)14C的下列說法中正確的是()A14C原子與C60中普通碳原子的化學(xué)性質(zhì)不同B14C原子與14N原子中所含中子數(shù)相同C14C與C60互為同素異形體D14C與12C、13C互為同位素考點元素、核素、同位素題點相關(guān)概念的綜合答案D解析構(gòu)成C60的碳原子為12C，它與14C互為同位素，二者化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，A項錯誤；14C原子的中子數(shù)為1468,14N原子的中子數(shù)為1477，二者所含中子數(shù)不同，B項錯誤；14C是碳元素的一種核素，是原子，C60是碳元素組成的一種單質(zhì)，二者不是同素異形體的關(guān)系，C項錯誤；12C、13C、14C質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，D項正確。思維啟迪同位素、同素異形體及其判斷(1)同種元素可以有多種不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的種類數(shù)遠(yuǎn)小于原子的種類數(shù)。(2)判斷某微粒是同位素還是同素異形體，關(guān)鍵是要確定微粒的類別。只有原子才可能是同位素，單質(zhì)才可能是同素異形體。例5下列說法不正確的是()質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定是同一元素質(zhì)子數(shù)相同且電子數(shù)也相同的兩種粒子不可能一種是分子，另一種是離子電子數(shù)相同的粒子不一定是同種元素一種元素不可以形成不同單質(zhì)某元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù)值就是質(zhì)量數(shù)A BC D考點元素、核素、同位素題點相關(guān)概念的綜合答案B解析質(zhì)子數(shù)相同，一種是分子而另一種是原子時，則不是同一元素，如H2O、Ne，錯誤；質(zhì)子數(shù)相同、電子數(shù)也相同的兩種微粒，電性、電量必然相同，不可能一種是分子，另一種是離子，正確；電子數(shù)相同的粒子不一定是同種元素，如Na、He均為10電子微粒，正確；一種元素可以形成不同的單質(zhì)，如O2、O3，金剛石、石墨，紅磷、白磷等，錯誤；由于絕大多數(shù)元素存在同位素，元素的相對原子質(zhì)量不等于某同位素原子的相對原子質(zhì)量，因此元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù)值也不一定是質(zhì)量數(shù)，錯誤。方法規(guī)律質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相同的微粒若兩種微粒含有的質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)分別相同，則兩種微粒一定帶有相同電荷?？赡苡幸韵滤姆N情況：(1)兩種核素，如16O和18O；(2)兩種分子，如H2O和NH3；(3)兩種陽離子，如NH和Na；(4)兩種陰離子，如OH和F。1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)所有的原子都由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成()(2)同種元素的原子均有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)()(3)質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素()(4)2H核外電子數(shù)為2()(5)1HO的摩爾質(zhì)量為20 g·mol1()(6)13C和15N核內(nèi)中子數(shù)相差1()(7)U和U是中子數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同的同種核素()(8)H2、D2、T2互為同位素()(9)DO中，質(zhì)量數(shù)之和是質(zhì)子數(shù)之和的兩倍()(10)在18 g 18O2中含有NA個氧原子()考點原子構(gòu)成題點相關(guān)綜合答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)(6)(7)×(8)×(9)(10)2下列描述中不正確的是()A37Cl與39K具有相同的中子數(shù)B第114號元素的一種核素X與82Pb具有相同的最外層電子數(shù)CH3O與OH具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)DO和S2具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)考點原子構(gòu)成題點相關(guān)綜合答案C解析37Cl、39K的中子數(shù)均為20；原子序數(shù)為114的元素位于第七周期A族，與Pb處于同主族，最外層電子數(shù)相等；H3O的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別為11、10，OH的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別為9、10；O、S2的質(zhì)子數(shù)均為16、電子數(shù)均為18。3在粒子NH3D中，電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之比為()A10711 B11118C10118 D11810考點原子構(gòu)成題點離子中構(gòu)成微粒間的數(shù)量關(guān)系答案C解析在粒子NH3D中有一個N,3個H,1個H，故NH3D中含有的電子數(shù)為731110，質(zhì)子數(shù)為73111，中子數(shù)為718。4下列說法中，不正確的是()A元素可以理解為同位素的總稱B同位素的質(zhì)量數(shù)不同，中子數(shù)不同，原子序數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)相同，其物理性質(zhì)有差異，其化學(xué)性質(zhì)幾乎相同C同一元素的不同核素之間互稱同位素D同位素是針對原子而言的，核素是針對元素而言的考點元素、核素、同位素題點相關(guān)概念的綜合答案D解析具有相同質(zhì)子數(shù)(即核電荷數(shù))的同一類原子叫做元素。具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子互稱為同位素。有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子，叫做核素。所以A、B、C都正確。同位素是針對原子而言的，核素也是針對原子而言的，選項D不正確。5某種元素A的核外電子數(shù)等于核內(nèi)中子數(shù)，取該元素的單質(zhì)2.8 g與氧氣充分反應(yīng)，可得6 g化合物AO2，元素A在元素周期表中的位置是()A第二周期A族 B第三周期A族C第二周期A族 D第三周期A族考點質(zhì)量數(shù)與相對原子質(zhì)量題點質(zhì)量數(shù)與相對原子質(zhì)量的綜合答案B解析由題意知：設(shè)A的相對原子質(zhì)量為Ar，則：O2AO232 Ar326 g2.8 g 6 g列式：，求得Ar28，質(zhì)量數(shù)約等于相對原子質(zhì)量，又由A的核外電子數(shù)等于核內(nèi)中子數(shù)可知，A的質(zhì)子數(shù)為14，即A為硅元素，在元素周期表的第三周期第A族。6(1)48 g 12C18O2分子中的中子數(shù)N_。(2)硫原子核內(nèi)有16個中子，其質(zhì)量數(shù)為32，則16 g S2所含電子的物質(zhì)的量為_ mol。(3)某元素的同位素 X，其氯化物為XCl2。1.11 g溶于水配成溶液后，加入1 mol·L1的AgNO3溶液20 mL恰好完全反應(yīng)。若這種同位素原子核內(nèi)有20個中子，則X元素在元素周期表中的位置是_。考點質(zhì)量數(shù)與相對原子質(zhì)量題點相關(guān)綜合答案(1)26NA(2)9(3)第四周期A族解析(1)由題意可知，12C18O2分子的相對分子質(zhì)量為48，所以48 g 12C18O2分子為1 mol，其中的中子數(shù)N26NA。(2)硫原子核內(nèi)有16個中子，其質(zhì)量數(shù)為32，則1 mol的S2有18 mol的電子，而16 g S2即為0.5 mol，則有(18×0.5) mol的電子，一共有9 mol的電子。(3)加入1 mol·L1的AgNO3溶液20 mL恰好完全反應(yīng)，說明其中含有氯離子的物質(zhì)的量為0.02 mol，所以氯化物XCl2的物質(zhì)的量為0.01 mol，而0.01 mol的該氯化物的質(zhì)量為1.11 g，則說明1 mol的該氯化物的質(zhì)量為111 g，所以可以推測，X的相對原子質(zhì)量為40。所以該元素為第四周期A族的鈣元素。對點訓(xùn)練題組一原子的構(gòu)成及其微粒間的關(guān)系1任何原子都具有的粒子是()A質(zhì)子、中子和電子B質(zhì)子和中子C質(zhì)子和電子D中子和電子考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點原子的構(gòu)成答案C解析一般來說，原子是由質(zhì)子、中子和電子三種粒子構(gòu)成的，但有一種原子(1H)的原子核內(nèi)卻沒有中子，1H原子僅由1個質(zhì)子和1個電子構(gòu)成。由此可見任何原子都具有的粒子是質(zhì)子和電子，而不一定有中子。2(2018·徐州五中高一期中)2017年9月3日朝鮮又進(jìn)行了核試驗，引起國際社會的極大關(guān)注。U是一種重要的核燃料，這里的“235”是指該原子的()A質(zhì)子數(shù) B質(zhì)量數(shù)C電子數(shù) D中子數(shù)考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點原子構(gòu)成的表示方法答案B解析U中的“235”是指該原子的質(zhì)量數(shù)，答案選B。3(2018·上海市崇明區(qū)月考)殲­20將Po涂于表面以屏蔽雷達(dá)，起到隱身作用。該Po(釙)原子核外電子數(shù)是()A42 B84 C125 D209考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點原子中構(gòu)成微粒間的數(shù)量關(guān)系答案B解析質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，該Po(釙)原子核外電子數(shù)是84，答案選B。4(2018·大同市三中4月月考)已知某粒子Rn，則元素R的原子序數(shù)是()AZ BAZCZn DZn考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點離子構(gòu)成微粒間的數(shù)量關(guān)系答案A解析根據(jù)原子構(gòu)成，A代表的是質(zhì)量數(shù)，Z代表的是質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子數(shù)原子序數(shù)核電荷數(shù)，因此該元素的原子序數(shù)為Z，故選項A正確。5(2017·臨沂高一檢測)已知R2的核內(nèi)有n個中子，R原子的質(zhì)量數(shù)為M，則m g R2中含有電子的物質(zhì)的量為()A. mol B. molC. mol D. mol考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點一定質(zhì)量的離子或分子中所含粒子的計算答案D解析R2含有的電子數(shù)為Mn2，m g R2的物質(zhì)的量為 mol，則m g R2中含有電子的物質(zhì)的量為 mol。題組二元素、核素、同位素6(2018·河北深州中學(xué)高一期中)14C常用于測定生物遺骸的年份。下列說法正確的是()A14C含有14個中子B14C與14N含有相同的質(zhì)子數(shù)C14C與C60互為同位素D14C與12C是兩種不同的核素考點元素、核素、同位素題點核素的概念答案D解析14C的中子數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)1468；C的質(zhì)子數(shù)為6，N的質(zhì)子數(shù)為7；C60為單質(zhì)，因此兩者不互為同位素，故C錯誤；質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，且屬于同種元素，因此兩者是不同的核素，故D正確。7(2017·淮北高一檢測)下列各組微粒屬同位素的是()16O2和18O2H2和D2O和O 1HO和2HOCl和ClA B C D考點元素、核素、同位素題點同位素、同異素形體的識別與判斷答案B解析同位素是原子和原子之間的互稱，均不是原子，只有是原子，而且質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，符合同位素的定義，所以選B。8(2018·濟(jì)南外國語學(xué)校月考)Ne是最早發(fā)現(xiàn)的Ne元素的穩(wěn)定同位素，湯姆遜(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年發(fā)現(xiàn)了Ne。下列有關(guān)說法正確的是()A.Ne和Ne是同素異形體B.Ne和Ne屬于不同的核素C.Ne和Ne的性質(zhì)完全相同D.Ne轉(zhuǎn)變?yōu)镹e為化學(xué)變化考點元素、核素、同位素題點兩種核素的比較答案B解析Ne和 Ne的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，A錯誤；Ne和 Ne的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，屬于不同的核素，B正確；Ne和 Ne的化學(xué)性質(zhì)完全相同，物理性質(zhì)不同，C錯誤；Ne轉(zhuǎn)變?yōu)?Ne中沒有新物質(zhì)生成，不是化學(xué)變化，D錯誤。9兩種微粒的核外電子數(shù)相同，核電荷數(shù)不同。則它們可能是()A不同元素的原子和離子B不同元素的兩種原子C同種元素的原子和離子D同種元素的兩種原子考點元素、核素、同位素題點相關(guān)概念的綜合應(yīng)用答案A解析兩種微粒的核電荷數(shù)不同，而核外電子數(shù)相同，因此只能為原子(稀有氣體)和離子，例如He和Li、Ne和O2等；或離子和離子，例如O2和F、Na和Mg2、F和Al3；或分子與離子，例如H2O與Na。10有六種微粒，它們分別是M、N、X、Q、Y2、Z，它們所屬元素的種類為()A3種 B4種 C5種 D6種考點元素、核素、同位素題點多種微粒的元素及核素種類的判斷答案B解析質(zhì)子數(shù)決定元素的種類，M、Q表示K元素形成的微粒，N、Y2表示Ca元素形成的微粒；X表示Ar原子，Z表示Cl。題組三質(zhì)量數(shù)與原子的相對原子質(zhì)量11我國某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所構(gòu)成的單質(zhì)氣體。18O是一種穩(wěn)定的同位素，稱為重氧。下列有關(guān)說法不正確的是()A1.8 g 18O構(gòu)成的氣體的物質(zhì)的量是0.05 molB0.1 mol重氧水HO所含的中子數(shù)約為6.02×1023C0.2 mol 18O2氣體的體積約為4.48 LD18O2的摩爾質(zhì)量為36 g·mol1考點質(zhì)量數(shù)與原子的相對原子質(zhì)量題點質(zhì)量數(shù)與相對原子質(zhì)量的關(guān)系答案C解析A中1.8 g 18O所構(gòu)成的氣體為18O2，所以其物質(zhì)的量為0.05 mol，A項正確；HO一個分子中所含的中子數(shù)為18810，所以0.1 mol HO的中子數(shù)約為6.02×1023，B項正確；0.2 mol 18O2氣體所處的狀態(tài)不一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況，其體積不一定為4.48 L，C項錯誤；18O2的摩爾質(zhì)量為36 g·mol1，D項正確。12(2017·洛陽模擬)下列說法正確的是()A由H、D、T構(gòu)成的氫分子有3種BH2、D2、T2互為同素異形體CH2、D2、T2在相同條件下的密度之比為123D核聚變屬于化學(xué)變化考點質(zhì)量數(shù)與相對原子質(zhì)量題點不同核素構(gòu)成分子的相對分子質(zhì)量的判斷答案C解析H、D、T組合有H2、D2、T2、HD、HT、DT 6種，故A項錯誤；H2、D2、T2不互為同素異形體，故B項錯誤；H2、D2、T2在相同條件下的密度之比等于氣體相對分子質(zhì)量之比，為246123，故C項正確；核聚變不是化學(xué)變化，故D項錯誤。綜合強化13(2018·山東選課走班二調(diào))在 Al、 Si、 P、 S、 Lr、 Lr中：(1)_和_互為同位素。(2)_和_的質(zhì)量數(shù)相等，但不互為同位素。(3)_和_的中子數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)不等，所以不是同一種元素。(4)以上所列共有_種核素?？键c元素、核素、同位素題點核素的相關(guān)綜合答案(1)LrLr(2)PS(3)AlSi(4)614(2018·承德一中第三次月考)用X表示原子：(1)中性原子的中子數(shù)N_。(2)AXn共有x個電子，則該陽離子的中子數(shù)N_。(3)AXn共有x個電子，則該陰離子的中子數(shù) N_。(4)12C16O2分子中的中子數(shù)N_。(5)A2原子核內(nèi)有x個中子，其質(zhì)量數(shù)為m，則n g A2所含電子的物質(zhì)的量為_。考點原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)題點微粒間數(shù)量關(guān)系的相關(guān)綜合答案(1)AZ(2)Axn(3)Axn(4)22(5) mol解析(1)根據(jù)“質(zhì)子數(shù)中子數(shù)質(zhì)量數(shù)”的關(guān)系，得NAZ。(2)AXn共有x個電子，中性原子X的電子數(shù)為xn，則NAxn。(3)AXn共有x個電子，中性原子X的電子數(shù)為xn，則NAxn。(4)12C16O2分子中的中子數(shù)為68822。(5)A2所含電子數(shù)為mx2，則n g A2所含電子的物質(zhì)的量為 mol。15(1)已知氫有3種常見原子：H、H、H(或H、D、T)，氯有2種常見原子：35Cl、37Cl，氯氣與氫氣形成的氯化氫分子的相對分子質(zhì)量有_種。(2)質(zhì)量相同的HO和DO所含質(zhì)子數(shù)之比為_，中子數(shù)之比為_，電解產(chǎn)生的氫氣在同溫同壓下體積之比為_，質(zhì)量之比為_。(3)2 g AO中電子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多3.01×1022個，則A的相對原子質(zhì)量為_。考點質(zhì)量數(shù)與相對原子質(zhì)量題點相關(guān)綜合答案(1)5(2)1098910959(3)32解析(1)氯化氫有H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl；但H37Cl與T35Cl的相對分子質(zhì)量相同，所以相對分子質(zhì)量有5種。(2)設(shè)質(zhì)量都為1 g，HO與DO的質(zhì)子數(shù)之比為(×10)(×10)109，中子數(shù)之比為(×8)(×10)89，電解產(chǎn)生的氫氣在同溫同壓下的體積比，即物質(zhì)的量之比為109，質(zhì)量比為(×2)(×4)59。(3)多出來的電子數(shù)就是離子所帶的電荷數(shù)。AO電子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多的數(shù)目48Ar(A) g 2×6.02×10232 g 3.01×1022得Ar(A)32。