2022高中化学第一章物质结构元素周期律1.1元素周期表第3课时核素学案新人教版必修2

2022高中化学第一章物质结构元素周期律1.1元素周期表第3课时核素学案新人教版必修2 一、原子的构成、质量数1原子的构成原子2质量数(1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。(2)质量数为A，质子数为Z的X元素原子可表示为X。(3)两个关系：质量关系：质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。数量关系：原子序数核电荷数质子数核外电子数。(4)C的质量数为14，质子数为6，中子数为8。Na的质量数为23，质子数为11，核外电子数为10。(1)一个信息丰富的符号解读X(2)粒子中的电性关系电中性微粒(分子或原子)：质子数核外电子数。阳离子Xm：质子数核外电子数m。阴离子Xm：质子数核外电子数m。例1(2018·邢台市一中3月月考)下列关于F微粒叙述正确的是()A质量数为19，电子数为9B质子数为9，中子数为10C质子数为9，电子数为9D中子数为10，电子数为8考点原子的构成、质量数题点离子中构成微粒间的数量关系答案B解析F微粒的质量数为19，电子数为10，质子数为9，中子数为10。特别提示(1)质量数质子数中子数，该关系适用于原子和离子。(2)核电荷数(质子数)核外电子数，只适用于原子和分子。(3)对离子进行电子数与质子数换算时应该注意阳离子和阴离子的区别。(4)并非所有的原子都是由质子、中子、电子构成，如H不含中子。例2已知R原子有b个中子，R2核外有a个电子。表示R原子符号正确的是()A.RB.RC.RD.R考点原子的构成、质量数题点原子构成的表示方法答案C解析R2核外有a个电子，则R原子的质子数为a2，质量数为ab2，则R原子为 R。二、核素、同位素1核素(1)概念：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。(2)实例氢的三种核素。原子符号(X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)H氕10H或D氘11H或T氚122.同位素(1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子(核素)互称为同位素，即同一元素的不同核素互称为同位素，如H、H(D)、H(T)互称为同位素。(2)特点两同两不同两同：质子数相同，元素相同；两不同：中子数不同，原子不同。(3)用途放射性的C用于考古断代。H和H用于制造氢弹。放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。元素、核素、同位素之间的关系例3填空(1)S2中的质子数是_，中子数是_，核外电子数是_，质量数是_。(2)微粒“AXn”核外有18个电子，则它的核电荷数为_，核内中子数为_。(3)由1HO与2HO所代表的物质中，共有_种元素，_种原子，_种分子，互为同位素的原子有_。考点元素、核素、同位素题点相关概念的综合答案(1)16181834(2)18nA(18n)(3)2421H和2H、16O和17O特别提示“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。如O与O互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。例4最近医学界通过用放射性14C标记的C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病病毒(AIDS)。则有关14C的下列说法中正确的是()A14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同B14C原子与14N原子中所含中子数相同C14C与C60互为同素异形体D14C与12C、13C互为同位素考点元素、核素、同位素题点相关概念的综合答案D解析构成C60的碳原子为12C，它与14C互为同位素，二者化学性质几乎完全相同，A项错误；14C原子的中子数为1468,14N原子的中子数为1477，二者所含中子数不同，B项错误；14C是碳元素的一种核素，是原子，C60是碳元素组成的一种单质，二者不是同素异形体的关系，C项错误；12C、13C、14C质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确。思维启迪同位素、同素异形体及其判断(1)同种元素可以有多种不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数。(2)判断某微粒是同位素还是同素异形体，关键是要确定微粒的类别。只有原子才可能是同位素，单质才可能是同素异形体。例5下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定是同一元素质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子电子数相同的粒子不一定是同种元素一种元素不可以形成不同单质某元素的相对原子质量取整数值就是质量数ABCD考点元素、核素、同位素题点相关概念的综合答案B解析质子数相同，一种是分子而另一种是原子时，则不是同一元素，如H2O、Ne，错误；质子数相同、电子数也相同的两种微粒，电性、电量必然相同，不可能一种是分子，另一种是离子，正确；电子数相同的粒子不一定是同种元素，如Na、He均为10电子微粒，正确；一种元素可以形成不同的单质，如O2、O3，金刚石、石墨，红磷、白磷等，错误；由于绝大多数元素存在同位素，元素的相对原子质量不等于某同位素原子的相对原子质量，因此元素的相对原子质量取整数值也不一定是质量数，错误。方法规律质子数与核外电子数相同的微粒若两种微粒含有的质子数与核外电子数分别相同，则两种微粒一定带有相同电荷。可能有以下四种情况：(1)两种核素，如16O和18O；(2)两种分子，如H2O和NH3；(3)两种阳离子，如NH和Na；(4)两种阴离子，如OH和F。1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)(1)所有的原子都由质子、中子和核外电子构成()(2)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数()(3)质子数相同的微粒一定属于同一种元素()(4)2H核外电子数为2()(5)1HO的摩尔质量为20g·mol1()(6)13C和15N核内中子数相差1()(7)U和U是中子数不同、质子数相同的同种核素()(8)H2、D2、T2互为同位素()(9)DO中，质量数之和是质子数之和的两倍()(10)在18g18O2中含有NA个氧原子()考点原子构成题点相关综合答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)(6)(7)×(8)×(9)(10)2下列描述中不正确的是()A37Cl与39K具有相同的中子数B第114号元素的一种核素X与82Pb具有相同的最外层电子数CH3O与OH具有相同的质子数和电子数DO和S2具有相同的质子数和电子数考点原子构成题点相关综合答案C解析37Cl、39K的中子数均为20；原子序数为114的元素位于第七周期A族，与Pb处于同主族，最外层电子数相等；H3O的质子数和电子数分别为11、10，OH的质子数和电子数分别为9、10；O、S2的质子数均为16、电子数均为18。3在粒子NH3D中，电子数、质子数和中子数之比为()A10711B11118C10118D11810考点原子构成题点离子中构成微粒间的数量关系答案C解析在粒子NH3D中有一个N,3个H,1个H，故NH3D中含有的电子数为731110，质子数为73111，中子数为718。4下列说法中，不正确的是()A元素可以理解为同位素的总称B同位素的质量数不同，中子数不同，原子序数相同，质子数相同，核外电子数相同，其物理性质有差异，其化学性质几乎相同C同一元素的不同核素之间互称同位素D同位素是针对原子而言的，核素是针对元素而言的考点元素、核素、同位素题点相关概念的综合答案D解析具有相同质子数(即核电荷数)的同一类原子叫做元素。具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素。有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，叫做核素。所以A、B、C都正确。同位素是针对原子而言的，核素也是针对原子而言的，选项D不正确。5某种元素A的核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质2.8g与氧气充分反应，可得6g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族考点质量数与相对原子质量题点质量数与相对原子质量的综合答案B解析由题意知：设A的相对原子质量为Ar，则：O2AO232 Ar326 g2.8 g 6 g列式：，求得Ar28，质量数约等于相对原子质量，又由A的核外电子数等于核内中子数可知，A的质子数为14，即A为硅元素，在元素周期表的第三周期第A族。6(1)48g12C18O2分子中的中子数N_。(2)硫原子核内有16个中子，其质量数为32，则16gS2所含电子的物质的量为_mol。(3)某元素的同位素X，其氯化物为XCl2。1.11g溶于水配成溶液后，加入1mol·L1的AgNO3溶液20mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子，则X元素在元素周期表中的位置是_。考点质量数与相对原子质量题点相关综合答案(1)26NA(2)9(3)第四周期A族解析(1)由题意可知，12C18O2分子的相对分子质量为48，所以48 g 12C18O2分子为1 mol，其中的中子数N26NA。(2)硫原子核内有16个中子，其质量数为32，则1 mol的S2有18 mol的电子，而16 g S2即为0.5 mol，则有(18×0.5) mol的电子，一共有9 mol的电子。(3)加入1 mol·L1的AgNO3溶液20 mL恰好完全反应，说明其中含有氯离子的物质的量为0.02 mol，所以氯化物XCl2的物质的量为0.01 mol，而0.01 mol的该氯化物的质量为1.11 g，则说明1 mol的该氯化物的质量为111 g，所以可以推测，X的相对原子质量为40。所以该元素为第四周期A族的钙元素。对点训练题组一原子的构成及其微粒间的关系1任何原子都具有的粒子是()A质子、中子和电子B质子和中子C质子和电子D中子和电子考点原子的构成、质量数题点原子的构成答案C解析一般来说，原子是由质子、中子和电子三种粒子构成的，但有一种原子(1H)的原子核内却没有中子，1H原子仅由1个质子和1个电子构成。由此可见任何原子都具有的粒子是质子和电子，而不一定有中子。2(2018·徐州五中高一期中)2017年9月3日朝鲜又进行了核试验，引起国际社会的极大关注。U是一种重要的核燃料，这里的“235”是指该原子的()A质子数B质量数C电子数D中子数考点原子的构成、质量数题点原子构成的表示方法答案B解析U中的“235”是指该原子的质量数，答案选B。3(2018·上海市崇明区月考)歼­20将Po涂于表面以屏蔽雷达，起到隐身作用。该Po(钋)原子核外电子数是()A42B84C125D209考点原子的构成、质量数题点原子中构成微粒间的数量关系答案B解析质子数等于核外电子数，该Po(钋)原子核外电子数是84，答案选B。4(2018·大同市三中4月月考)已知某粒子Rn，则元素R的原子序数是()AZBAZCZnDZn考点原子的构成、质量数题点离子构成微粒间的数量关系答案A解析根据原子构成，A代表的是质量数，Z代表的是质子数，质子数原子序数核电荷数，因此该元素的原子序数为Z，故选项A正确。5(2017·临沂高一检测)已知R2的核内有n个中子，R原子的质量数为M，则mgR2中含有电子的物质的量为()A.molB.molC.molD.mol考点原子的构成、质量数题点一定质量的离子或分子中所含粒子的计算答案D解析R2含有的电子数为Mn2，m g R2的物质的量为mol，则m g R2中含有电子的物质的量为mol。题组二元素、核素、同位素6(2018·河北深州中学高一期中)14C常用于测定生物遗骸的年份。下列说法正确的是()A14C含有14个中子B14C与14N含有相同的质子数C14C与C60互为同位素D14C与12C是两种不同的核素考点元素、核素、同位素题点核素的概念答案D解析14C的中子数质量数质子数1468；C的质子数为6，N的质子数为7；C60为单质，因此两者不互为同位素，故C错误；质子数相同，质量数不同，且属于同种元素，因此两者是不同的核素，故D正确。7(2017·淮北高一检测)下列各组微粒属同位素的是()16O2和18O2H2和D2O和O1HO和2HOCl和ClABCD考点元素、核素、同位素题点同位素、同异素形体的识别与判断答案B解析同位素是原子和原子之间的互称，均不是原子，只有是原子，而且质子数相同，中子数不同，符合同位素的定义，所以选B。8(2018·济南外国语学校月考)Ne是最早发现的Ne元素的稳定同位素，汤姆逊(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了Ne。下列有关说法正确的是()A.Ne和Ne是同素异形体B.Ne和Ne属于不同的核素C.Ne和Ne的性质完全相同D.Ne转变为Ne为化学变化考点元素、核素、同位素题点两种核素的比较答案B解析Ne和Ne的质子数相同，中子数不同，互为同位素，A错误；Ne和Ne的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，B正确；Ne和Ne的化学性质完全相同，物理性质不同，C错误；Ne转变为Ne中没有新物质生成，不是化学变化，D错误。9两种微粒的核外电子数相同，核电荷数不同。则它们可能是()A不同元素的原子和离子B不同元素的两种原子C同种元素的原子和离子D同种元素的两种原子考点元素、核素、同位素题点相关概念的综合应用答案A解析两种微粒的核电荷数不同，而核外电子数相同，因此只能为原子(稀有气体)和离子，例如He和Li、Ne和O2等；或离子和离子，例如O2和F、Na和Mg2、F和Al3；或分子与离子，例如H2O与Na。10有六种微粒，它们分别是M、N、X、Q、Y2、Z，它们所属元素的种类为()A3种B4种C5种D6种考点元素、核素、同位素题点多种微粒的元素及核素种类的判断答案B解析质子数决定元素的种类，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。题组三质量数与原子的相对原子质量11我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所构成的单质气体。18O是一种稳定的同位素，称为重氧。下列有关说法不正确的是()A1.8g18O构成的气体的物质的量是0.05molB0.1mol重氧水HO所含的中子数约为6.02×1023C0.2mol18O2气体的体积约为4.48LD18O2的摩尔质量为36g·mol1考点质量数与原子的相对原子质量题点质量数与相对原子质量的关系答案C解析A中1.8 g 18O所构成的气体为18O2，所以其物质的量为0.05 mol，A项正确；HO一个分子中所含的中子数为18810，所以0.1 mol HO的中子数约为6.02×1023，B项正确；0.2 mol18O2气体所处的状态不一定是标准状况，其体积不一定为4.48 L，C项错误；18O2的摩尔质量为36 g·mol1，D项正确。12(2017·洛阳模拟)下列说法正确的是()A由H、D、T构成的氢分子有3种BH2、D2、T2互为同素异形体CH2、D2、T2在相同条件下的密度之比为123D核聚变属于化学变化考点质量数与相对原子质量题点不同核素构成分子的相对分子质量的判断答案C解析H、D、T组合有H2、D2、T2、HD、HT、DT6种，故A项错误；H2、D2、T2不互为同素异形体，故B项错误；H2、D2、T2在相同条件下的密度之比等于气体相对分子质量之比，为246123，故C项正确；核聚变不是化学变化，故D项错误。综合强化13(2018·山东选课走班二调)在Al、Si、P、S、Lr、Lr中：(1)_和_互为同位素。(2)_和_的质量数相等，但不互为同位素。(3)_和_的中子数相等，但质子数不等，所以不是同一种元素。(4)以上所列共有_种核素。考点元素、核素、同位素题点核素的相关综合答案(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)中性原子的中子数N_。(2)AXn共有x个电子，则该阳离子的中子数N_。(3)AXn共有x个电子，则该阴离子的中子数N_。(4)12C16O2分子中的中子数N_。(5)A2原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2所含电子的物质的量为_。考点原子的构成、质量数题点微粒间数量关系的相关综合答案(1)AZ(2)Axn(3)Axn(4)22(5)mol解析(1)根据“质子数中子数质量数”的关系，得NAZ。(2)AXn共有x个电子，中性原子X的电子数为xn，则NAxn。(3)AXn共有x个电子，中性原子X的电子数为xn，则NAxn。(4)12C16O2分子中的中子数为68822。(5)A2所含电子数为mx2，则ngA2所含电子的物质的量为mol。15(1)已知氢有3种常见原子：H、H、H(或H、D、T)，氯有2种常见原子：35Cl、37Cl，氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有_种。(2)质量相同的HO和DO所含质子数之比为_，中子数之比为_，电解产生的氢气在同温同压下体积之比为_，质量之比为_。(3)2gAO中电子数比质子数多3.01×1022个，则A的相对原子质量为_。考点质量数与相对原子质量题点相关综合答案(1)5(2)1098910959(3)32解析(1)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。(2)设质量都为1 g，HO与DO的质子数之比为(×10)(×10)109，中子数之比为(×8)(×10)89，电解产生的氢气在同温同压下的体积比，即物质的量之比为109，质量比为(×2)(×4)59。(3)多出来的电子数就是离子所带的电荷数。AO电子数比质子数多的数目48Ar(A) g 2×6.02×10232 g 3.01×1022得Ar(A)32。