资源描述
第3课时 核素
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.原子结构中的微粒数关系及表示方法
1,2,6,7,10
12,13,15
2.“四素”概念及辨析
3,4,5,11
14
3.综合应用
8,9
16,17,18
[基本目标]
1．下列描述中，不正确的是( )
A．14N与15N具有相同的质子数
B．18O与17O具有相同的电子数
C．18O与19F具有相同的中子数
D．12C与13C具有相同的质量数
D 解析 14N与15N的质子数都是 7；18O和17O的电子数都是8；18O和19F的中子数都是10；12C与13C的质量数分别为12和13。
2．在粒子NH3D＋中，电子数、质子数和中子数之比为( )
A．10∶7∶11 B．11∶11∶8
C．10∶11∶8 D．11∶8∶10
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7＋3＋1－1＝10，质子数为7＋3＋1＝11，中子数为7＋1＝8。
3．我国在世界上率先宣布研制出“全碳气凝胶”，其密度是0.16 g·cm－3，成为已知的最轻固态材料。对这种物质的认识正确的是( )
A．是碳元素的一种同素异形体
B．是碳元素的一种同位素原子
C．全部由12C组成
D．能溶于水
A 解析 “全碳气凝胶”应是碳的一种新单质。
4．简单原子的原子结构可用如图所示方法形象表示：
其中 表示质子或电子， 表示中子，则下面关于①②③的叙述正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的微粒
D．①②③具有相同的质量数
A 解析 由图示可知①②③分别表示 H、 H、 H，三者互为同位素。
5．下列各组微粒属同位素的是( )
①16O2和18O2 ②H2和D2 ③O和O ④1HO和2HO ⑤Cl和Cl
A．①② B．③⑤
C．④ D．②③
B 解析 同位素是原子和原子之间的互称，①②④均不是原子，只有③⑤是原子，而且质子数相同，中子数不同，符合同位素的定义。
6．“天宫一号”的燃料是氢化锂三兄弟：LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7，下列对这三种物质的说法中正确的是( )
A．质子数之比为1∶2∶3
B．中子数之比为1∶1∶1
C．摩尔质量之比为8∶9∶10
D．化学性质不相同
C 解析 锂原子质子数为3，质量数为7，其中子数为4; H、D、T质子数均为1，中子数分别为0、1、2，所以LiH、LiD、LiT的质子数之比为(3＋1)∶(3＋1)∶(3＋1)＝1∶1∶1，中子数之比为(4＋0)∶(4＋1)∶(4＋2)＝4∶5∶6，A、B项错误；三种物质的摩尔质量之比为(7＋1)∶(7＋2)∶(7＋3)＝8∶9∶10，C项正确；化学性质与核外电子数有关，LiH、LiD、LiT的核外电子数均相同，故化学性质相同，D项错误。
7．我国科学家通过测量SiO2中 26Al 和 10Be 两种元素的比例来确定“北京人”年龄，这种测量方法叫铝铍测年法。关于26Al 和 10Be 的说法不正确的是( )
A．10Be和 9Be是中子数不同、质子数相同的不同原子
B．10Be的原子核内中子数比质子数多
C．5.2 g 26Al3＋中所含的电子数约为6.02×1024
D．26Al和 26Mg的质子数、中子数和核外电子数均不相同
C 解析 10Be和 9Be互为同位素，中子数不同，质子数相同，A项正确；10Be的原子核内质子数为4，中子数为10－4＝6，中子数比质子数多，B项正确；5.2 g 26Al3＋中所含的电子数约为×(13－3)×NA≈1.2×1024，C项错误；26Al和26Mg的质子数分别为13、12，中子数分別为13、14，核外电子数等于质子数，故二者的质子数、中子数和核外电子数都不相同，D项正确。
8．最近，我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所形成的单质气体。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( )
A．1.8 g18O形成的重氧气体的物质的量是0.05 mol
B．0.1 mol重氧水HO所含的中子数约为6.02×1023个
C．0.2 mol18O2气体的体积约为4.48 L
D．18O2气体的摩尔质量为36 g/mol
C 解析 18O 所形成的气体为18O2，所以1.8 g18O 所形成的气体的物质的量为＝0.05 mol，A项正确；HO中所含的中子数为18－8＝10，所以0.1 mol HO的中子数为0.1×10NA＝NA, B项正确；0.2 mol18O2气体在标准状况下体积为4.48 L，C项错误；18O2的摩尔质量为18×2 g/mol＝36 g/mol，D项正确。
9．设某元素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．这种元素的相对原子质量为m＋n
C．若 12C原子的质量为W g，该元素原子的质量为 (m＋n)W g
D．该元素核内中子的总质量小于质子的总质量
A 解析 解答此类题关键是掌握元素的相对原子质量与同位素的相对原子质量概念的区别，不能混淆。元素的相对原子质量等于其各种天然、稳定的同位素的相对原子质量与它们在元素中所占的原子个数百分数的乘积之和。所给元素的其他同位素不能确定，所以元素的相对原子质量就不能确定，因此，A项正确，B项错误；同位素的相对原子质量等于该原子的质量与12C原子质量的的比值，即Ar＝，若该同位素原子的相对原子质量用质量(m＋n)代替进行近似计算，那么，此原子的质量应为g，C项错误；原子的原子核中，质子数与中子数相对大小关系是不固定的，此题中中子的总质量与质子的总质量无法比较，D项错误。
10．同温同压下，体积相同的A、B两个容器中，分别充满由14N、13C、18O三种原子构成的一氧化氮(14N18O)和一氧化碳(13C18O)。
(1)两容器中气体分子数________(填“相同”或“不相同”，下同)。
(2)两容器中质子数________、电子数________。
(3)两容器中中子数________、质量数________。
(4)28 g 13C18O与标准状况下22.4 L 14N18O所含中子数________。
解析 (1)同温同压、同体积两容器中气体分子数相同。(2)NO的质子数为7＋8＝15，CO的质子数为6＋8＝14，两容器内质子数不同，电子数等于质子数，故电子数也不同。(3)14N18O的中子数为17,13C18O的中子数也是17，两种气体分子数相同，故中子数相同。(4)28 g 13C18O不是1 mol，与1 mol 14N 18O所含中子数不同。
答案 (1)相同 (2)不同 不同
(3)相同 不同 (4)不同
11．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。
答案 (1)Lr Lr (2)P S (3)Al Si (4)6
[发展目标]
12．阴离子Xn－含N个中子，X的质量数为A，则a g X的氢化物中含质子的物质的量是( )
A．(N－a) mol B．(n＋A) mol
C．(N＋n) mol D．(A－N＋n) mol
D 解析 X的阴离子为Xn－，则X的氢化物为HnX，质量数＝质子数＋中子数，则X原子的质子数为A－N，HnX的质子数为A－N＋n，质量数为A＋n，则a g X的氢化物中含有质子的物质的量是(A－N＋n) mol。
13．离子RO中共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含中子的数目( )
A．A＋n＋48＋x B．A－n－24－x
C．A－n＋24－x D．A＋n＋24－x
D 解析 设R的中子数为a，则R原子的质子数＝电子数＝A－a，则x＝A－a＋3×8＋n，可知a＝A＋24＋n－x。
14．金属钛(Ti)被称为未来“钢铁”，也称为“太空金属”。对钛元素的核素 Ti、Ti、Ti、Ti、Ti，下列说法中不正确的是( )
A．上述核素中，Ti原子核中的中子数不可能为30
B．题述中包括5种钛元素，且质子数都为22
C．题述中包括5种钛原子，即钛元素的5种核素
D．钛的相对原子质量不可能为46，也不可能为50
B 解析 钛的五种核素的中子数依次为24、25、26、27、28，A项正确；钛元素只有1种，5种原子就是5种核素，B项错误，C项正确；钛的相对原子质量介于46～50之间，D项正确。
15．A、B分别为第三、四周期同一主族元素，它们原子核内的质子数等于中子数。①若A为第ⅡA族元素，其质量数为x，则B的质子数为y。②若A为第ⅣA族元素，其质子数为m，则B的质量数为n，则y和n的值分别是( )
A．、(2m＋18) B．、(2m＋18)
C．、(2m＋36) D．、(2m＋36)
C 解析 根据第三周期和第四周期同主族元素之间原子序数(质子数)相差8或18，即可作出正确判断。若A为第Ⅱ A族元素，A的质子数为，那么B的质子数y＝＋8。若A为第ⅣA族元素，则B的质子数为m＋18，那么n＝2×(m＋18)＝2m＋36。
16．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n g A2－所含电子的物质的量为____________。
解析 根据“质子数＋中子数＝质量数”的关系，(1)N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的电子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的电子数为 x－n，则N＝A－x＋n。(4)12C16O2分子中的中子数为6＋8＋8＝22。(5)A2－所含电子数为m－x＋2，则n g A2－所含电子的物质的量为 mol。
答案 (1)A－Z (2)A－x－n (3)A－x＋n (4)22
(5) mol
17．近年来，科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的 Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观察到，这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：
(1)Fe原子的核内中子数为________，该原子的核外电子数为________。
(2)以下关于Fe的叙述正确的是________(填字母)。
A．Fe与Fe是两种核素
B．科学家获得了一种新元素
C．Fe的衰变不是化学变化
D．这种铁原子衰变放出两个质子后变成 Fe
(3)某同学认为 Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是________________________________________________________________________。
解析 (1)Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，电子数＝质子数＝26。
(2)Fe与Fe的质子数相同，属同一元素，但中子数不同，是两种不同的核素；Fe元素不是一种新元素，Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质。
答案 (1)19 26 (2)AC (3)Fe与 Fe的核外电子排布相同，化学性质几乎完全相同
18．(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)2 g AO中电子数比质子数多3.01×1022个，则A的相对原子质量为________。
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)＝10：9，中子数之比为(×8)：(×10)＝8：9，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：＝10：9，质量比为(×2)：(×4)＝5：9。
(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
[48＋Ar(A)]g 2×6.02×1023
2 g 3.01×1022
得Ar(A)＝32。
答案 (1)5 (2)10：9 8：9 10：9 5：9 (3)32
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