2020-2021学年新教材高中化学 第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构与元素周期表 第2课时 核素巩固提升训练（含解析）新人教版必修第一册.docx

1、第2课时核素夯实基础轻松达标1.简单原子的原子结构可用下图形象地表示。其中,表示质子或核外电子,表示中子,则下列有关的叙述正确的是()A.互为同位素B.属于不同的元素C.是三种化学性质不同的粒子D.具有相同的质量数答案A解析由图示可知表示11H,表示12H,表示13H,三者互为同位素,化学性质几乎完全相同。2.为纪念编制了第一个元素周期表的俄国化学家门捷列夫,人们把第101号元素(人工合成元素)命名为钔。该元素最稳定的一种原子可以表示为101258Md,该原子所含中子的数目为()A.56B.157C.258D.101答案B解析中子数=质量数-质子数=258-101=157。3.(2020湖北荆

2、州中学月考)2019年1月3日上午10时26分,嫦娥四号探测器实现人类探测器首次月背软着陆。月背探测器用的是同位素温差发动机,使用的放射性同位素有3890Sr(锶)、94238Pu(钚)、84210Po(钋)。通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是()A.位于周期表中同一周期同一族的不同的核素,一定互为同位素B.氧有三种核素16O、17O、18O,所以自然界中的氧气分子共有6种C.同位素是指质子数相同中子数不同的微粒间的互称D.温差发动机使用时没有发生化学变化答案D解析位于周期表中同一周期第族的不同的核素,质子数可能不相等,所以它们之间不一定互为同位素,故A错误;因为同位素的化学

3、性质相同,氧虽然有三种核素16O、17O、18O,但自然界中的氧气分子为1种,故B错误;同位素是指质子数相同中子数不同的不同核素之间的互称,故C错误;温差发动机使用时是将放射性同位素衰变时产生的能量转变成电能,发生的是核反应,没有发生化学变化,故D正确。4.张青莲是我国著名的化学家,1991年他准确测得In的相对原子质量为114.818,被国际相对原子质量委员会采用为新的标准值。这是相对原子质量表中首次采用我国测定的相对原子质量值。则下列关于In的说法中,错误的是()A.49115In原子核外有49个电子B.49115In原子核内有49个中子C.49115In原子核内质子数和中子数之和等于其质

4、量数,为115D.49115In是In元素的一种核素答案B解析根据核素的表示方法,In的质子数为49,质量数为115,则中子数为66,B项错误。5.最近,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()A.1.8 g 18O2气体的物质的量是0.05 molB.0.1 mol H218O所含的中子数约为6.021023C.0.2 mol 18O2气体的体积约为4.48 LD.18O2气体的摩尔质量为36 gmol-1答案C解析A中1.8g18O2的物质的量为1.8g36gmol-1=0.05mol;B中一个H218

5、O分子所含的中子数为18-8=10,所以,0.1molH218O的中子数为0.1106.021023=6.021023;C中0.2mol18O2气体在标准状况下的体积为4.48L;D中18O2的摩尔质量为36gmol-1。6.1919年,科学家第一次实现了人类多年的梦想人工转变元素。这个核反应如下:714N+24HeO+11H。下列叙述正确的是()A.817O原子核内有9个质子B.11H原子核内有1个中子C.O2和O3互为同位素D.通常情况下,He和N2化学性质都很稳定答案D解析817O原子核内质子数是8,A错误;11H原子核内中子数是1-1=0,B错误;O2和O3互为同素异形体,C错误;通常

6、情况下,He和N2化学性质都很稳定,D正确。7.(2020辽宁大连第二十四中学高一检测)据悉,地球上的氦元素主要以4He的形式存在,而月球上的土壤中吸附着数百万吨3He,据估算3He核聚变所释放的能量可供人类使用上万年。下列说法正确的是()3He、4He的化学性质基本相同3He、4He具有相同的中子数3He核聚变是化学变化3He、4He互为同位素等质量的3He和4He的物质的量之比为43等质量的3He和4He气体在相同条件下,其体积之比为34A.B.C.D.答案B解析3He、4He都是氦元素的核素,其质子数相同,中子数不同;3He和4He核外电子排布相同,所以它们的化学性质基本相同;3He核聚

7、变不属于化学变化,因为化学变化中原子核不变;3He、4He互为同位素,3He、4He表示两种氦原子;3He、4He的摩尔质量分别为3gmol-1、4gmol-1(注意He为稀有气体,其分子为单原子分子),则等质量的3He和4He的物质的量之比为43,在相同条件下,两气体的体积之比为43。8.下列说法正确的是()A.有H、D、T与16O、17O、18O相互结合为水,可得水分子18种,相对分子质量不同的水分子种数为8种B.H2、D2、T2互为同素异形体C.H2、D2、T2在相同条件下的密度比为123D.氕、氘发生核聚变成其他元素,属于化学变化答案C解析H、D、T可组合为H2、D2、T2、HD、HT

8、、DT共6种,16O、17O、18O共3种,所以构成的水分子共有63=18种,相对分子质量不同的水分子共计7种,A项错误;H2、D2、T2均为氢气单质,属于一种物质,B项错误;H2、D2、T2在相同条件下的密度比等于气体相对分子质量之比为246=123,C项正确;氕、氘发生核聚变成其他元素,属于核反应,不是化学变化,D项错误。9.科学家们发现氢元素有三种同位素原子。(1)分别写出它们的名称:、。写出用于制造氢弹原料的同位素原子。(2)已知氯有2种常见同位素原子35Cl、37Cl,氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有种。(3)质量相同的H216O和D216O所含质子数之比为,中子数之比为。

9、答案(1)氕氘氚12H、13H(或D、T)(2)5(3)10989解析(2)氯化氢有H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl6种,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)质量都为1g的H216O与D216O的质子数之比为118120=109,中子数之比为(1188)(12010)=89。提升能力跨越等级1.(双选)(2020山东威海高一期中改编)下列叙述正确的是()A.任何原子或离子的组成中都含有质子B.16O2和18O2互称为同素异形体C.40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等D.同位素是不同核素,物理性质不完全相同、化学

10、性质相同答案AD解析任何原子或离子的组成中都含有质子,故A正确;16O和18O是互为同位素的两种核素,它们形成的单质16O2和18O2不是互为同素异形体,而是同一种物质,故B错误;40K质子数是19、中子数是21,40Ca质子数是20、中子数是20,故C错误;同位素指的是同种元素的不同核素,物理性质不完全相同,如不同核素的质量不同,故D正确。2.无放射性的同位素被称之为“稳定同位素”,在陆地生态系统研究中,2H、13C、15N、18O、34S等常作环境分析指示物。下列有关一些“稳定同位素”的说法正确的是()A.34S原子核内中子数为16B.2H+的酸性比1H+的酸性更强C.16O与18O的化学

11、性质几乎完全相同D.13C和15N原子核内的质子数相差2答案C解析34S原子核内中子数为34-16=18,A项错误;酸性强弱只与H+的浓度有关,而与质量数或中子数无关,B项错误;原子的化学性质取决于最外层电子数,与质量数无关,C项正确;C、N的质子数分别为6和7,故相差1,D项错误。3.有ZAX和ZA+1X+两种粒子,下列叙述正确的是()A.一定都是由质子、中子、电子构成的B.化学性质几乎完全相同C.质子数一定相等,质量数和中子数一定不相等D.核电荷数和核外电子数一定相等答案C解析由题意知,ZAX和ZA+1X+分别为同种元素的原子和离子,两者质子数相等,中子数不等,电子数不等。ZAX的中子数N

12、=A-Z,N可能为0,故A项错误;决定微粒化学性质的是最外层电子数,同种元素的原子与离子的最外层电子数不同,所以化学性质不同,故B项错误;ZAX和ZA+1X+的核电荷数相等,但核外电子数不相等,故D项错误。4.某元素一种同位素原子的质子数为m,中子数为n,则下述论断正确的是()A.该元素的相对原子质量为(m+n)B.这种元素的原子序数为nC.W g此原子的物质的量约为Wm+n molD.核内中子的总质量小于质子的总质量答案C解析该元素一种同位素的相对原子质量为(m+n),A项错误;这种元素的原子序数为m,B项错误;该同位素原子的摩尔质量为(m+n)gmol-1,所以Wg此原子的物质的量约为Wm

13、+nmol,C项正确;原子核内质子数、中子数不确定,无法计算核内中子总质量和质子总质量的相对大小,D项错误。5.下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定属于同一种元素同一元素的核素种数由中子数决定同位素的化学性质几乎相同质子数相同、电子数也相同的两种粒子,不可能是一种分子和离子Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数之比与HCl中35Cl与37Cl的个数之比相等A.B.C.D.答案D解析Ne与HF的质子数均为10,但二者不是同一元素,故是错误的;同一元素的核素中质子数相同,中子数不同,显然中子数决定同一元素的核素种数,故正确;一种分子和一种离子,如果质子数相等,它们的电子数一定不等,故正确;

14、同位素的质子数相同,化学性质几乎相同,但其质量数不同,物理性质不同,在自然界中其原子百分组成不变,故正确。6.(双选)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数不相等答案CD解析由于12C18O和14N2的相对分子质量不等,故体积相等的两种气体的质量不等,因此密度不等,故A项错误;1个12C18O分子中有16个中子,1个14N2分子中含有14个中子,二者均为双原子分子,原子数相等,即分子数相等,但中子数不等,故B项错误;12C18O和14N2均为14电子分子,

15、同温同压下,二者体积相等则分子数相等,所具有的电子数相等,故C项正确;12C18O和14N2分子内均有14个质子,由于二者的相对分子质量不等,故等质量的两种分子所具有的质子数不等,故D项正确。7.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2645Fe原子,接着,科学家又使用特制的测量仪器观测到,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)该2645Fe原子的核内中子数为,该原子的核外电子数为。(2)以下关于2645Fe的叙述正确的是。A.2645Fe与2656Fe是两种核素B.科学家获

16、得了一种新元素C.2645Fe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2643Fe(3)某同学认为2645Fe在一定条件下也可与氧气反应,他的判断依据是。答案(1)1926(2)AC(3)2645Fe与2656Fe的核内质子数相同,互为同位素,化学性质几乎完全相同解析(1)2645Fe的中子数=质量数-质子数=45-26=19,电子数=质子数=26。(2)2645Fe与2656Fe的质子数相同,属同一种元素Fe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,2645Fe衰变后变为质子数为24的新原子,原子核发生了变化,不是化学变化。(3)2645Fe与2656Fe的

17、核内质子数相同,互为同位素,化学性质几乎完全相同。8.某元素的一种核素为ZAX,1.11 g该核素的氯化物XCl2配成的溶液需用20 mL 1 molL-1的AgNO3溶液才能把Cl-完全沉淀下来,已知此核素中质子数与中子数相等,则:(1)ZAX的质量数A是。(2)37 g XCl2中所含质子的物质的量为。答案(1)40(2)18 mol解析(1)据Cl-Ag+AgCl可知,1.11gXCl2中所含Cl-的物质的量n(Cl-)=210-2L1molL-1=210-2mol,n(XCl2)=12n(Cl-)=110-2mol,则M(XCl2)=1.11g110-2mol=111gmol-1,则X

18、的质量数A=111-71=40,即X为钙元素。(2)37gCaCl2的物质的量n(CaCl2)=37g111gmol-1=13mol,所含质子的物质的量为13mol(20+172)=18mol。贴近生活拓展创新根据要求回答下列相关问题:(1)科学家进行科学探究时曾用2048Ca轰击97249Bk(锫)生成117293Uus和117294Uus,当时他们认为Uus可能就是一直寻找的第117号元素。下列关于2048Ca、97249Bk(锫)、117293Uus和117294Uus的说法中不正确的是(填字母,下同)。A.117293Uus和117294Uus互为同位素B.2048Ca、97249Bk

19、表示两种核素C.2048Ca、97249Bk(锫)、117293Uus和117294Uus属于四种元素(2)下列关于53131I、55134Cs和55137Cs的说法中正确的是。A.55134Cs和55137Cs的质子数相同,电子数不同B.55134Cs和55137Cs的质量数相同,中子数不同C.55134Cs和55137Cs的质子数相同,质量数不同D.53131I、55134Cs和55137Cs的化学性质基本相同(3)根据53131I、55134Cs组成,回答下列问题:碘原子最外层有7个电子,其原子的核外电子层数为,碘与下列元素性质最相似的是。A.钠B.氯C.氮D.氧铯原子最外层有1个电子,

20、与钠、钾性质相似,碘与铯化合生成稳定化合物,其化学式为。(4)钚的元素符号为Pu,质子数为94。用原子符号表示钚-238、钚-239和钚-240分别为。钚-244的中子数为。答案(1)C(2)C(3)5BCsI(4)94238Pu、94239Pu、94240Pu150解析(1)A项,117293Uus和117294Uus表示同种元素的两种原子,互为同位素,A项正确;B项,一定质子数和一定中子数构成一种核素,即有几种原子就有几种核素,B项正确;C项,2048Ca、97249Bk(锫)、117293Uus和117294Uus属于四种原子、三种元素,C项错误。(2)55134Cs和55137Cs的质

21、子数都是55,质量数分别为134、137,质量数(A)=中子数(N)+质子数(Z),中子数分别为79、82,同位素的化学性质基本相同,但是,53131I、55134Cs和55137Cs属于两种元素的三种原子,碘与铯的化学性质不同。(3)碘原子含53个质子,核外有53个电子,碘最外层有7个电子,根据核外电子排布规律,电子排布为2、8、18、18、7;在钠、氯、氮、氧原子中,只有氯原子最外层有7个电子,一般地,原子最外层电子数决定元素化学性质,即原子最外层电子数相同,其化学性质相似,碘与氯的化学性质相似。铯与钠、钾化学性质相似,说明铯在化合物中显+1价,碘显-1价,碘化铯的化学式为CsI。(4)原子的表示方法:元素符号左上角数字表示质量数,左下角数字表示质子数。质子数与中子数之和等于质量数,钚-244的中子数=244-94=150。