人教版高中化学必修二114 核素doc.docx

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人教版高中化学必修二114核素doc

高中化学学习材料

唐玲出品

1.1.4核素

【典例导悟】

【规律方法】判断元素、同位素和核素时，要抓住各种微粒区别的本质。

即质子数相同的原子就是同种元素；质子数和中子数均相同的就是同种原子，也称为核素，同种元素的不同核素互称同位素。

答题时要认真分析原子表示符号的n组数字。

　，只要Z相同，就是同种元素，Z和A均相同，是同种核素，Z相同，A不相同的互称同位素，Z不相同的无论A是否相同，均不是同种元素，更不能称为同位素。

【思路点拨】解答此题需注意以下两点：

（1）准确区别元素的相对原子质量及原子

的相对原子质量。

（2）掌握元素的相对原子质量的计算方法。

【自主解答】选D。

元素的相对原子质量是根据该元素的

各种核素的相对原子质量和它们所占原子个数百分比计

算的平均值，A错；元素的近似相对原子质量是根据该元

素的各种核素的质量数和它们所占原子个数百分比计算

的平均值，B错；原子的相对原子质量是一个原子的质量

与一个

　　原子质量的

　的比值，C错；只有D正确。

【变式训练】（2009·全国卷Ⅱ）某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63，下列叙述中错误的是（　　）

A.它是副族元素

B.它是第六周期元素

C.它的原子核内有63个质子

D.它的一种同位素的核内有89个中子

【解析】选D。

由于核外的电子数等于质子数，故C正确；由此知该元素是63号元素，其位置在第六周期，且是副族元素，故A、B正确；该元素的相对原子质量为152.0，所以该元素的近似相对原子质量可认为是152.0。

由于它有两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，推知一种核素的质量数大于152.0，另一种小于152.0；又因质子数加中子数等于质量数，所以一种核素的中子数大于89，另一种小于89，故D项错。

【学业达标训练】

【解析】选D。

元素的定义中有两个要点：

a.质子数相同，b.将定义中的“原子”改为“微粒”是错误的，如Ne与HF其质子数均为10，但二者不是同一种元素，故①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②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④正确。

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③⑤正确。

5.（2009·兰州高一检测）X、Y-、Z2-三种微粒的电子层结构相同，则一定不能再相等的是（）

A.中子数　　B.质量数　　C.电子数　　D.核电荷数

【解析】选D。

X、Y-、Z2-的电子层结构相同，则电子数一定相等，X的核电荷数等于其电子数，Y-与Z2-的核电荷数都小于其电子数，所以三者核电荷数不可能相等。

6.据报道N5是破坏力极强的炸药之一，18O2是比黄金还贵重的物质。

下列说法中正确的是（　）

A.18O2中含18个中子

B.18O2与16O2性质完全相同

C.N5和N2互为同位素

D.2N5====5N2是化学变化

【解析】选D。

18O2中含有20个中子，A错；18O2与16O2化学性质几乎相同，物理性质存在明显差别，B错；N2和N5是同素异形体，而不是同位素，它们之间的转化是化学变化，故C错，D对。

7.13C—NMR（核磁共振）、15N—NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，瑞士科学家库尔特、维特里希等人为此获得诺贝尔化学奖。

下列有关13C、15N的叙述正确的是（）

A.15N与14N互为同位素

B.13C与C60互为同素异形体

C.13C、15N具有相同的中子数

D.15N的核外电子数与中子数相同

【解析】选A。

A项，15N与14N质子数相同，中子数不同，二者互为同位素；B项，13C为一种核素，而C60为单质；C项，13C的中子数为7，15N的中子数为8；D项，15N的核外电子数为7，不等于中子数。

8.氧元素有三种核素：

16O、17O、18O，它们在自然界中所占的原子个数百分比分别为：

a%、b%、c%，则下列说法正确的是（）

A.一个16O原子的质量为16g

B.氧元素的近似相对原子质量为（16a%+17b%+18c%）

C.氧元素的近似相对原子质量为：

D.氧元素的相对原子质量为（16a%+17b%+18c%）

【解析】选B。

一个16O原子的质量远小于16g，A错；用各核素的质量数分别乘以所对应的原子个数百分比，得到的数值为元素的近似相对原子质量，所以B正确，C、D错误。

9.（2009·成都高一检测）用A.质子数B.中子数C.核外电子数D.最外层电子数E.电子层数，填写下列空格。

（1）同位素种类由_________决定；

（2）元素种类由_________决定；

（3）某元素有无同位素由_________决定；

（4）核素相对原子质量由_________决定；

（5）主族元素的化学性质主要由_________决定；

（6）核电荷数由_________决定；

（7）碱金属原子失电子能力相对强弱由________决定；

（8）原子得失电子能力相对强弱由_________决定；

【解析】

（1）同位素种类的确定，既要确定元素（质子数），又要确定核素（中子数）。

（2）确定元素只需确定质子数。

（3）某元素有无同位素，已经确定了元素，只要由中子数确定同位素即可。

注意跟

（1）的区别。

（4）核素的相对原子质量的近似整数值等于该核素的质量数，则由质子数和中子数决定。

（5）主族元素最外层电子数决定元素原子得失电子的能力，即化学性质。

（6）核电荷数=质子数。

（7）碱金属元素原子电子层数越多，失电子能力越强，故决定碱金属原子失电子能力相对强弱的因素是电子层数。

（8）原子最外层电子数越少，失电子能力越强，最外层电子数越多，得电子能力越强；最外层电子数相同，电子层数越多，失电子能力越强，得电子能力越弱，故原子得失电子能力的相对强弱是由最外层电子数和电子层数决定的。

答案：

（1）A、B

（2）A（3）B（4）A、B（5）D（6）A（7）E（8）D、E

10.现将某文献资料上记载的相对原子质量的数据摘录如下：

试回答下列问题：

（1）34.969表示______________________。

（2）35.453表示______________________。

（3）35表示______________________。

（4）35.485表示______________________。

（5）24.23%表示______________________。

【解析】氯元素的相对原子质量的求算方法为：

34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453

氯元素的近似相对原子质量的求算方法为：

35×75.77%+37×24.23%=35.485

答案：

（1）核素35Cl的相对原子质量

（2）氯元素的相对原子质量

（3）35Cl的质量数

（4）氯元素的近似相对原子质量

（5）核素37Cl在氯原子总数中所占的个数百分比

【素能综合检测】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）

1.下列叙述错误的是（　）

A.13C和12C属于同一种元素，它们互为同位素

B.1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等

C.14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等

D.6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等

【解析】选D。

13C和12C是碳元素的两种核素，互称同位素，A正确；1H和2H是氢元素的两种不同核素，它们的质子数都是1，B正确；14C和14N质量数都是14，中子数分别为8和7，C正确；6Li和7Li电子数为3，中子数分别为3和4，D错误。

2.（2009·长沙高一检测）简单原子的原子结构可用如图所示方法形象地表示。

其中“　”表示质子或电子，“　”表示中子，则下列关

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粒子

D.①②③具有相同的质量数

3.硼有两种天然同位素10B和11B，硼元素的相对原子质量为10.8，则10B与11B的质量之比为（　）

A.1∶4　　　B.5∶22　　　C.10∶1　　　D.1∶1

】

5.（2009·深圳高一检测）已知自然界的氧原子有3种：

16O、17O、18O，氢原子有1H、2H，从水分子的原子构成来看，自然界的水共有（　）

A.2种　　　B.6种　　　C.9种　　　D.12种

【解析】选C。

形成的水分子分别为：

1H216O、

1H217O、1H218O；2H216O、2H217O、2H218O；1H2H16O、

1H2H17O、1H2H18O，共9种。

7.（11分）（思维拓展题）有A、B、C、D、E5种短周期元素，A与B可形成BA型化合物，且A元素是卤族元素中非金属性最强的元素；金属B的原子核内质子数比它前一周期同主族元素原子的质子数多8；C元素有3种同位素C1、C2、C3，自然界里含量最多的是C1，C3原子的质量数是C1的3倍，C2原子的质量数是C1的2倍；D的气态氢化物的水溶液呈碱性，而其最高价氧化物对应的水化物为强酸；E元素原子的最外层电子数比次外层电子数多4。

（1）写出下列元素的元素符号：

A______，B______，

C______，D______，E______。

（2）写出C1、C2、C33种原子的符号：

C1______，C2______，C3______。

（3）E2-的结构示意图为______。

（4）A与B形成的化合物的化学式是______，

最常见的E原子与C2形成的分子中含______个中子。

【解析】A是卤素中非金属性最强的元素，则A为F；由B与A形成BA及B的质子数特点可知，B为Na；有3种同位素原子的元素为H；由D的气态氢化物呈碱性及其最高价氧化物对应的水化物呈强酸性可知，D为N；由E的电子排布情况可知，E为O。

［实验·探究］

8.（8分）在历史上有很长一段时间，人们一直认为原子是“实心球”，在1911年前后，在新西兰出生的物理学家卢瑟福将一束变速运动的α粒子（质量数为4、中子数为2的+2价离子）射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，由这种“实心球”紧密排列成的金箔，竟被大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不存在似的，但也有极少数α粒子发生偏转，或被笔直地弹回。

这就是著名的α粒子散射实验。

根据以上叙述回答下列问题。

（1）用“

　”的形式写出α粒子的化学式并求其电子数。

（2）根据α粒子散射实验的实验现象，你能得出关于金原子的哪些结构特点？

试写出其中的三点。

①_______________________________________；

②_______________________________________；

③_______________________________________。

（3）美国发射的航空器将我国研制的磁谱仪带入太空，其目的是探索反物质。

反物质的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷。

那么反物质酸碱中和反应的离子方程式该如何表示？

【解析】

（1）这是原子物理中的一个实验，这个实验推翻了原子是一个“实心球”的假设，从而确定了现代原子结构理论。

α粒子是质量数为4、中子数为2的+2价离子，

根据质量数、质子数和中子数的关系可求出α粒子的质子

数为2，所以应该是He元素，α粒子的化学式是

。

He

原子的电子数等于其核内质子数（2个），失去2个电子变成He2+后电子数就是0了，所以α粒子不含电子。

（2）根据α粒子散射实验的实验现象：

大多数α粒子畅通无阻地通过金箔，只有极少数发生偏转或被笔直地弹回，我们可以推测发生偏转或被笔直地弹回的α粒子肯定

是碰到与其所带电荷电性相同或者不带电的质量相对较大的微粒，因为异性电荷会相互吸引，微粒质量只有远大于α粒子的质量时才有可能将其弹回。

所以，这一质量相对较大的微粒很可能就是带正电荷的原子核，其体积非常小，仅占原子体积的很小一部分（只有少数α粒子偏转或反弹），而质量相对非常小的带负电的电子，占了原子的绝大部分体积（多数α粒子通过）。

进一步可以推测金原子核的质量远大于α粒子的质量。

又因为α粒子没有将金原子的电子带走说明金原子核对电子的吸引能力远大于α粒子，则金原子核所带的正电荷比α粒子多并且集中。

（3）本题涉及的内容具有前沿性，它从另一个角度表达了原子的主要构成微粒及其电性关系。

构成反物质的原子称为反原子，反原子与原子的不同之处就是质子和电子所带的电荷性质恰好分别相反，氢原子失去带正电荷的电子形成阴离子H-，氧原子和氢原子各一个构成的原子团获得1个带正电荷的电子形成阳离子OH+，二者之间的反应可表示为H-+OH+====H2O。

答案：

（1）α粒子的化学式是

；电子数是0。

（2）①原子中存在原子核和核外电子

②原子核体积小而质量大，带有远大于α粒子的正电荷

③电子的质量小而占有的空间相对非常大，带负电荷（合理即可）

（3）H-+OH+====H2O