PAGEPAGE1第3課時核素1．了解核素和同位素的概念。2．了解質量數和eq\o\al(A,Z)X的含義。一、質量數1．概念忽視電子的質量，將核內全部質子和中子的相對質量取近似整數值相加所得的數值。2．數值關系質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)。3.eq\o\al(A,Z)X的含義表示一個質量數為A，質子數為Z的X原子。原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質子Z個,中子A－Z個)),核外電子Z個))如eq\o\al(37,17)Cl表示質量數為37，質子數為17的氯原子。二、核素與同位素1．核素(1)定義：具有肯定數目質子和肯定數目中子的一種原子。(2)氫的三種核素原子符號(eq\o\al(A,Z)X)原子名稱氫元素的原子核質子數(Z)中子數(N)eq\o\al(1,1)H氕10eq\o\al(2,1)H或D氘11eq\o\al(3,1)H或T氚122.同位素(1)概念：質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱同位素。即同一元素的不同原子互稱同位素。(2)用途①eq\o\al(14,6)C在考古工作中用于測定一些文物的年頭。②eq\o\al(235,92)U用于制造原子彈、核電站發電等。③eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H用于制造氫彈。④放射性同位素釋放的射線可用于育種、治療惡性腫瘤等。1．下列關于原子的構成，正確的是()A．由質子和電子構成 B．由原子核和核外電子構成C．由質子和中子構成 D．由中子和電子構成解析：原子是由帶正電的原子核和帶負電的核外電子構成，故選B項。答案：B2．(2024·太原市第五中學階段檢測)3H、14C、14N、16O、32S等在科學探討中應用廣泛，下列針對它們的說法正確的是()A．14C和14N互為同位素B．3H的核外電子比2H多一個C．16O和32S原子核內的中子數相等D．等物質的量的14Neq\o\al(16,2)O和14C16O2所含質子數相等解析：14C和14N的質子數不相同，不能互為同位素，A錯誤；3H、2H的核外電子一樣多，均是1個，B錯誤；16O和32S原子核內的中子數分別是16－8＝8、32－16＝16，中子數不同，C錯誤；等物質的量的14Neq\o\al(16,2)O和14C16O2所含質子數相等，均是22mol，D正確。答案：D3．在eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(24,12)Mg、eq\o\al(238,92)U、eq\o\al(14,6)C中：(1)________和________互為同位素。(2)________和________質量數相等，但不能互稱同位素。(3)________和________的中子數相等，但質子數不相等，所以不是同一種元素。解析：(1)質子數相同，中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素，故eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U互為同位素。(2)eq\o\al(14,7)N和eq\o\al(14,6)C質量數相等，但二者質子數不同，不互為同位素。(3)eq\o\al(23,11)Na和eq\o\al(24,12)Mg的中子數均是12，但二者質子數不同，不是同一種元素。答案：(1)eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(238,92)U(2)eq\o\al(14,7)Neq\o\al(14,6)C(3)eq\o\al(23,11)Naeq\o\al(24,12)Mg構成原子或離子的微粒間的數量關系1．粒子組成符號及其含義AZXa±beq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(X——元素符號或原子,A——質量數,Z——核電荷數或質子數,a±——離子所帶電荷數及電性,b——化學式中原子的個數))2．構成原子或離子的微粒間的數值關系(1)質量關系質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)(2)數量關系核電荷數＝質子數＝核外電子數(3)電性關系中性原子：質子數＝核外電子數陽離子：核外電子數＝質子數－所帶電荷數陰離子：核外電子數＝質子數＋所帶電荷數已知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.eq\o\al(b,a)R B.eq\o\al(a＋b－2,a－2)RC.eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)R D.eq\o\al(a＋b,a－2)R【解析】R2＋表示R原子失去2個電子得到的陽離子，R原子含有的電子數為a＋2，R原子的質子數為a＋2，依據公式：質量數＝質子數＋中子數，可計算出R原子的質量數為a＋b＋2，則R原子符號表示為eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)R，C項正確。【答案】C(2024·遼寧六校協作體期中)一些科學家預言，存在穩定的超重元素，如：Z＝114，N＝184的原子，它位于元素周期表的第七周期，第ⅣA族，下列說法正確的是()A．第七周期有50種元素B．該原子的質量數為184C．該元素的相對原子質量為298D．該原子核外有114個電子解析：依據元素周期表的結構可知，第7周期若排滿，容納的元素是32種，A錯誤；質量數是Z＋N＝114＋184＝298，B錯誤；由于元素大部分都有同位素，所以該核素的質量數不能代表該元素的相對原子質量，C錯誤；質子數等于核外電子數，所以該原子核外有114個電子，D正確。答案：D元素、核素、同位素、同素異形體的區分和聯系1．區分名稱內容項目元素核素同位素同素異形體本質質子數相同的一類原子質子數、中子數都肯定的原子質子數相同、中子數不同的核素同種元素形成的不同單質范疇同類原子原子原子單質特性只有種類，沒有個數化學反應中的最小微粒化學性質幾乎完全相同元素相同，性質不同確定因素質子數質子數、中子數質子數、中子數組成元素、結構舉例H、O、S三種元素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三種核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H互稱同位素O2與O3互為同素異形體2.聯系(1)一種單質可能由不同核素構成，如：HD、HT等均為氫元素的單質。(2)一種核素可以構成不同的單質，如16O2、16O3，它們互稱為同素異形體。自然界中存在的碘的穩定性核素是碘-127(eq\o\al(127,53)I)。日本福島第一核電站事故釋放出的放射性物質中，含有人工放射性核素碘-131(eq\o\al(131,53)I)。碘-131(eq\o\al(131,53)I)一旦被人體吸入，就可能會引發甲狀腺疾病。對于這兩種核素的下列說法正確的是()A.eq\o\al(131,53)I2和eq\o\al(127,53)I2互為同素異形體B.eq\o\al(131,53)I和eq\o\al(127,53)I互為同位素C.eq\o\al(131,53)I的摩爾質量為131D.eq\o\al(127,53)I中子數與質子數之差為74【解析】eq\o\al(131,53)I2和eq\o\al(127,53)I2結構相同，不互為同素異形體，A項錯誤；eq\o\al(131,53)I和eq\o\al(127,53)I質子數相同，屬于同種元素，二者質量數不同，其中子數也不同，互為同位素，B項正確；摩爾質量的單位為g/mol，C項錯誤；eq\o\al(127,53)I的中子數為127－53＝74，中子數與質子數之差為74－53＝21，D項錯誤。【答案】B【點評】(1)同位素的推斷方法：①看類屬：是否屬于原子；②看質子數和中子數：同位素的質子數相同，中子數不同。(2)同素異形體的推斷方法：①看類屬：是否屬于同種元素形成的不同的單質；②看元素：是否由同種元素形成。(2024·大慶中學階段檢測)下列說法中，正確的是()①eq\o\al(16,8)O與eq\o\al(18,8)O是不同的核素，因此分別由這兩種原子構成的eq\o\al(16,8)O2與eq\o\al(18,8)O2化學性質不同②eq\o\al(1,1)H2、eq\o\al(2,1)H2、eq\o\al(3,1)H2互為同位素③C60與12C、14C互為同位素④科學家已發覺了H3分子，H2與H3互為同素異形體⑤稀土元素eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm的質量數不同，屬于兩種元素⑥H2O與D2O互稱同素異形體⑦eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti質子數相同，互為同位素A．④⑥ B．③⑦C．②⑤ D．④⑦解析：eq\o\al(16,8)O與eq\o\al(18,8)O是不同的核素，也是O元素的兩種同位素，由它們形成的單質eq\o\al(16,8)O2和eq\o\al(18,8)O2的物理性質不同，但化學性質幾乎相同，①錯誤；eq\o\al(1,1)H2、eq\o\al(2,1)H2、eq\o\al(3,1)H2是由H的三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H形成的單質，②錯誤；C60是由C元素形成的單質，而12C、14C是C元素的兩種同位素，③錯誤；H2與H3都是由H元素形成的單質，它們互為同素異形體，④正確；稀土元素eq\o\al(144,62)Sm與eq\o\al(150,62)Sm的質量數不同，但質子數相同，所以它們是同一種元素，⑤錯誤；H2O與D2O是由H的兩種同位素與O形成的化合物，不是同素異形體，⑥錯誤；eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti質子數相同，則為同一種元素，但質量數不同，即中子數不同，所以互為同位素，⑦正確。答案：D1.eq\o\al(235,92)U是重要的核工業原料。下列有關eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(238,92)U說法正確的是()A.eq\o\al(235,92)U原子核中含有92個中子B.eq\o\al(235,92)U原子核外有143個電子C.eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U互為同位素D.eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U互為同素異形體解析：eq\o\al(235,92)U原子核中含有92個質子，中子數是235－92＝143，A錯誤；質子數等于核外電子數，則eq\o\al(235,92)U原子核外有92個電子，B錯誤；質子數相同，中子數不同的同一種元素的不同核素互為同位素，則eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U互為同位素，C正確；依據選項C中的分析可知eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U互為同位素，同素異形體是指由同一種元素形成的不同單質，D錯誤。答案：C2．16O的“16”表示的含義是氧元素的()A．相對原子質量 B．某種同位素養量數C．近似相對原子質量 D．某種同位素養子數解析：A項氧元素的相對原子質量是依據氧元素的各種同位素的相對原子質量結合各同位素的百分比算出的平均值，錯誤；B項正確；C項元素的近似相對原子質量是利用各同位素的質量數代替同位素的相對原子質量并結合各同位素的百分比算出的平均值，錯誤；D項同位素的質子數標在元素符號的左下方，錯誤。答案：B3．(2024·甘肅師大附中期末)最近醫學界通過用放射性14C標記C60，發覺一種C60的羧酸衍生物在特定條件下可通過斷裂DNA殺死細胞，從而抑制艾滋病(AIDS)。下列有關14C的敘述正確的是()A．14C與C60中一般碳原子的化學性質不同B．14C與12C互為同位素C．14C是C60的同素異形體D．14C與14N含的中子數相同解析：14C與C60中一般碳原子，為同種元素的碳原子，則碳原子的化學性質相同，A錯誤；14C與12C的質子數均為6，中子數不同分別為8、6，互為同位素，B正確；14C是原子，不是單質，與C60單質不是同素異形體，C錯誤；14C的中子數為14－6＝8,14N的中子數為14－7＝7，二者不同，D錯誤。答案：B4．在粒子NH3D＋中，電子數、質子數和中子數之比為()A．10∶7∶11 B．11∶11∶8C．11∶8∶10 D．10∶11∶8解析：在粒子NH3D＋中有1個eq\o\al(14,7)N、3個eq\o\al(1,1)H、1個eq\o\al(2,1)H，NH3D＋中含有的電子數為7＋3＋1－1＝10，質子數為7＋3＋1＝11，中子數為7＋1＝8，故選D項。答案：D5．某元素的同位素eq\o\al(M,Z)X，已知M＝30，且M－Z＝16，用化學用語填空：(1)X元素為________。(2)X的氣態氫化物與碳的氣態氫化物中較穩定的是________。(3)X單質與NaOH溶液反應的化學方程式為________________。(4)X的氧化物與HF反應的化學方程式為__________________。解析：30－Z＝16，所以Z＝14，即硅元素，與碳同主族，碳的非金屬性強于硅，故CH4比SiH4穩定。由已學學問寫出Si與NaOH溶液反應及SiO2與HF反應的方程式即可。答案：(1)Si(2)CH4(3)Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑(4)SiO2＋4HF=SiF4＋2H2O1．兩種互為同位素的原子，不同的是()A．核電荷數 B．電子層結構C．核外電子數 D．質量數解析：兩種互為同位素的原子核電荷數、核外電子數、電子層結構、質子數均相同，中子數、質量數均不同，故選D項。答案：D2．有六種微粒，它們分別是4019M、4020N、4018X、4019Q＋、4020Y2＋、4017I－，它們所屬元素的種類為()A．3種 B．4種C．5種 D．6種解析：元素的種類是由質子數確定的，而上述六種微粒中質子數有17、18、19、20四種質子數，所以元素種類有4種。答案：B3．已知質量數為A的某陽離子Rn＋，核外有X個電子，則核內中子數為()A．A－X B．A－X－nC．A－X＋n D．A＋X－n解析：Rn＋核外有X個電子，故R原子內質子數為X＋n，故R核內中子數為A－X－n，故選B項。答案：B4．(2024·六安市第一中學段考)不具有放射性的同位素稱為穩定同位素，其得到廣泛的應用，如在陸地生態系統探討中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作環境分析指示物。下列有關說法正確的是()A．34S原子核內中子數為18B．1Heq\o\al(16,2)O和1Heq\o\al(18,2)O互稱同位素C．13C和15N原子核內的質子數相差2D．2H＋結合OH－的實力比1H＋的更強解析：34S的中子數為18，A正確；H2O表示水分子或水，不表示元素，故不行能為同位素，B錯誤；兩種原子的質子數相差1，C錯誤；2H＋和1H＋的化學性質相同，結合OH－的實力一樣，D錯誤。答案：A5．下表符號中“2”的含義正確的一組是()eq\o\al(2,1)H2He2ClCa2＋A質量數中子數質子數電荷數B質量數質子數原子個數電荷數C質子數中子數原子個數電子數D質量數質子數中子數電荷數解析：eq\o\al(2,1)H中的2為質量數，2He中的2為質子數，2Cl中的2表示原子個數，Ca2＋中的2表示離子所帶電荷數，故選B項。答案：B6．230Th和232Th是釷的兩種同位素，232Th可以轉化成233U。下列有關Th的說法正確的是()A．Th元素的質量數是232B．Th元素的相對原子質量是231C．232Th轉化成233U是化學改變D．230Th和232Th的化學性質幾乎相同解析：A項Th元素有2種核素，230Th和232Th的質量數分別為230、232，錯誤；B項不知道釷的各種同位素的含量，無法求出元素的相對原子質量，錯誤；C項原子核發生了改變，故此反應不為化學反應，錯誤；D項二者核外電子層結構相同，故二者化學性質幾乎相同，正確。答案：D7．有H、D、T三種原子，各自可形成雙原子分子H2、D2、T2，請填寫下列各小題：(1)標準狀況下，它們的密度之比為________。(2)相同物質的量的三種單質中，質子數之比為________。(3)各1g三種單質中，它們的質子數之比為________。(4)同溫同壓下，1L各單質氣體中所含電子數之比為________。解析：(1)三種氫氣分子H2、D2、T2的相對分子質量分別為2、4、6，則相同狀況下ρ1(H2)∶ρ2(D2)∶ρ3(T2)＝M(H2)∶M(D2)∶M(T2)＝2∶4∶6＝1∶2∶3。(2)由于是同位素組成的雙原子單質，質子數之比為1∶1∶1。(3)質量相同時，質子數之比為eq\f(1,2)∶eq\f(1,4)∶eq\f(1,6)＝6∶3∶2。(4)同溫同壓下，同體積的氣體具有相同的分子數，而組成單質的H2、D2、T2的質子數相同，故它們具有相同的核外電子數。答案：(1)1∶2∶3(2)1∶1∶1(3)6∶3∶2(4)1∶1∶18．某元素的原子eq\o\al(A,Z)M，它的氯化物MCl1.17g溶于水制成溶液后，加入1mol/L的AgNO3溶液20mL恰好完全反應。若這種同位素原子核內有12個中子，求：(1)Z值和A值；(2)把M的單質在空氣中燃燒，有何現象？寫出反應的化學方程式。解析：(1)MCl＋AgNO3=AgCl↓＋MNO3(A＋35.5)g1mol1.17g1mol/L×20mL×10－3L/mLeq\f(A＋35.5,1.17)＝eq\f(1,1×20×10－3)，A＝23，Z＝A－N＝23－12＝11，由此可斷定M為Na。(2)Na在空氣中猛烈燃燒，發出黃色火焰，產生淡黃色固體。答案：(1)1123(2)猛烈燃燒，產生黃色火焰，生成淡黃色固體，2Na＋O2eq\o(=,\s\up12(點燃))Na2O2。1．(2024·商丘市第一高級中學段測)下列說法中不正確的是()①質子數相同的微粒肯定屬于同種元素②同位素的性質幾乎完全相同③質子數相同、電子數也相同的微粒，不行能是一種分子和一種離子④電子數相同的微粒不肯定是同一種元素⑤一種元素只能有一種質量數⑥某種元素的相對原子質量取整數，就是其質量數A．①②④⑤ B．③④⑤⑥C．②③⑤⑥ D．①②⑤⑥解析：質子數相同的粒子不肯定屬于同種元素，比如S與O2，①錯誤；同位素的物理性質不完全相同，②錯誤；質子數相同，電子數也相同的微粒，不行能是一種分子和一種離子，③正確；電子數相同的微粒不肯定是同一種元素，④正確；原子的質量數＝質子數＋中子數，同種元素養子數相同，但中子數不肯定相同，因此一種元素不肯定只有一種質量數，⑤錯誤；原子有質量數，元素沒有質量數，⑥錯誤。答案：D2．YBa2Cu8Ox(Y為元素釔)是一種重要超導材料，下列關于eq\o\al(89,39)Y的說法錯誤的是()A．屬于金屬元素B．質子數與中子數之差為50C．原子的核外電子數是39D.eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y是兩種不同的核素解析：eq\o\al(89,39)Y是釔，由元素名稱可知其為金屬元素，其核外電子數、質子數均為39，中子數為50，故二者差為11，故A、C兩項正確；B項錯誤；D項二者質子數相同，中子數不同，故二者為同一元素的不同核素，正確。答案：B3．下列說法正確的是()A．鈉原子失去一個電子后，它的電子數與氖原子相同，所以變成氖原子B．任何元素的原子都是由核外電子和核內中子、質子組成的C．核素指一種原子，而元素是指一類原子：核素間互稱同位素，元素包含同位素D.eq\o\al(40,18)Ar、eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(40,20)Ca的質量數相同，所以它們互為同位素解析：鈉原子失去一個電子后，其電子數與氖原子相同，均含有10個電子，但鈉原子質子數不變，其元素種類不變，A項錯誤；1H中不含中子，B項錯誤；eq\o\al(40,18)Ar、eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(40,20)Ca質子數不同，不是同種元