高中化学第1章物质结构元素周期律第1节元素周期表课时3核素同位素学案新人教版必修2

课时3 核素 同位素目标与素养：1.了解元素、核素、同位素的含义。

(宏观辨识与微观探析)2.了解原子的构成。

了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。

(宏观辨识与微观探析)3.了解放射性同位素的应用。

(科学态度与社会责任)一、原子的构成与质量数 1．原子的构成原子⎩⎨⎧原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子相对质量近似为1，带1个单位正电荷中子相对质量近似为1，不带电核外电子带1个单位负电荷2．质量数(1)定义：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将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。

(2)数值关系：质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )。

3．原子构成的表示方法二、核素与同位素 1．核素 (1)定义具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

(2)实例——氢的三种核素6 6 6 8 8 82．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互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。

(2)特点结构质子数相同，而中子数不同性质化学性质几乎完全相同，某些物理性质略有不同存在天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率(3)应用①考古中用14 6C测定文物的年代。

②21H、31H用于制造氢弹。

③放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。

16O与11H、21H可形成哪几种水分子？请写出。

[答案] 11H162O，21H162O，11H21H16O。

1．判断对错(对的打“√”，错的打“×”)(1)原子核中质子带正电、中子不带电，核外电子带负电，故原子不带电( )(2)所有原子都是由质子、中子和核外电子构成的( )(3)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17( )(4)11H、21H、31H属于三种氢元素( )[提示] (1)√(2)×(3)√(4)×2.13 6C－NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析，13 6C表示的碳原子( ) A．核外有13个电子B．核内有6个质子，核外有7个电子C．质量数为13，核内有7个质子D．质量数为13，核内有7个中子[答案] D3．下列8种化学符号：11H2、21H2、14 6C、63Li、2311Na、14 7N、73Li、2412Mg。

(1)表示核素的符号共________种。

(2)互为同位素的是________和________。

(3)中子数相等，但质子数不相等的核素是________和________。

[答案] (1)6 (2)63Li 73Li (3)2311Na 2412Mg(1)质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )。

(2)原子的相对原子质量近似等于其质量数。

2．电性关系(1)电中性微粒(原子或分子)核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。

(2)带电离子：质子数≠电子数。

即：中子不带电，1个质子带1个单位正电荷，所以核电荷数＝质子数；对于原子，质子数＝核外电子数。

【典例】 已知R 2－的核内有n 个中子，R 原子的质量数为M ，则m g R 2－中含有电子的物质的量为( )A.m M －nM mol B.M －n －2Mm mol C.m M －n －MmolD.m M －n ＋MmolD [R 2－的质子数(M －n )―→R 2－的电子数(M －n ＋2)―→m g R 2－的电子的物质的量为mM(M －n ＋2)mol 。

](1)若R 2－有18个电子，则元素R 是________(填名称)元素。

(2)m g R 的氢化物(H 2R)分子中含有质子的物质的量为________mol 。

[答案] (1)硫 (2)mM ＋2(M －n ＋2)1．我国科学家首次人工合成并鉴别出了两种新核素，其中一种新核素是18572Hf(铪)，下列关于18572Hf 的说法中正确的是( )A ．是一种新元素B ．原子核内有185个质子C ．原子核内有185个中子D．原子核内中子数与质子数之差为41D [185 72Hf中质量数为185，质子数为72，中子数为185－72＝113。

]2．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与H原子组成H m X分子。

在a g H m X中所含质子的物质的量是( )A.aA＋m(A－N＋m) molB.aA(A－N) molC.aA＋m(A－N) molD.aA(A－N＋m) molA [X的质子数为A－N，H m X分子中所含质子数为A－N＋m，也就是1 mol H m X分子中所含质子的物质的量为(A－N＋m)mol，a g H m X的物质的量为aA＋mmol，故a g H m X中所含质子的物质的量是aA＋m(A－N＋m) mol。

]模型认知——“三素一体”判断模板3．下列说法错误的是( )A．11H、21H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子B．4020Ca和4220Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C．11H和21H是不同的核素D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同B [元素的存在形式有游离态和化合态两种，A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，11H和21H是质子数均为1、中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素；12C和14C由于其质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，其物理性质不同但化学性质却几乎完全相同；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体，4020 Ca和4220Ca质子数均为20，中子数不同，它们互为同位素。

]4．16O和18O是氧元素的两种核素，N A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．16O2与18O2互为同位素B．16O与18O核外电子排布方式不同C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D．标准状况下，1.12 L16O2和1.12 L18O2均含0.1 N A个氧原子D [同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，A项错误；16O和18O 互为同位素，质子数相同，电子数相同，所以两者的核外电子排布方式相同，B项错误；16O 和18O都是氧原子，而化学变化中的最小微粒是原子，所以化学变化不能实现16O和18O间的转化，C项错误；标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L18O2的物质的量均为0.05 mol，则所含氧原子数均为0.1 mol，D项正确。

]5．氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为________；可得相对分子质量不同的水分子有________种。

[解析] 氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O形成的H2O有以下6种：同理氢的同位素1H、2H、3H与氧的另两种同位素17O、18O形成的H2O也各有6种。

故共有18种水分子。

其相对分子质量范围为18至24的连续整数，共7种。

[答案] 18 7(1)在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。

(2)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。

(3)自然界中，元素的各种同位素的含量基本保持不变。

(4)核素之间的转化不属于化学变化。

1．核内有9个中子的氧原子符号可表示为( )A.98OB.89OC.17 8OD.16 8O[答案] C2．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，下列有关①②③的叙述正确的是( ) A．①②③互为同位素B．①②③属于不同的元素C．①②③是三种化学性质不同的粒子D．①②③具有相同的质量数A [由图示可知①表示11H，②表示21H，③表示31H，三者互为同位素，化学性质几乎完全相同。

]3．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 g18O2气体的物质的量是0.05 molB．0.1 mol重氧水H182O所含的中子数约为6.02×1023C．0.2 mol18O2气体的体积约为4.48 LD．18O2气体的摩尔质量为36 g·mol－1C [C项未指明标准状况条件，无法判断。

]4．下列说法不正确的是( )①质子数相同的粒子一定是同一元素②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③电子数相同的粒子不一定是同种元素④一种元素不可以形成不同单质⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A．②④⑤B．①④⑤C．②③④D．①②③④⑤[答案] B5．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H162O和D162O所含质子数之比为________，中子数之比为________。

[解析] (2)氯化氢有：H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl；但H37Cl与T35Cl的相对分子质量相同，所以所形成的氯化氢分子的相对分子质量有5种。

(3)设质量都为1 g，H162O与D162O的质子数之比为118∶120＝10∶9，中子数之比为⎝⎛⎭⎪⎫118×8∶⎝⎛⎭⎪⎫120×10＝8∶9。

[答案] (1)氕氘氚21H、31H(或D、T) (2)5 (3)10∶98∶9。