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核素同位素学业分层测评新人教版必修2

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核素同位素学业分层测评新人教版必修2
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[学业达标]
1．最近医学界通过用放射性14C标记的C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病病毒(AIDS)。

则有关14C的下列说法中正确的是( )
【导学号：12150017】A．14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同
B．14C原子与14N原子中所含中子数相同
C．14C是C60的同素异形体
D．14C与12C、13C互为同位素
【解析】构成C60的碳原子为12C，它与14C互为同位素，二者化学性质几乎完全相同，A项错误；14C原子的中子数为14－6＝8,14N原子的中子数为14－7＝7，二者所含中子数不同，B项错误；14C是碳元素的一种核素，是原子，C60是碳元素形成的一种单质，二者不是同素异形体关系，C项错误；12C、13C、14C质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确。

【答案】 D
2．(2016·广州高一检测)下列叙述正确的是( )
A．13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素
B．2H和3H是不同的核素，它们的质子数不相等
C．14C和14N的质量数相等，它们的中子数相等
D．6Li和7Li的电子数相等，中子数相等
【解析】A项符合同位素的概念；B项，2H和3H的质子数都是1；C项，14C和14N的质量数相等，它们的中子数不相等，分别为8和7；D项，6Li和7Li的电子数相等，中子数不相等，中子数分别为3和4。

【答案】 A
3．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
【解析】由图示可知①表示11H，②代表21H，③代表31H，三者互为同位素，化学性质几乎完全相同。

【答案】 A
4．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258101Md，该原子所含中子的数目为( )
【导学号：12150018】A．56 B．157
C．258 D．101
【解析】中子数＝质量数－质子数＝258－101＝157。

【答案】 B
5.13153I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中13153I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。

下列有关13153I的叙述中错误的是( )
A.13153I的化学性质与12753I几乎完全相同
B.13153I的原子序数为53
C.13153I的原子核外电子数为78
D.13153I的原子核内中子数多于质子数
【解析】核素A Z X中，质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数；中子数(N)＝质量数(A)－质子数(Z)。

互为同位素的原子化学性质几乎完全相同，A项叙述正确；13153I的原子序数为53，B项叙述正确；13153I的原子核外电子数为53，C项叙述错误；13153I的原子核内中子数＝131－53＝78，多于质子数，D项叙述正确。

【答案】 C
6．(2016·新乡高一质检)已知质量数为A的某阳离子R n＋，核外有x个电子，则核内中子数为( )
A．A－x B．A－x－n
C．A－x＋n D．A＋x－n
【解析】R失去n个电子后，还有x个电子，则R原子可表示为A x＋n R。

【答案】 B
7．(2016·嘉峪关高一检测)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：147N＋42He→178O＋11H。

下列叙述正确的是( )
A.178O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
【解析】178O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；通常情况下，He和N2化学性质都很稳定，D正确。

【答案】 D
8．已知：①为纪念著名天文学家哥白尼，国际纯粹与应用化学联合会将112号元素的符号定为“Cn”，汉语名为“”；②合理利用核能符合“低碳经济”的要求，235 92U是核反应堆的重要原料；③锂被誉为“高能金属”，制取锂的原料是β­锂辉矿(主要成分是LiAlSi2O6和少量钙、镁杂质)。

下列有关对上述表述所涉及元素的说法正确的是( )
【导学号：12150019】
A.277112Cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55
B.235 92U和238 92U是同位素，核反应属于化学变化
C．40Ca2＋与18O2－2具有相同的电子数
D．Si2O4－6中质子总数为80
【解析】277112Cn的原子核内中子数和核外电子数分别为165、112，两者之差为53，A 错误；核反应是物理变化，B错误；40Ca2＋和18O2－2的电子数都是18，C正确；Si2O4－6中电子总数为80，质子总数为76，D错误。

【答案】 C
9．(2016·长沙一中高一检测)下列叙述正确的是( )
A．40K和40Ca原子中质子数和中子数都不相等
B．金刚石和石墨的性质相同
C．H2和D2互为同位素
D．某物质只含一种元素，该物质一定是纯净物
【解析】B项金刚石与石墨为不同物质，性质不同；C项均为单质，不能称为同位素；D项含同一元素，有可能为同素异形体，如石墨与金刚石，为混合物。

【答案】 A
10．现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C
请据此回答下列问题：
(1)其中，它们分属________种元素，属于氢元素的核素有________种，属于铀元素的核素有________种。

互为同位素的原子分别为__________。

(2)质量数相等的粒子为________、________、________(可不填满，也可补充)。

(3)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】 (1)题列12种粒子分属H 、U 、K 、Ca 、Cl 、N 、C 7种元素。

1
H 和1H ＋
是同一种核素的不同粒子，1
H 、2
H 、3
H 属于氢元素的3种不同核素，且互为同位素。

234
U 、235
U 、238
U 属于铀元素的3种不同核素，也互为同位素。

(2)40
K 和40
Ca 质量数相等，都为40；14
N 和14
C 质量数相等，都为14；1
H 和1H ＋
质量数相等，都为1。

题设为“质量数相等的粒子”，而非“质量数相等的原子”，否则，“1
H 和1
H
＋
”不为答案。

(3)氢的同位素1
H 、2
H 、3
H 与氧的同位素16
O 形成的H 2O 有以下6种：
【答案】 (1)7 3 3 1
H 、2
H 、3
H,234
U 、235
U 、238
U (2)40
K 、40
Ca 14
N 、14
C 1
H 、1H ＋
(3)18 7
11．用A
Z X 表示原子：
(1)中性原子的中子数：N ＝________.
(2)阳离子的中子数：A Z X n ＋
共有x 个电子，则N ＝____________________。

(3)阴离子的中子数：A Z X n －
共有x 个电子，则N ＝____________________。

(4)中性分子或原子团的中子数：12C 16
O 2分子中，N ＝________。

(5)A 2－
原子核内有x 个中子，其质量数为m ，则n g A 2－
所含电子的物质的量为____________________。

【解析】 本题考查了A ＝Z ＋N ，中性原子、阳离子、阴离子中质子数与核外电子数之间的关系。

【答案】 (1)A －Z (2)A －x －n (3)A －x ＋n (4)22 (5)n m
(m －x ＋2)mol
[能力提升]
12．下列说法不正确的是( )
【导学号：12150020】
①质子数相同的粒子一定属于同一种元素 ②同一元素的核素种数由中子数决定 ③同位素的化学性质几乎相同
④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 ⑤Cl 2中35
Cl 与37
Cl 两种核素的个数之比与HCl 中35
Cl 与37
Cl 的个数之比相等
A．③B．④
C．②⑤ D．①
【解析】元素的定义中有两个要点：a.质子数相同，b.是原子，将定义中的“原子”改为“粒子”是错误的，如Ne与HF其质子数均为10，但二者不是同一元素，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。

【答案】 D
13．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与氢原子构成H m X分子，在a g H m X中所含质子的物质的量是( )
A.
a
A＋m
(A－N＋m)mol
B.a
A
(A－N)mol
C.
a
A＋m
(A－N)mol
D.a
A
(A－N＋m)mol
【解析】X原子的质量数为(A－N)，则H m X的质子数为m＋A－N，所以a g H m X中质子
的物质的量为a
A＋m
(A－N＋m)mol，A正确。

【答案】 A
14．元素X有质量数为79和81的两种同位素，现测得X元素的相对原子质量为79.9，则同位素81X在X元素中的原子个数百分比为( )
A．54.4% B．45.6%
C．55% D．45%
【解析】由题意得79.9＝81·a%＋79(1－a%)，解得a%＝45%。

【答案】 D
15．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4526Fe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)4526Fe原子的核内中子数为________，该原子的核外电子数为________。

(2)以下关于4526Fe的叙述正确的是________(填字母序号)。

A.4526Fe与5626Fe是两种核素
B．科学家获得了一种新元素
C.4526Fe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4326Fe
(3)某同学认为4526Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是
____________________________________________________________。

【解析】(1)4526Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，电子数＝质子数＝26。

(2)4526Fe与5626Fe的质子数相同，属同一元素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，4526Fe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)4526Fe与5626Fe的核外电子排布相同，化学性质几乎完全相同。