高中化学(新人教版)必修第一册课后习题：核素(课后习题)【含答案及解析】

核素
课后篇素养形成
合格考达标练
1.下列几种核素中,已知a 、b 、c 不相等,其中互为同位素的一组是( )
A .a b X 与 c b W
B .b c Z 与 c a A
C .c b W 与 b c Z
D .a b X 与 a c Y
D 中两种原子质子数相同,中子数不同,互为同位素。

2.在宾馆、办公楼等公共场所,常使用一种电离式烟雾报警器,其主体是一个放有镅-241( 95241Am)放射源的电离室。

95241Am 原子核内中子数与核外电子数之差是( )
A.241
B.146
C.95
D.51
95
Am 的质子数为95,质量数为241,中子数=241-95=146,核外电子数=质子数=95,中子数与核外电子数之差为146-95=51。

3.(2020湖北荆州中学月考)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正确的是( )
A.位于元素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
Ⅷ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量数,为115
D .49115In 是In 元素的一种核素
,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 18O 2气体的物质的量是0.05 mol
B.0.1 mol H 218O 所含的中子数约为6.02×1023
C.0.2 mol 18O 2气体的体积约为4.48 L
D.18O 2气体的摩尔质量为36 g·mol -1
中1.8 g 18O 2的物质的量为1.8 g
36 g ·mol -1=0.05 mol;B 中一个H 218O 分子所含的中子数为18-8=10,
所以,0.1 mol H 218O 的中子数约为0.1×10×6.02×1023=6.02×1023;C 中0.2 mol 18O 2气体在标准状况下的体积约为4.48 L;D 中18O 2的摩尔质量为36 g·mol -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: 7
14N+24He O +11H 。

下列叙述正确的是( )
A . 8
17O 原子核内有9个质子 B .11H 原子核内有1个中子
C.O 2和O 3互为同位素
D.通常情况下,He 和N 2化学性质都很稳定
8
O 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;O 2和O 3互为同素异形体,C 错误;通常情况下,He 和N 2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( )
①3He 、4He 的化学性质基本相同 ②3He 、4He 具有相同的中子数 ③3He 核聚变是化学变化 ④3He 、4He 互为同位素 ⑤等质量的3He 和4He 的物质的量之比为4∶3 ⑥等质量的3He 和4He 气
体在相同条件下,其体积之比为3∶4 A.①②⑥ B.①④⑤
C.③④⑤
D.③④⑥
He 和4He 核外电子排布相同,所以它们的化学性质基本相同;3He 、4He 都是氦元素的核素,其质子数相同,中子数不同;3He 核聚变不属于化学变化,因为化学变化中原子核不变;3He 、4He 互为同位素;3He 、4He 的摩尔质量分别为3 g·mol -1、4 g·mol -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4∶3,在相同条件下,两气体的体积之比为4∶3。

8.(2020山东聊城高一检测)(1)48 g 12C 18O 2分子中的中子的物质的量为 mol 。

(2)硫原子核内有16个中子,其质量数为32,则16 g S 2-所含电子的物质的量为 mol 。

(3)某元素的同位素 Z A X,其氯化物为XCl 2。

1.11 g 该氯化物溶于水配成溶液后,加入1 mol·L -1的
AgNO 3溶液20 mL 恰好完全反应。

若这种同位素原子核内有20个中子,则X 元素在周期表中的位置是 。

(2)9 (3)第四周期第ⅡA 族
由题意可知,12C 18O 2分子的相对分子质量为48,所以48 g 12C 18O 2分子为1 mol,其中的中子的物质的量为26 mol 。

(2)硫原子核内有16个中子,其质量数为32,则1 mol 的S 2-有18 mol 的电子,而16 g S 2-即为0.5 mol S 2-,则有(18×0.5) mol 电子,一共有9 mol 电子。

(3)加入1 mol·L -1的AgNO 3溶液20 mL 恰好完全反应。

则说明其中含有氯离子的物质的量为0.02 mol,所以氯化物XCl 2的物质的量为0.01 mol,而0.01 mol 该氯化物的质量为1.11 g,则说明1 mol 该氯化物的质量为111 g,所以可以推测,X 的相对原子质量为40。

所以该元素为第四周期第ⅡA 族的钙元素。

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H 216O 和D 216O 所含质子数之比为 ,中子数之比为 。

氕 氘 氚 12H 、13
H(或D 、T)
(2)5 (3)10∶9 8∶9
氯化氢有H 35Cl 、H 37Cl 、D 35Cl 、D 37Cl 、T 35Cl 、T 37Cl 6种,但H 37Cl 与T 35Cl 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1 g 的H 216O 与D 216O 的质子数之比为118∶120=10∶9,中子数之比为(118×8)∶
(120×10)=8∶9。

等级考提升练
10.(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、化学性质相同
,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。

11.中国的天宫空间站将于2022年运行!最早的“天宫一号”的燃料是氢化锂三兄弟:LiH、LiD、LiT。

其中Li的质量数为7,下列对这三种物质的说法中正确的是()
A.质子数之比为1∶2∶3
B.中子数之比为1∶1∶1
C.摩尔质量之比为8∶9∶10
D.化学性质不相同
3,质量数为7,其中子数为4;H、D、T质子数均为1,中子数分别为0、1、2,所以LiH、LiD、LiT的质子数之比为(3+1)∶(3+1)∶(3+1)=1∶1∶1,A项错误;中子数之比为(4+0)∶(4+1)∶(4+2)=4∶5∶6,B项错误;摩尔质量之比为(7+1)∶(7+2)∶(7+3)=8∶9∶10,C项正确;物质的化学性质与其元素组成及物质结构有关,LiH、LiD、LiT的元素组成及物质结构均相同,故化学性质相同,D项错误。

12.X、Y、Z和R分别代表四种元素。

如果a X m+、b Y n+、c Z n-、d R m-四种离子的电子层结构相同,则下列关系正确的是()
A.a-c=m-n
B.a-b=n-m
C.c-d=m+n
D.b-d=m+n
项,电子层结构相同,则有a-m=c+n,变形得a-c=m+n,故错误;B项,电子层结构相同,a-m=b-n,变形得a-b=m-n,故错误;C项,c+n=d+m,变形得c-d=m-n,故错误;D项,b-n=d+m,变形得b-d=n+m,故正确。

13.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n
mol
C.W g此原子的物质的量约为W
m+n
D.核内中子的总质量小于质子的总质量
(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 ) g·mol -1,所以W g 此原子的物质的量约为W m+n mol,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。

14.下列说法不正确的是( )
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.③
B.④
C.②⑤
D.①
与HF 的质子数均为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。

15.(双选)下列关于同温同压下的两种气体12C 18O 和14N 2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
12C 18O 和14N 2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12C 18O 分子中有16个中子,1个14N 2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;12C 18O 和14N 2均为14电子分子,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;12C 18O 和14N 2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。

16.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 。

26 (2)AC (3)26
45Fe 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
)26
45Fe 的中子数=质量数-质子数=45-26=19,电子数=质子数=26。

(2)26
45Fe 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)26
45Fe 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。

新情境创新练
17.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 表示两种核素 C .2048Ca 、 97
249Bk(锫)、117293Uus 和 117294Uus 属于四种元素 (2)下列关于 53
131I 、 55134Cs 和 55137Cs 的说法中正确的是 。

A . 55134Cs 和 55
137Cs 的质子数相同,电子数不同 B . 55134Cs 和 55
137Cs 的质量数相同,中子数不同 C . 55134Cs 和 55
137Cs 的质子数相同,质量数不同 D . 53131I 、 55134Cs 和 55
137Cs 的化学性质基本相同 (3)根据 53131I 、 55134
Cs 组成,回答下列问题:
①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 ②铯原子最外层有1个电子,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。

①用原子符号表示钚-238、钚-239和钚-240分别为 。

②钚-244的中子数为 。

(2)C (3)①5 B ②CsI
(4)① 94238Pu 、 94239Pu 、 94240Pu ②150
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 55
137Cs 的质子数都是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 55
137Cs 属于两种元素的三种原子,碘与铯的化学性质不同。

(3)①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。

②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)①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。

②质子数与中子数之和等于质量数,钚-244的中子数=244-94=150。