2024-2025学年高中化学课时作业31.1.3核素含解析新人教版必修2

PAGEPAGE8课时作业3核素一、选择题1．下列说法错误的是()A.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子B.eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C.eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是不同的核素D．12C和14【解析】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，eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H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，同理，eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca互为同位素其物理性质不同但化学性质几乎完全相同；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。【答案】B2．简洁原子的原子结构可用下图形象地表示：其中“”表示质子或电子，“○”表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是()A．①②③互为同素异形体B．①②③互为同位素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】由题图可知三个原子的质子数、核外电子数相同，而中子数不同，所以应为同位素，同位素的化学性质相同。【答案】B3．下列各组中属于同位素关系的是()A．金刚石与石墨B．T2O与H2OC．40K与39KD．16O与16O2－【解析】A中金刚石与石墨都是碳元素形成的不同的单质，属于同素异形体；B中T2O与H2O是化合物；D中16O2－是离子，16O与16O2－的关系为同一种元素形成的不同的微粒。C正确。【答案】C4．已知R2＋有b个中子，核外有a个电子，表示R原子符号正确的是()A.eq\o\al(b,a)RB.eq\o\al(a＋b－2,a－2)RC.eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)RD.eq\o\al(a＋b,a－2)R【解析】R2＋有a个电子，则其原子序数(质子数)为a＋2，据其中子数为b个，可得知其质量数为a＋b＋2。【答案】C5.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、H＋、H2是()A．氢的五种同位素B．五种氢元素C．氢的五种原子D．氢元素的五种不同粒子【解析】微粒中有氢原子、氢离子、氢分子，所以应是氢元素的不同微粒。推断是否为同一元素时，应看质子数是否相同；确定核素的种类及是否为同位素时，要同时看质子数和中子数。【答案】D6．已知R2＋核内共有N个中子，R质量数为A，确定mgR2＋中含有电子的物质的量为()A.eq\f(mA－N,A)molB.eq\f(mA－N＋2,A)molC.eq\f(mA－N－2,A)molD.eq\f(mA＋N－2,2)mol【解析】R2＋核外电子数为(A－N－2)，mgR2＋的物质的量为eq\f(mg,Ag·mol－1)＝eq\f(m,A)mol，mgR2＋中含有电子的物质的量为eq\f(m,A)(A－N－2)mol。【答案】C7．核内中子数为N的R2＋离子，质量数为A，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量是()A.eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)molB.eq\f(n,A＋16)(A－N＋10)molC．(A－N＋2)molD.eq\f(n,A)(A－N＋6)mol【解析】由题意可知，它的氧化物可表示为RO,1个R原子的质子数为A－N，所以1个“RO”所含质子数为(A－N＋8)，则ngRO所含质子的物质的量为eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)mol。【答案】A【点拨】eq\o\al(A,Z)R原子与Rm－、Rn＋的质量数、质子数、中子数都相同，分别为A、Z、A－Z，而电子数不同，依次为Z、Z＋m、Z－n。8．某元素一种同位素原子的质子数为m，中子数为n，则下列叙述正确的是()A．不能由此确定元素的相对原子质量B．该元素的相对原子质量为m＋nC．若12C原子的质量为Wg，则该原子的质量为(m＋n)WD．核内中子的总质量小于质子的总质量【解析】由核素的相对原子质量、元素的相对原子质量的含义及求法、原子核的组成及各粒子间的关系可解本题。元素的相对原子质量等于其各种自然存在的同位素的相对原子质量与它们所占的原子个数百分比的乘积之和。由于所给元素的其他同位素不能确定，所以该元素的相对原子质量就不能确定，因此，A项正确，B项错误。核素的相对原子质量等于该原子的质量与12C原子质量的eq\f(1,12)的比值，即Ar＝eq\f(m原子,\f(1,12)m12C)，若该原子的相对原子质量用质量数(m＋n)代替进行近似计算，那么该原子的质量应为eq\f(1,12)(m＋n)Wg，C项错误。因m与n的大小关系不确定，故无法比较核内中子总质量与质子总质量的大小，D项错误。【答案】A9．金属钛有“生物金属”之称。下列有关eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的说法正确的是()A.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti原子中均含有22个中子B.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti在周期表中位置相同，都在第4纵行C.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的物理性质相同D.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti为同一核素【解析】中子数＝质子数－质子数，则eq\o\al(48,22)Ti原子中的中子数为48－22＝26，eq\o\al(50,22)Ti原子中的中子数为50－22＝28，A错误；eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的质子数相同，所以是同一种元素，在周期表中的位置相同。与22最接近的0族元素原子序数是18(第三周期，Ar)，由于22－18＝4，则22号元素Ti位于第四周期第4纵行，B正确；eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti互为同位素，同位素的物理性质不同，化学性质相同，C错误；核素是指具有肯定数目质子和肯定数目中子的一种原子，由于eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti各有肯定数目的质子和中子，因此是两种不同的核素，D错误。【答案】B10．14C是一种放射性同位素，在高层大气中由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N可使它转变为14C,14N＋eq\o\al(1,0)n→14C＋eq\o\al(1,1)H。下列说法正确的是()A．14C和14B．14C和C60C．人体内，由于新陈代谢作用也存在14D．当14g是核素14N完全被轰击时，汲取中子(eq\o\al(1,0)n)的质量约为6.02×1023g【解析】A项，14C和14N是不同元素的核素，它们不互为同位素。B项，14C是一种核素，C60是一种单质，14C和C60不互为同素异形体。C项，由包括14C在内的碳元素的各同位素具有相同的化学性质，大气、植物、动物和人体相互之间有碳元素的循环可知，人体内由于新陈代谢作用也存在14C。D项，在14N＋eq\o\al(1,0)n→14C＋eq\o\al(1,1)H中，当14g核素14N完全被轰击时，汲取中子约1mol,1mol中子的质量约为1g。【答案】C二、非选择题11．(1)日本大地震和海啸造成核电站爆炸，发生核泄漏，使碘­131、铯­137等放射性核素扩散到空气和海洋中。碘­131的原子核中，中子数与质子数之差为________，铯元素位于元素周期表中第________周期________族。(2)下列原子：eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(131,53)I、eq\o\al(238,92)U中共有________种元素，________种核素。(3)在H3O＋中，质子数、中子数、电子数之比为________；在NH3D＋中，质子数、中子数、电子数之比为________。(4)填写下列表格(Z——质子数，N——中子数，A——质量数)：【解析】(1)碘­131原子核中有131－53＝78个中子，中子数与质子数之差为78－53＝25。(2)有C、N、H、Na、U、K、I等7种元素。(3)1个H3O＋中有11个质子，8个中子，10个电子；1个NH3D＋中有11个质子，8个中子、10个电子。【答案】(1)25六ⅠA(2)79(3)1181011810(4)12.用eq\o\al(A,Z)X表示原子：(1)中性原子的中子数N＝________。(2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N＝__________________________。(3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数N＝__________________。(4)12C16O2分子中的中子数N(5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2－所含电子的物质的量为________。【解析】依据“质子数＋中子数＝质量数”的关系，(1)N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的电子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的电子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)12C16O2分子中的中子数为6＋8＋8＝22。(5)A2－所含电子数为m－x＋2，则ngA2－所含电子的物质的量为eq\f(nm－x＋2,m)mol。【答案】(1)A－Z(2)A－x－n(3)A－x＋n(4)22(5)eq\f(nm－x＋2,m)mol13．(1)A元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为________，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为________，中子数是9的核素表示为________。(2)B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为________。(3)A、B形成11型化合物的相对分子质量是________。【解析】(1)核电荷数＝质子数，阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数＝10，中子数是9的核素，质量数是17，可表示为eq\o\al(17,8)O。(2)B元素养子数是18＋1＝19，质量数为40，该元素原子的中子数为40－19＝21。(3)两元素形成11型化合物是K2O2，其相对分子质量是40×2＋17×2＝114。【答案】(1)810eq\o\al(17,8)O(2)21(3)11414．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，其中自然界中含量最多的是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元素为地壳中含量最多的元素。(1)写出下列元素的元素符号：D________，E________。(2)写出C1、C2、C3三种核素的符号：C1________，C2________，C3________。(3)E2－的离子结构示意图为________。(4)A与B形成的化合物的化学式是________________________________________________________________________，最常见的E与C2形成的分子中含________个中子。【解析】A是卤族元素中非金属性最强的元素，可知A为F；由B与A形成BA型化合物及B的质子数特点可知B为Na；C是有3种同位素原子的元素，且依据三者的质量数关系，可知C为H；由D的气态氢化物的水溶液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；由信息可知E为O。【答案】(1)NO(2)eq\o\al(1,1)Heq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)H(3)(4)NaF10[教材习题解答]1．11铯锂71氟氟2．C3.C4.A5．(1)eq\o\al(6,3)Lieq\o\al(7,3)Li(2)eq\o\al(14,6)Ceq\o\al(14,7)N(3)eq\o\al(23,11)Naeq\o\al(24,12)Mg6.7.8.调味品食盐中含有氯元素，加碘盐中还含有碘元素；紫菜、海带等海产品中含有碘元素；一些消毒水、杀虫剂中含有氯元素。(1)卤素单质的物理性质卤素单质颜色和状态密度熔点℃沸点℃F2淡黄绿色气体1.69g/L(15℃)－219.6－188.1Cl2黄绿色气体3.214g/L(0℃)－101－34.6Br2深红棕色液体3.119g/cm3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.4(2)卤素单质的化学性质：①卤素单质与氢气反应H2＋F2=2HF在暗处能猛烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定H2＋Cl2eq\o(=,\s\up17(光照或点燃))2HCl光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定H2＋Br2eq\o(=,\s\up17(△))2HBr加热至肯定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定H2＋I2eq\o(,\s\up17(△))2HI不断加热才能缓慢反应，碘化氢不稳定，同时发生分解随着核电荷数的增多，卤素单质与氢气的反应猛烈程度减小。生成的氢化物的稳定性减弱。②卤素单质间的置换反应试验现象化学方程式a.将少量新制的饱和氯水加入盛有NaBr溶液的试管中，振荡后加CCl4，振荡，静置溶液分上下两层，下层呈橙红色Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2b.将少量新制的饱和