高一化学必修2《名师一号》答案详解1.1.3

1、第3课时 核素,课前自主学习 (学生用书P8),一质量数 1.定义:原子的质量主要集中在原子核上,质子和中子的相对质量都近似为1,如果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,所得的数值叫做质量数 2.公式:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 3. 的含义:表示一个质量数为A,质子数为Z的X原子,二核素与同位素 1.元素:具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 2.核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素如氢的三种核素为 名称分别为氕氘氚,3.同位素 (1)定义: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

2、素 (2)特点:同位素在周期表中占有相同的位置 天然存在的同位素,相互间保持一定的比率 (3)用途:考古时利用 测定文物的年代 用于制造氢弹 利用放射性同位素释放的射线育种治疗癌症和肿瘤等,思考与交流:目前人们已经发现了113种元素,是否可以说发现了113种原子? 提示:发现的原子种数超过113种,因为许多元素都有同位素,如氢有三种不同的核素,氧有三种不同的核素等,课堂深化探究(学生用书P8),一构成原子或离子的微粒间的关系 1.质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数(原子中) 2.原子的质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 3.阳离子质子数(Z)=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数 4.

3、阴离子质子数(Z)=阴离子的核外电子数-阴离子的电荷数,二元素核素和同位素及其关系 1.元素:具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称,如16O17O18O统称为氧元素,元素的种类由质子数决定,只要原子的质子数相同就是同一种元素 元素是宏观概念,原子和分子等是微观概念,元素只论种类不论个数,而原子既可以说种类也可以说个数,2.核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素 特别提示:“核素”的概念界定的是一种原子,是微观概念必须同时具备原子核内质子数相同和原子核内中子数也相同这两个条件的原子才是同一种核素,如 都是氢元素的核素,特别提示:当一种元素至少存在两种核素时,可以运用同位素

4、的概念 核素同位素的研究对象是原子,同位素是同一元素不同核素间的互称,不指具体原子 在天然存在的各种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素所占的原子百分比一般是不变的,元素的相对原子质量,是按各种同位素原子所占的百分比算出来的平均值 同一元素的各同位素原子的中子数不同质量数不同,核电荷数相同核外电子层结构相同,其单质及其化合物物理性质不同而化学性质几乎相同 几个概念的关系可用下图表示:,三原子的相对原子质量与元素的相对原子质量 1.原子的相对原子质量 (1)原子的相对原子质量的计算式,(2)同位素的近似相对原子质量是指同位素原子的近似相对原子质量,数值上等于该同位素原子的质量数,2.元素的相

5、对原子质量 (1)元素(精确)的相对原子质量是根据各种核素的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算的平均值 其计算公式为:Ar=Aa%+Bb%+Cc%+ 其中ABC分别为各同位素的相对原子质量;a%b%c%分别为自然界中各同位素所占的原子的含量或原子个数的组成分数;Ar是元素(精确)的相对原子质量,(2)元素的近似相对原子质量是根据各种核素(同位素)的质量数按上法计算出来的 如氧有三种天然同位素,它们的同位素原子的相对原子质量和各同位素原子含量(即原子个数百分比)的数据分别为:,则氧元素(精确)的相对原子质量为:Ar=15.99599.759%+16.9990.037%+17.999

6、0.204%=15.999 氧元素近似的相对原子质量为:Ar=1699.759%+170.037%+180.204%=16.004,特别提示:关于相对原子质量的计算题,要先看清求的是原子还是元素的相对原子质量 a%b%不是质量分数,是物质的量分数或各原子个数百分比,典例剖析(学生用书P9),知识点一 原子组成及其微粒间的关系 例1 下列说法正确的是( ) A.所有原子都是由质子中子和核外电子构成 B.只要知道微粒的质子数,就一定能确定它是什么元素 C.由于质量数=质子数+中子数,所以,电子是没有质量的 D.分子的质子数等于该分子中各原子质子数之和 答案 D,解析 理解原子的组成及其各微粒间的关

7、系是解答本题的关键 原子核内只有一个质子,没有中子,A不正确;当微粒是单核时,可根据质子数确定元素,但其为复杂多核微粒时则不能确定,如质子数为9的微粒可能是氟元素,也可能为OH-,B不正确;电子有质量,但由于其质量比质子中子小得多,所以计算质量数时被忽略不计,C不正确;分子或复杂离子中的总质子数等于各组成原子的质子数之和,D正确,点评 在判断有关原子结构或组成的时候,要特别注意特例,同时要弄清“微粒”的概念,它可以是原子分子离子或原子团,也可以是质子中子电子等,知识点二 核素同位素同素异形体的概念 例2 2008年9月10日,欧洲核子研究中心的世界最大型电子对撞机正式启动该对撞机有世界上最大的

8、冷却系统,一共加注了1万吨液态氮和130吨液态氦,其中液态氦用量约为世界年产量的1%,下列说法正确的是( ),答案 C,知识点三 元素的相对原子质量 例3 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.不能由此确定该元素的相对原子质量 B.这种元素的相对原子质量为m+n C.若碳原子质量为W g,此原子的质量为(m+n)W g D.核内中子的总质量小于质子的总质量 答案 A,解析 本题考查质量数同位素的相对原子质量元素的相对原子质量等概念的区别 元素的相对原子质量等于其各种天然稳定的同位素的相对原子质量与它们在元素中所占的原子个数百分数的乘积之和所给元素的其他同位

9、素不能确定,所以元素的相对原子质量就不能确定,因此,A项正确,B项错误;,点评 解答此类题关键是掌握元素的相对原子质量与同位素的相对原子质量概念的区别,不能混淆,课内针对性训练 (学生用书P10),1.32S与33S互为同位素,下列说法正确的是( ) A.32S与33S原子的最外层电子数均为2 B.32S与33S具有相同的中子数 C.32S与33S具有不同的电子数 D.32S与33S具有相同的质子数 答案:D 解析:32S与33S最外层电子数为6,A错;32S与33S具有相同的电子数和质子数,中子数不同,故BC错,只有D正确,2.为实现全球卫星通讯需发射77颗卫星,这与铱(Ir)元素的原子核外

10、电子数恰好相等,因此该计划称为“铱星计划”已知铱元素的一种原子是 则其核内的中子数是( ) A.77 B.114 C.191 D.268,答案:B,解析:本题考查了原子核中质量数质子数中子数之间的关系,由于质量数=质子数+中子数,则中子数=质量数-质子数=191-77=114,3.下列关于原子的几种描述中,不正确的是( ) A.18O与19F具有相同的中子数 B.16O与17O具有相同的电子数 C.12C与13C具有相同的质量数 D.15N与14N具有相同的质子数 答案:C 解析:12C与13C的质量数分别为1213,自然不同,答案:D,6,9,(2)填写下列表格:,答案:,课后优化训练(学生

11、用书P10),答案:B,2.以下关于原子序数的说法中,正确的是( ) A.原子序数与原子的核电荷数一定相等 B.原子序数与离子的核外电子数一定相等 C.原子序数相同的原子是同一种原子 D.原子序数为16,核外电子数也为16的原子,其质量数为32,答案:A,解析:原子序数=质子数=原子的核外电子数,A正确,B错误;原子序数相同的原子可能是不同的原子如 ,C错误;质子数与中子数不一定相等,质量数不一定是原子序数的2倍,D错误,3.据报道,1995年我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤239,并测知其原子核内有148个中子现有A元素的一种同位素,比镤239的原子核内少54个质子和100个

12、中子则A元素在周期表中的位置是( ) A.第三周期第A族 B.第四周期第A族 C.第五周期第A族 D.第二周期第A族,答案:C,解析:A元素的质子数为239-148-54=37;由37-2-8-8-18=1,则A元素在周期表中位于第五周期第A族,4.两种微粒的质子数和电子数均分别相等,它们不可能是( ) A.一种阳离子和一种阴离子 B.一种单质和一种化合物分子 C.一种分子和一种离子 D.一种原子和一种分子,答案:AC,解析:阳离子的电子数小于质子数,而阴离子的电子数大于质子数,这两种微粒的质子数和电子数不可能相等;分子为电中性,离子带有电荷,它们之间质子数和电子数不等,答案:B,解析:钛的五

13、种同位素的中子数依次为2425262728,A正确;钛元素只有一种,5种同位素就是5种核素,5种原子,故B错,C正确;根据元素的相对原子质量的计算公式可知钛元素的相对原子质量介于4650之间,D正确,6.(2008全国)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1H原子组成HmX分子在a g HmX中所含质子的物质的量是( ),答案:A,7.等质量的H2OD2O的物质的量之比为_,与足量钠反应放出的H2与D2的体积比为_(相同条件)等物质的量的H2OD2O的质量比为_,与足量钠反应放出气体的体积比为_(相同条件),质量比为_,10:9,10:9,9:10,1:1,1:2,氢原子的质

14、量数为2,每个氢分子由2个氢原子构成,每个钙离子带2个单位正电荷,铁元素的化合价为+2价,氦原子的核电荷数为2(氦原子核内有2个质子),2个氯原子,能力提升 1.同温同压下,有等质量的H2D2T2三种气体,下列叙述中,正确的是( ) 密度之比为123 质子数之比为632 中子数之比为034 体积之比为632 A. B.只有 C.只有 D.只有,答案:A,2.核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域,已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象试判断下列哪组原子均可产生NMR现象( ) A.18O 31P 119Sn B.27Al 19F 12C C.元素周

15、期表中VA族所有元素的原子 D.元素周期表中第一周期所有元素的原子,答案:C,3.某氧原子的质量为a g,12C原子的质量为b g,且NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( ),答案:BC,4.XY是短周期元素,两者组成化合物X2Y3(或Y3X2),已知X的原子序数为n,则Y的原子序数不可能是( ) A.n+1 B.n-6 C.n+3 D.n+5,答案:B,解析:(1)X2Y3中X是第A族元素,Y是第A元素,如图:,当X与Y属同周期元素时,则Y的原子序数为n+3; 当X在Y的上一周期时,则Y的原子序数为:n+3+8=n+11; 当X在Y的下一周期时,则Y的原子序数为:n+3-8=n-5,(2)进行颠倒,化学式为Y3X2时,X为第A族元素,Y为第A族元素,如图:,当XY属同周期时,Y的原子序数为n-3; 当X在Y的上一周期时,Y的原子序数为:n+8-3=n+5; 当X在Y的下一周期时,Y的原子序数为:n-8-3=n-11 综上所述,只有n-6不可能,所以选B 本题也可从数学角度巧解:由化学式X2Y3可知X为+3价,Y为-2价,X位于奇数族,Y为偶数族,其原子序数分别为奇数和偶数,Y的原子序数为偶数,n-6为奇数,答案为B,5.写出下列各粒子的化学式: (1)由两个原子组成的具有10个电子的分子是_,阴离子是_ (2)由四个原子组成的具有10个电子的分子是_