化学第1节 原子结构与元素性质精练

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一 原子结构——原子核 核素
学习理解 共30分
一、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分)
1．(2021•徐州高一检测) eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117)) Ts是一种人工合成的超重化学元素，其中子数为( )
A．117 B．293 C．176 D．410
解析:选C。 eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117)) Ts质子数＝117，质量数＝293，质子数＋中子数＝质量数，得到中子数＝293－117＝176。
2．(2021·湖北适应性测试改编) eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的衰变反应为 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C―→ eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( z)) X＋ eq \\al(\s\up1(0),\s\d1(－1)) e，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5 730年。下列说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C与 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( z)) X互为同位素
B． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C与 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( z)) X的中子数相同
C． eq \\al(\s\up1(12),\s\d1( 6)) C与 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的核外电子数相差2
D．某考古样品中 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的量应为其11 460年前的 eq \f(1,4)
解析:选D。由 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C―→ eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( z)) X＋ eq \\al(\s\up1(0),\s\d1(－1)) e可知， eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( z)) X为 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N， eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C与 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N质子数不同，不互为同位素，故A错误； eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的中子数为14－6＝8， eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N中子数为14－7＝7，中子数不同，故B错误； eq \\al(\s\up1(12),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的核外电子数都为6，故C错误；11 460年经历了2个半衰期，( eq \f(1,2) )2＝ eq \f(1,4) ， eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的量应为其11 460年前的 eq \f(1,4) ，故D正确。
3．(2021•重庆高一检测)溴及其化合物可被用作阻燃剂，下列有关 eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br的说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br所含有的电子数不同
B． eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br是两种不同的核素
C． eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br分别含有44和46个质子
D． eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br都含有35个中子
解析:选B。 eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br都是Br原子，质子数都为35，含有的电子数都是35，故A、C错误； eq \\al(\s\up1(79),\s\d1(35)) Br和 eq \\al(\s\up1(81),\s\d1(35)) Br为Br元素的不同原子，质子数都为35，中子数分别为44和46，属于不同的核素，故B正确、D错误。
补偿训练:
(2021 •郑州高一检测)铀(U)有多种核素，其中 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U可用于宇宙年龄的测定。下列说法错误的是( )
A． eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U的中子数比其电子数多54
B．铀元素属于过渡元素
C．铀单质常温下呈气态
D． eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U的半衰期可能很长
解析:选C。 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U的中子数＝238－92＝146，其电子数为92，中子数比其电子数多146－92＝54，故A正确；根据稀有气体定位法可知，铀元素位于第ⅢB族的锕系，属于过渡元素，故B正确；铀单质是金属单质，常温下呈固态，故C错误；由 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U可用于宇宙年龄的测定可推测， eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U的半衰期可能很长，故D正确。
4．美日科学家因在研究“钯催化交叉偶联反应”所作出的杰出贡献，而获得诺贝尔化学奖。钯(Pd)元素的原子序数为46，下列叙述错误的是( )
A． eq \\al(\s\up1(102),\s\d1( 46)) Pd和 eq \\al(\s\up1(103),\s\d1( 46)) Pd的化学性质几乎相同
B．钯比镁的原子序数大34
C．Pd2＋核外有44个电子
D． eq \\al(\s\up1(108),\s\d1( 46)) Pd的原子核内有52个中子
解析:选D。 eq \\al(\s\up1(102),\s\d1( 46)) Pd和 eq \\al(\s\up1(103),\s\d1( 46)) Pd的质子数相同，均为46，核外电子数和最外层电子数相同，化学性质几乎相同，故A正确；Pd的原子序数为46，镁的原子序数是12，钯比镁的原子序数大34，故B正确；Pd2＋为阳离子，电子数＝46－2，即Pd2＋核外有44个电子，故C正确； eq \\al(\s\up1(108),\s\d1( 46)) Pd的原子核内有108－46＝62个中子，故D错误。
补偿训练:
(2021•池州高一检测)铱与黄金的密度相近，一些不法商贩在黄金饰品中添加铱，以达到牟利的目的，关于 eq \\al(\s\up1(182),\s\d1( 77)) Ir的说法不正确的是( )
A．该原子的中子数为105
B．该原子核外电子数是77
C．铱元素的相对原子质量一定为182
D． eq \\al(\s\up1(182),\s\d1( 77)) Ir和 eq \\al(\s\up1(183),\s\d1( 77)) Ir互为同位素
解析:选C。该原子的中子数＝质量数－质子数＝182－77＝105，故A正确；该原子核外电子数＝质子数＝77，故B正确；元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值，铱元素有几种不同的核素，其相对原子质量不一定为182，故C错误；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素，质子数相同，中子数不同， eq \\al(\s\up1(182),\s\d1( 77)) Ir和 eq \\al(\s\up1(183),\s\d1( 77)) Ir都是Ir元素的不同原子，二者互为同位素，故D正确。
5．由 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H和 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8)) O组成的11 g水中，含有的中子的物质的量为( )
A．4.5 ml B．5 ml C．5.5 ml D．6 ml
解析:选D。由 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H和 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8)) O组成的水相对分子质量为22，1 ml 2H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2)) O含12 ml中子，故11 g水中含有中子的物质的量为 eq \f(11g,22g·ml－1) ×12＝6 ml。
二、非选择题(本题共1小题，共10分)
6．(2021•湘潭高一检测)现有36 g H2O和60 g D2O，试回答：
(1)它们所含的原子个数之比为__________；
(2)中子个数之比为__________；
(3)分别与足量的钠反应，产生气体的质量比为__________。
解析:由于H、D 的质量数不同，故H2O和D2O的摩尔质量不同，分别为18 g·ml－1和20 g·ml－1，故36 g H2O为2 ml，60 g D2O为3 ml。原子个数之比为(2×3)∶(3×3)＝2∶3；中子个数之比为(2×8)∶(3×10)＝8∶15；产生气体的质量比为(2×2)∶(3×4)＝1∶3。
答案：(1)2∶3 (2)8∶15 (3)1∶3
应用实践 共20分
一、选择题(本题共3小题，每小题4分，共12分)
7．氢能是一种环境友好、储量丰富又可再生的理想能源，氢化锂作为一种候选的金属氢化物贮氢材料，具有贮氢量大，容易合成等优点。
下列有关相同物质的量的“氢化锂三兄弟”——LiH、LiD、LiT的叙述正确的是( )
A．三种物质质子数之比为1∶2∶3
B．三种物质中子数之比为1∶1∶1
C．三种物质的摩尔质量之比为8∶9∶10
D．三种物质的化学性质不同
解析:选C。H、D、T三原子质子数相同，故3种物质质子数相同，A项错误；H、D、T 3原子中子数分别为0、1、2，故LiH、LiD、LiT 3种物质中子数不相等，B项错误；LiH、LiD、LiT 3种物质的摩尔质量分别为8 g·ml－1、9 g·ml－1、10 g·ml－1，C项正确；H、D、T 3种核素同属于H元素，故从宏观来看，LiH、LiD、LiT属于同一物质，故化学性质相同，D项错误。
8．(2021·北京西城区高一检测)我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素 eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm的说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm都含有62个中子
B． eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm互为同位素
C． eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm的核外电子数不同
D． eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm分别含有82和88个质子
解析:选B。 eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm的核外电子数＝质子数＝62，中子数分别为144－62＝82，150－62＝88，中子数不同，故A错误； eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm两者是质子数相同中子数不同的同一元素的不同原子，互为同位素，故B正确； eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm的质子数相同，核外电子数相同，核外电子排布方式相同，故C错误； eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 62)) Sm与 eq \\al(\s\up1(150),\s\d1( 62)) Sm的质子数相同，都为62，故D错误。
补偿训练:
化学上可用仪器观测特定核素在化学变化中的行踪来确定反应的原理。若用K35ClO3晶体和含有H35Cl的浓盐酸进行KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应的探究，下列说法不正确的是( )
A．1 ml H37Cl中所含的中子数为20NA
B．35C1、37Cl互为同位素
C．该反应每生成标准状况下67.2 L氯气，转移电子5NA
D．生成氯气的摩尔质量为71 g·ml－1
解析:选D。H没有中子，37Cl有20个中子，1 ml H37Cl中所含的中子数为20NA，故A正确；35Cl、37Cl二者质子数相同，中子数不同互为同位素，故B正确；在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应中，该反应中KClO3作氧化剂，HCl作还原剂，氯气是氧化产物，也是还原产物，每生成标准状况下67.2 L氯气，转移电子5NA，故C正确；用K35ClO3晶体和含有H35Cl的浓盐酸进行KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应，生成35C12的摩尔质量为70 g·ml－1，故D错误。
9．(双选)某次地震导致的核泄漏产生的放射性污染的主要成分是 eq \\al(\s\up1(131),\s\d1( 53)) I和 eq \\al(\s\up1(137),\s\d1( 55)) Cs，下列有关它们的说法正确的是( )
A．碘­131的核内质子数是53，核外电子数为78
B． eq \\al(\s\up1(137),\s\d1( 55)) Cs的质量数是137，核外电子数是55
C．碘元素在自然界有 eq \\al(\s\up1(127),\s\d1( 53)) I和 eq \\al(\s\up1(131),\s\d1( 53)) I两种稳定的同位素
D． eq \\al(\s\up1(137),\s\d1( 55)) Cs原子核内含有82个中子
解析:选B、D。原子的核外电子数等于质子数，所以碘­131的核内质子数是53，核外电子数为53，故A错误； eq \\al(\s\up1(137),\s\d1( 55)) Cs的质量数是137，核外电子数是55，故B正确； eq \\al(\s\up1(131),\s\d1( 53)) I不稳定，容易衰变，能产生放射性污染，故C错误； eq \\al(\s\up1(137),\s\d1( 55)) Cs原子核内含有中子数为137－55＝82，故D正确。
二、非选择题(本题共1小题，共8分)
10．随着我国展开“嫦娥探月”工程，意味着中国向月球发起探索。从2007年发射嫦娥一号再到2020年发射嫦娥五号，嫦娥五号一次带回1700多克月壤样本，比苏联3次登月获得的月壤样本还要多。科学研究表明，月球上有丰富的 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He资源，可开发用作未来的新型能源。
(1) eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He的中子数是__________， eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He与 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He互称为__________。
(2)α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断α粒子含有__________个质子和__________个中子。
(3)在 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He、 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He两种核素中，原子核内的中子数之差为__________，与α粒子有相同质子数和中子数的是__________。
(4)利用核聚变发电，3He是最安全的最清洁的能源，地球上3He仅有15吨左右。月球上的3He最保守估计可供全世界开采500年。地球上的氦元素主要以4He形式存在，而月球土壤中吸附着数百万吨3He。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液化是物理变化；
⑤ 3He和4He组成的气体单质，在相同条件下密度比为3∶4。
解析:(1) eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He表示质子数为2、质量数为3的一个氦原子，其中子数是3－2＝1； eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He与 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He互称为同位素。(2)根据α粒子是一个原子核可知，α粒子中不含电子，再由α粒子带有2个单位正电荷可知，其含有2个质子，进而可以根据质量数为4推断出α粒子含有2个中子。(3) eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He有2个质子和1个中子， eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1； eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He有2个质子和2个中子，与α粒子有相同的质子数和中子数。(4)同位素具有相同的质子数和核外电子数、不同的中子数和质量数，故同位素的化学性质相同，而物理性质不同，则①正确，②错误；化学变化研究的是分子、原子之间的变化，核聚变属于核反应，不属于化学变化的范畴，③错误；3He液化没有新物质的生成，是物理变化，④正确；相同条件下，不同气体的密度之比等于摩尔质量之比，⑤正确。
答案：(1)1 同位素 (2)2 2 (3)1 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He
(4)①④⑤