2025版高考化学一轮总复习提升训练第五章物质结构与性质元素周期律第十六讲考点一原子结构核素和同位素微考点二微粒中各粒子数的关系及计算

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C.eq \\al(2,1)H2O具有放射性
D．可用质谱法区分H2和eq \\al(2,1)H2
[解析] eq \\al(2,1)H2O的相对分子质量为2×2＋16＝20，A错误；eq \\al(3,1)H的质子数为1，质量数为3，则中子数为2，B错误；仅eq \\al(3,1)H具有放射性，eq \\al(2,1)H2O中不含有eq \\al(3,1)H，不具有放射性，C错误；H2和eq \\al(2,1)H2的相对分子质量分别为2、4，可用质谱法区分，D正确。
2．(2022·山东卷)eq \\al(13, 8)O、eq \\al(15, 8)O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：eq \\al(16, 8)O＋eq \\al(3,2)He―→eq \\al(13, 8)O＋eq \\al(a,b)X；eq \\al(16, 8)O＋eq \\al(3,2)He―→eq \\al(15, 8)O＋eq \\al(m,n)Y。下列说法正确的是( B )
A．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C.eq \\al(13, 8)O、eq \\al(15, 8)O可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在eq \\al(13, 8)O2、eq \\al(15, 8)O2分子是因其化学键不稳定
[思路点拨]
[解析] 根据质量守恒定律可知，X微粒为eq \\al(6,2)He，Y微粒为eq \\al(4,2)He，根据质量数等于质子数加中子数可知，eq \\al(6,2)He的中子数为4，A错误；X微粒为eq \\al(6,2)He，Y微粒为eq \\al(4,2)He，两者具有的质子数相同而中子数不同，故互为同位素，B正确；由题干信息可知，eq \\al(13, 8)O与eq \\al(15, 8)O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误；自然界中不存在eq \\al(13, 8)O2与eq \\al(15, 8)O2并不是其化学键不稳定，而是由于eq \\al(13, 8)O与eq \\al(15, 8)O的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为其他原子，O===O的键能与形成该键的核素无关，D错误。
【对点训练】
1．某元素R的阴离子R2－核外有a个电子，核内有b个中子，则R原子的正确表示是( D )
A.eq \\al(a,b)R B.eq \\al(a＋b＋2, a＋2)R
C.eq \\al(a＋b－2, a＋2)R D.eq \\al(a＋b－2, a－2)R
[解析] 某元素R的阴离子R2－核外有a个电子，则核内质子数为a－2，核内有b个中子，则R原子的质量数为a＋b－2，故R原子的正确表示是eq \\al(a＋b－2, a－2)R，D项符合题意。
2．(2024·湖南长沙模拟)已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是( D )
A.eq \f(m－n－2,w·m) ml B.eq \f(wm－n,n) ml
C.eq \f(wm－n－2,m) ml D.eq \f(wm－n＋2,m) ml
[解析] R原子的质子数为m－n，其核外电子数也为m－n，所以R2－的核外电子数为m－n＋2，而w g R原子的物质的量为eq \f(w,m) ml，所以w g R原子完全转化为R2－时含有电子的物质的量为eq \f(wm－n＋2,m) ml，故选D。
归纳拓展：
1 “三点”提醒
(1)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NHeq \\al(＋,4)与OH－等。
(2)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。
(3)HD、HT、DT、2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体，而是同位素之间形成的不同单质，它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
2 “三同”比较
同位素
同素异形体
同分异构体
研究对象
核素
单质
化合物
“同”含义
质子数相同
元素相同
分子式相同
“异”含义
中子数不同
性质不同
结构不同