高中化学第一节 元素周期表导学案及答案

课时3　核素　同位素

1．了解质量数和X的含义。

2．了解核素、同位素的概念。(重点)

3．了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。(重难点)

[基础·初探]

教材整理　原子的构成与质量数

1．原子的构成

(1)构成

(2)原子的表示方法

即X代表一个质量数为A、质子数为Z的X原子。

2．质量数

(1)质量数

质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值即为质量数，用符号A表示。

(2)两个关系

①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)(质量关系)

②原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子中的数量关系)

【特别提醒】　有关粒子间的关系

1质量数A＝质子数Z＋中子数N

2质子数＝核电荷数＝中性原子的核外电子数

3阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数

4阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数

[题组·冲关]

1．某元素的一个原子形成的离子可表示为Xn－，下列说法正确的是(　　)

A.Xn－含有的中子数为a＋b

B.Xn－含有的电子数为a－n

C．X原子的质量数为a＋b＋n

D．X原子的质量约为 g

【解析】　中子数等于质量数减去质子数，为b－a，A选项错误；该离子含有的电子数为a＋n，B选项错误；原子变成离子时，质量数与核外电子数无关，所以X原子的质量数为b，C选项错误；D选项正确。

【答案】　D

2．核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则它的n g氧化物中所含质子的物质的量是(　　)

【导学号：30032013】

A.(A－N＋8)mol B.(A－N＋10)mol

C．(A－N＋Z)mol D.(A－N＋6)mol

【解析】　化学变化中质子数、中子数均不变，故R2＋的质量数为A，中子数N，则R原子的质量数也为A，中子数也为N，故R原子的质子数为A－N，二价R2＋的氧化物为RO，摩尔质量为(A＋16)g·mol－1，n g RO的物质的量为 mol。1 mol RO中含质子(A－N＋8)mol，故n g RO中含质子为(A－N＋8)mol。故B、C、D错误，A正确。

【答案】　A

3．完成表格

【答案】　(从左到右，从上到下)6　6　12　6　O

16　8　8　10　18　8　17　18

[基础·初探]

1．核素

(1)定义

具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

(2)实例——氢的三种核素

2.同位素

(1)概念

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素)。

(2)特点

(3)应用

①考古中用C测定文物的年代。

②H、H用于制造氢弹。

③放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。

【特别提醒】　同位素、同素异形体的含义与联系

[题组·冲关]

1．下列说法错误的是(　　)

A．H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子

B．Ca和Ca、石墨和金刚石均为同素异形体

C．H和H是不同的核素

D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同

【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，H和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，其物理性质不同但化学性质却相同；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，Ca和Ca质子数均为20，中子数不同，它们互为同位素。

【答案】　B

2．下列互为同位素的是(　　)

A．H2　D2 B．14N　14C

C．16O　17O D．金刚石　石墨

【答案】　C

3．16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　　)

【导学号：30032014】

A．16O2与18O2互为同位素

B．16O与18O核外电子排布方式不同

C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化

D．标准状况下，1.12 L16O2和1.12 L18O2均含0.1 NA个氧原子

【解析】　同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，A项错误；16O和18O互为同位素，质子数相同，电子数相同，所以两者的核外电子排布方式相同，B项错误；16O和18O都是氧原子，而化学变化中的最小微粒是原子，所以化学变化不能实现16O和18O间的转化，C项错误；标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L18O2的物质的量均为0.05 mol，则所含氧原子均为0.1 mol，D项正确。

【答案】　D

4．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：________、________、______。写出用做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HO和DO所含质子数之比为________，中子数之比为________。

【解析】　(2)氯化氢有：H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl；但H37Cl与T35Cl的相对分子质量相同，所以所形成的氯化氢分子的相对分子质量有5种。(3)设质量都为1 g，H2O与D2O的质子数之比为∶＝10∶9，中子数之比为∶＝8∶9。

【答案】　(1)氕　氘　氚　H、H(或D、T)　(2)5　(3)10∶9　8∶9

【题后归纳】　“两素”“两同”的比较