2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律第一节3核素时作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE6核素时间：45分钟一、选择题1．下列说法正确的是(A)A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成的C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子D.eq\o\al(40,18)Ar、eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(40,20)Ca的质量数相同，所以它们互为同位素解析：本题是利用相关概念来对选项作出推断。对于A选项，可利用“结构确定性质”这一概念来进行推断；对于B选项，可利用部分原子结构的特别性来解决；C选项中，必需明确确定原子种类的微粒是哪几种；D选项可用同位素的概念来进行推断。A选项中的各核素属同一元素，这些核素间必定互为同位素。依据同位素和质量数的含义可知：各核素原子的质子数相同，中子数不同，二者之和在数值上等于质量数，因而质量数必不相等，但同位素的化学性质几乎完全相同，故A选项正确。B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氢原子(eq\o\al(1,1)H)的原子核内只有质子而无中子这个特例，故B选项错误。C选项中原子种类是由质子数和中子数共同确定的，若原子核不变更，仅核外发生电子得失，是绝不会发生由一种原子转变为另一种原子的现象，而只能由原子变为离子，故C选项错误。D选项中互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必定不等，故D选项错误。本题答案为A选项。2．下列几种核素中，已知a、b、c不相等，其中互为同位素的一组是(D)A.eq\o\al(b,a)X与eq\o\al(b,c)W B.eq\o\al(c,b)Z与eq\o\al(a,c)AC.eq\o\al(b,c)W与eq\o\al(c,b)Z D.eq\o\al(b,a)X与eq\o\al(c,a)Y解析：元素左下角数字表示质子数，同位素养子数相同，中子数不同，A、B、C中质子数不同，故不选，D项质子数相同，左上角表示的质量数不同，说明中子数不同，故互为同位素，D正确。3．含有相同质子数和电子数的两种微粒之间的关系不正确的是(D)A．它们可能是同位素B．可能是不同分子C．可能是不同离子D．可能是一种分子和一种离子解析：分子是呈电中性的微粒，所以质子数和电子数相等，而离子的质子数和电子数不相等，所以分子与离子的质子数与电子数不行能同时相等。4．在ROeq\o\al(n－,3)中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目是(B)A．A－x＋n＋48 B．A－x＋n＋24C．A－x－n－24 D．A＋x－n－24解析：在ROeq\o\al(n－,3)中，R的质子数＝x－n－3×8，R的质量数为A，则R的中子数＝A－(x－n－24)＝A＋n＋24－x。5.eq\o\al(A,Z)X与eq\o\al(A＋1,Z)X＋两种微粒，下列叙述正确的是(B)A．质子数肯定相同，质量数和中子数肯定相同B．化学性质不相同C．肯定都由质子、中子、电子组成D．核电荷数、核外电子数肯定相同解析：在eq\o\al(A,Z)X、eq\o\al(A＋1,Z)X＋中，当A＝1，Z＝1时，微粒为eq\o\al(1,1)X(即eq\o\al(1,1)H)、eq\o\al(2,1)X＋(即D＋或eq\o\al(2,1)H＋)，eq\o\al(1,1)H无中子，D＋无电子，故C不正确；又因中子数分别为A－Z，A＋1－Z，肯定不相等，eq\o\al(A,Z)X与eq\o\al(A＋1,Z)X＋为同种元素的原子与离子，所以A、D不正确。6．金属钛(Ti)被称为将来“钢铁”，也称为“太空金属”。对钛元素的同位素eq\o\al(46,22)Ti、eq\o\al(47,22)Ti、eq\o\al(48,22)Ti、eq\o\al(49,22)Ti、eq\o\al(50,22)Ti，下列说法中不正确的是(B)A．上述同位素中，Ti原子核中的中子数不行能为30B．题述中包括5种钛元素，且质子数都为22C．题述中包括5种钛原子，即钛元素的5种核素D．钛原子的相对原子质量可能为46，也可能为50解析：钛的五种同位素的中子数依次为24、25、26、27、28，A正确；钛元素只有1种，5种同位素就是5种核素，5种原子，故B错，C正确；钛原子的相对原子质量介于46～50之间，D正确。7．简洁原子的原子结构可用下图表示方法形象地表示：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)A．①②③互为同位素B．①②③互为同素异形体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：据图示，①为1质子1电子为eq\o\al(1,1)H。②为1质子1中子1电子为eq\o\al(2,1)H。③为1质子2中子1电子为eq\o\al(3,1)H，三者互为同位素。8．若NA为阿伏加德罗常数，已知某元素的阴离子Rn－的原子核中，中子数为A－x＋n，其中A为原子的质量数，则mgRn－中电子总数为(D)A.eq\f(mA－xNA,A) B.eq\f(mA－nNA,A)C.eq\f(A－x－nNA,A－m) D.eq\f(mxNA,A)解析：mgRn－的总物质的量为eq\f(m,A)mol，所含的电子总数为：[A－(A－x＋n)＋n]＝x，∴mgRn－的电子总数为：eq\f(m,A)·NA·x＝meq\f(xNA,A)。9．最近，我国某物理探讨所取得重大科技成果，研制出由18O所形成的单质气体。18O是一种稳定的同位素，称为重氧。下列有关说法不正确的是(C)A．1.8g18O形成的气体的物质的量是0.05molB．0.1mol重氧水Heq\o\al(18,2)O所含的中子数约为6.02×1023个C．0.2mol18O2气体的体积约为4.48LD．18O2气体的摩尔质量为36g/mol解析：A中1.8g18O所形成的气体为18O2，所以其物质的量为eq\f(1.8,36)＝0.05mol；B中Heq\o\al(18,2)O中所含的中子数为18－8＝10，所以，0.1molHeq\o\al(18,2)O的中子数为0.1×10NA＝NA；C中0.2mol18O2气体在标准状况下才能为4.48L；D中18O2的摩尔质量为18×2g/mol＝36g/mol。10．氢元素有三种同位素H、D、T，氯元素有两种同位素35Cl、37Cl。当用一种仪器分别测定10000个氯化氢的相对分子质量，所得数值最多有(B)A．2种 B．5种C．6种 D．10000种解析：H35Cl：36，H37Cl：38，D35Cl：37，D37Cl：39，T35Cl：38，T37Cl：40，故相对分子质量所得数值最多有5种。11．下列说法中正确的是(D)A．任何元素原子的原子核都是由质子和中子构成的B.eq\o\al(37,17)Cl、eq\o\al(35,17)Cl互为同位素，eq\o\al(35,17)Cl2与eq\o\al(37,17)Cl2互为同素异形体C．常温下，4.48Leq\o\al(37,17)Cl2含有8NA个中子(NA为阿伏加德罗常数的值)D．O2－、Mg2＋、Ne的结构示意图都可以用表示解析：大多数原子都是由质子、中子和核外电子构成的，氢原子除外，氢原子中没有中子，故A错误；由同种元素组成的具有不同结构和性质的单质互称为同素异形体，eq\o\al(35,17)Cl2与eq\o\al(37,17)Cl2不互为同素异形体，故B错误；常温下，4.48Leq\o\al(37,17)Cl2的物质的量不肯定为0.2mol，则其含有的中子数不肯定为8NA，故C错误；O2－、Mg2＋、Ne的结构示意图都可以用来表示，故D正确。12．下列说法不正确的是(C)①质子数相同的粒子肯定是同种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不行能是一种分子和一种离子④电子数相同的粒子不肯定是同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A．②③⑤⑥ B．①②④⑤C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥解析：粒子包括分子、离子、原子、质子、中子等，如H2O与Ne电子数、质子数均相同，eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(1,1)H粒子是同一元素，故①错，④对；一种分子和一种离子，假如质子数相等，其电子数肯定不等，故③对；同位素化学性质几乎相同，物理性质不同，质量数针对某原子而言，一种元素往往有几种同位素原子，它们的质量数各不相同。二、非选择题13．有H、D、T三种原子，各自可形成双原子分子H2、D2、T2，请填写下列各题。(1)标准状况下，它们的密度之比为123。(2)相同物质的量的三种单质中，质子数之比为111。(3)各1g三种单质中，它们的质子数之比为632。(4)同温同压下，1L各单质气体中所含电子数之比为111。解析：三种氢气分子H2、D2、T2的相对分子质量分别为2、4、6，则相同状况下ρ(H2)ρ(D2)ρ(T2)＝246＝123；由于是同位素组成的单质，质子数之比为111；质量相同时，质子数之比为eq\f(1,2)eq\f(1,4)eq\f(1,6)＝632；由于同位素组成的原子数目相同的单质，具有相同的质子数。因此同温同压下，同体积的气体具有相同的分子数，也具有相同的核外电子数。14．用eq\o\al(A,Z)X表示原子：(1)中性原子的中子数：N＝A－Z。(2)阳离子的中子数：AXn＋共有x个电子，则N＝A－x－n。(3)阴离子的中子数：AXn－共有x个电子，则N＝A－x＋n。(4)中性分子或原子团的中子数：12C16O2分子中，N＝22。(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n(m－x＋2)/m。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电子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)12C16O2分子中的N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n(m－x＋2)/m。15．在历史上有很长一段时间，人们始终认为原子是“实心球”。在1911年前后，在新西兰诞生的物理学家卢瑟福将一束变速运动的α粒子(质量数为4、中子数为2的＋2价离子)射向一片极薄的金箔，他惊异地发觉，由这种“实心球”紧密排列的金箔，竟让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不存在似的，但也有极少数α粒子发生偏转，或被笔直地弹回。这就是闻名的α粒子散射试验。依据以上叙述回答下列问题：(1)用“eq\o\al(A,Z)X”的形式写出α粒子的表示式：eq\o\al(4,2)He2＋。(2)金(Au)是周期表中第79号元素，对eq\o\al(197,\a\vs4\al(79))Au的叙述正确的是C(填字母代号)。A．金是一种银白色金属B．金的原子核内有197个中子C.eq\o\al(197,\a\vs4\al(79))Au原子中中子数与核外电子数之差为39D.eq\o\al(197,\a\vs4\al(79))Au的摩尔质量为197g(3)美国放射的航空器将我国研制的磁谱仪带入太空，其目的是探究反物质。反物质的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷。那么反物质酸碱中和反应的离子方程式为H－＋OH＋=H2O。16．某元素的同位素eq\o\al(A,Z)X，它的氯化物XCl21.11g溶于水制成溶液后，需用1mol·L－1的硝酸银溶液20mL才能把氯离子沉淀下来，已知此同位素原子中质子数与中子数相等，试计算：(1)X的质量数是40。(2)该元素的同位素是(写出符号)eq\o\al(40,20)Ca。(3)37gXCl2中所含质子的物质的量是18_mol。解析：(1)n(AgNO3)＝n(Cl－)＝0.02L×1mol·L－1＝0.02mol，则n(XCl2)＝eq\f(1,2)n(Cl－)＝0.01mol，M(XCl2)＝eq\f(1.11g,0.01mol)＝111g·mol－1，即XCl2的相对分子质量为111，X的相对原子质量为111－2×35.5＝40。可认为X的质量数为40。(2)因X中质子数＝中子数，所以X的质子数为20，是钙元素。(3)1molXCl2中所含质子的物质的量为(20＋2×17)mol，即54mol，则37gXCl2中所含质子的物质的量为eq\f(37g,111g·mol－1)×54＝18mol。17.eq\o\al(235,92)U是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。eq\o\al(235,)92U的浓缩始终为国际社会关注。回答下列有关问题：(1)铀有三种核素：eq\o\al(234,92)U、eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(238,92)U，在自然界中三种核素所占原子个数百分率依次为a%、b%、c%，写出铀的平均相对原子质量的计算式：。(2)eq\o\al(235,92)U表示的含义是质子数为92、质量数为235的一个铀原子。(3)eq\o\al(234,92)U、eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(238,92)U互为同位素，下列对“同位素”的理解不正确的是(B)A．元素符号相同B．物理性质相同C．化学性质基本相同D．在元素周期表中位置相同(4)下列有关eq\o\al(235,92)U的说法不正确的是(D)A.eq\o\al(235,92)U原子核的中子数与质子数之差为51B.eq\o\al(235,92)U与eq\o\al(238,92)U的质子数、核外电子数都相等C.eq\o\al(235,92)U与eq\o\al(238,92)U是两种质子数相同、中子数不同的原子D.eq\o\al(235,92)U与eq\o\al(238,92)U是同种原子(5)教材除介绍了eq\o\al(234,92)U、eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(238,92)U外，还介绍了eq\o\al(16,8)O、eq\o\al(17,8)O、eq\o\al(18,8)O，eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C，eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H等。①用于制造氢弹的核素是eq\o\al(2,1)H、eq\o\al