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高中化学专题2研究物质的基本方法第三单元第1课时人类认识原子结构的历程原子核的构成练习含解析苏教版必修1
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这是一份高中化学专题2研究物质的基本方法第三单元第1课时人类认识原子结构的历程原子核的构成练习含解析苏教版必修1，共9页。试卷主要包含了概念判断，选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、概念判断(判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”，共5小题，每题1分，共5分)。
1．所有的原子都含有质子、中子和电子。( )
提示：×。氢原子没有中子。
2．科学家汤姆生首先发现了电子并提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型。( )
提示：√。
3．在化学反应过程中，原子核和原子的最外层电子数都一定会发生变化。( )
提示：×。化学变化中最小的微粒是原子，在化学反应过程中，原子核不发生变化。
4．H2、D2、T2互称为同位素。( )
提示：×。同位素是质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素之间的互称，H2、D2、T2不属于核素。
5．原子 eq \\al(\s\up1(35),\s\d1(16)) S中子数与质子数之差为19。( )
提示：×。原子 eq \\al(\s\up1(35),\s\d1(16)) S中子数19，质子数为16，二者相差3。
二、选择题(本题包括8小题，每题2分，共16分)。
·题组1 人类认识原子结构的历程
1．提出原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是( )
A．汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿
B．汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福
C．卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔
D．道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔
【解析】选D。19世纪初，道尔顿提出了原子学说；1897年汤姆生提出了一个被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型；1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔提出了新的原子结构模型。
2．英国科学家道尔顿(J.Daltn，1766～1844)的原子学说曾经对化学的发展产生了巨大的影响，因而被誉为“近代化学之父”。以下是“道尔顿原子学说”中的部分内容：
①原子是不可分割的实心球体；
②同种元素的原子，其性质和质量都相同；
③原子在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。
从现代观点来看，“道尔顿原子学说”的这些内容中不正确的是( )
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
【解析】选A。从现代的观点来看，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子和中子都还可分割为更小的微粒；同种元素的原子，核内质子数相同，但核内中子数不一定相同，原子的质量也就不一定相同；在化学变化中，原子的变化是核外电子的变化，原子核不变，原子的本性也就不变。
·题组2 原子的构成
3．(2021·昆山高一检测)中国科学家首次实现了两个异核原子(1个 eq \\al(\s\up1(85),\s\d1(37)) Rb原子和1个 eq \\al(\s\up1(87),\s\d1(37)) Rb原子)的量子纠缠。下列有关 eq \\al(\s\up1(87),\s\d1(37)) Rb的说法正确的是( )
A．质子数为87 B．核外电子数为37
C．中子数为37 D．质量数为50
【解析】选B。 eq \\al(\s\up1(87),\s\d1(37)) Rb原子中质子数＝核电荷数＝37，质量数＝87，中子数＝87－37＝50。
4．(2021·吉林高一检测)分子中核外电子总数是指分子中各原子核外电子数目的总和。下列微粒中，核外电子总数为10的是( )
A．Na＋ B．CO2 C．CO D．N2
【解析】选A。钠离子核外电子总数为11－1＝10，A选；二氧化碳分子中核外电子总数为6＋8×2＝22，B不选；一氧化碳分子中核外电子总数为6＋8＝14，C不选；氮气分子中核外电子总数为7×2＝14，D不选。
【总结归纳】常见10电子粒子
(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4
(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、H3O＋
(3)阴离子：N3－、O2－、F－、OH－
5．钴( eq \\al(\s\up1(60),\s\d1(27)) C)是一种穿透力很强的核辐射元素，可用来治疗癌症。下列关于 eq \\al(\s\up1(60),\s\d1(27)) C的说法不正确的是( )
A．质量数为60 B．质子数为27
C．核外电子数为27 D．中子数为60
【解析】选D。 eq \\al(\s\up1(60),\s\d1(27)) C的质量数为60，核外电子数＝质子数＝27，中子数＝质量数－质子数＝60－27＝33。
·题组3 核素 同位素
6．下列有关 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na、 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的叙述中正确的是( )
A. eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li和 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li是同一种原子
B． eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na和 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg的质子数、中子数都不相等
C． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的质量数相等，但不互为同位素
D．上述微粒共有5种核素
【解析】选C。 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li和 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li是锂元素的两种核素，不是同一种原子，A、D错误； eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na和 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg的质子数不同、中子数都为12，B错误； eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的质量数相等，但质子数不同，不是同一种元素，C正确。
【方法规律】明确互为同位素的核素的3个特点：
(1)同位素是同种元素，其质子数、核电荷数、电子数在元素周期表中位置均相同，化学性质几乎相同。
(2)同位素是不同的核素，其中子数、质量数不同，物理性质不同。
(3)在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。
7．简单原子的原子结构可用如图形象地表示：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．①②③互为同素异形体
B．①②③互为同位素
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】选B。由题图可知三个原子的质子数、核外电子数相同，而中子数不同，所以应为同位素，同位素的化学性质相同。
8．金属钛对人体体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，故有“生命金属”之称。下列有关 eq \\al(\s\up1(48),\s\d1(22)) Ti和 eq \\al(\s\up1(50),\s\d1(22)) Ti的说法正确的是( )
A．质量数相同，互为同位素
B．质子数相同，互为同位素
C．中子数相同，属于同一种元素的不同核素
D．核外电子数相同，中子数不同，不能互称为同位素
【解析】选B。两者互为同位素，质量数不同，A错误；质子数均为22，核外电子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确、D错误；中子数不相同，C错误。
三、非选择题(本题包括2小题，共9分)。
9．(5分)元素、原子、核素、同位素都是重要的基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号： eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H2、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H2、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C、 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N、 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg回答问题：
(1)表示核素的符号共________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是________和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是______和______。
【解析】(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素， eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H2和 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li和 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li互称为同位素。(3) eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。(4) eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na和 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。
答案：(1)6 (2) eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li (3) eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N
(4) eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg
10．(4分)科学研究表明，月球上有丰富的 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He资源，可开发利用并作为未来的新型能源。
(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______。
【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的原子核推断出α粒子含有2个中子。
(3) eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He中有2个质子和1个中子， eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He中有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1；在 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He中有2个质子和2个中子，与α粒子有相同质子数和中子数。
答案：(1)1 同位素 (2)2 2 (3)1 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He
一、选择题(共9题，每小题3分，共27分)。
1．某种元素的原子核内有161个中子，质量数为272。该元素的原子序数与原子核内中子数的关系是( )
A．大于 B．小于 C．等于 D．不能肯定
【解析】选B。根据质量数和质子数、中子数，原子序数和质子数之间的关系，可得该元素的质子数为272－161＝111，因此质子数小于中子数，即原子序数小于中子数。
2．(金榜原创题)东风17导弹是目前中国突防能力最强的导弹，能对中近程目标实施精确打击，其原因是导弹中使用了含有稀土元素钕(60Nd)的永磁材料。下列说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 60)) Nd与 eq \\al(\s\up1(143),\s\d1( 60)) Nd的中子数相同
B． eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 60)) Nd与 eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 58)) Ce的质子数相等
C． eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 60)) Nd所含的中子数等于质子数
D． eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 60)) Nd与 eq \\al(\s\up1(143),\s\d1( 60)) Nd的核外电子排布相同
【解析】选D。A项，二者的中子数分别为142－60＝82和143－60＝83；B项，二者的质子数分别为60和58；C项，中子数为84，质子数为60；D项，二者为同一种元素，电子数相同，核外电子排布相同。
3．下列说法正确的是( )
①质子数相同的粒子一定属于同种元素
②电子数相同的粒子不一定是同一种元素
③一种元素只能有一种质量数
④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
⑤质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子
⑥同位素的性质几乎完全相同
A．①③④⑥ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．②⑤
【解析】选D。①中粒子可以是原子、分子或离子，错误；③中一种元素可以有不同质量数的几种核素，错误；④中质量数等于质子数与中子数之和，错误；⑥中同位素的物理性质不同，错误。
4．(2021·北京高一检测)某元素的一个原子形成的离子可表示为 eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－，下列说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－含有的中子数为a＋b
B． eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为 eq \f(b,6.02×1023) g
【解析】选D。 eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－中a表示质子数，b表示质量数，“n－”表示X得到n个电子，则其含有的中子数为b－a，电子数为a＋n。1 ml eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 eq \f(b,6.02×1023) g。
【易错提醒】(1)在计算核外电子时一定要注意粒子种类是原子、分子还是离子。对于原子或分子核外电子数之和等于质子数之和，对于离子核外电子数之和不等于质子数之和。
(2)质量数不等于相对原子质量，但在近似计算时，相对原子质量近似等于质量数。
5．(2021·临沂高一检测)已知R2－的核内有n个中子，R原子的质量数为M，则m g R2－中含有电子的物质的量为( )
A． eq \f(m（M－n）,M) ml B． eq \f(M－n－2,Mm) ml
C． eq \f(m（M－n－2）,M) ml D． eq \f(m（M－n＋2）,M) ml
【解析】选D。R2－含有的电子数为M－n＋2，m g R2－的物质的量为 eq \f(m,M) ml，则m g R2－含有电子的物质的量为 eq \f(m（M－n＋2）,M) ml。
6．(2021·保定高一检测)铱(Ir)是最耐腐蚀的金属。已知人工放射性同位素 eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir是通过稳定元素 eq \\al(\s\up1(191),\s\d1( 77)) Ir受中子辐射获得，常用于工业探伤。下列关于 eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir的说法正确的是( )
A. eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有115个电子 B． eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有77个中子
C． eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有192个质子 D． eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir的质量数与质子数之差为115
【解析】选D。 eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有77个电子，故A错误； eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有192－77＝115个中子，故B错误； eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有77个质子，故C错误； eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir质子数＝77，质量数＝192，质量数与质子数之差192－77＝115，故D正确。
7．(金榜原创题)14C是一种放射性同位素，在高层大气中，由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N可使它转变为14C。下列说法正确的是( )
A．14C和14N的中子数相同 B．14C和C60是同素异形体
C．14C和14N是同位素 D．14CO2含有的质子数为22
【解析】选D。14C和14N的质子数分别为6、7，中子数分别为8、7，中子数不同，故A错误；同素异形体为同种元素的不同单质，其中C60为碳的一种单质，而14C为碳元素的一种原子，故B错误；14C和14N质子数不同，不是同位素，故C错误；14CO2的质子数为22，故D正确。
c 【解题技巧】
8.2019年1月3日，嫦娥四号探测器实现人类探测器首次月背软着陆。月背探测器用的是同位素温差发动机，使用的放射性同位素有 eq \\al(\s\up1(90),\s\d1(38)) Sr(锶)、 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 94)) Pu(钚)、 eq \\al(\s\up1(210),\s\d1( 84)) P(钋)。通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是( )
A.位于周期表中同一周期同一族的不同的核素，一定互为同位素
B．氧有三种核素16O、17O、18O，所以自然界中的氧气分子共有6种
C.同位素是指质子数相同中子数不同的微粒间的互称
D．温差发动机使用时没有发生化学变化
【解析】选D。位于周期表中同一周期第Ⅷ族的不同的核素，质子数可能不相等，所以它们之间不一定互为同位素，故A错误；因为同位素的化学性质相同，氧虽然有三种核素16O、17O、18O，但自然界中的氧气分子为1种，故B错误；同位素是指质子数相同、中子数不同的不同核素之间的互称，故C错误；温差发动机使用时是将放射性同位素衰变时产生的能量转变成电能，发生的是核反应，没有发生化学变化，故D正确。
9．科学家最近发现2种粒子：第1种是只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”；第2种是由四个氧原子构成的分子。下列有关这两种粒子的说法不正确的是( )
A．“四中子”不显电性
B．“四中子”的质量数为4
C．第2种粒子是氧元素的另一种同位素
D．第2种粒子的化学式为O4
【解析】选C。因中子不带电，则由四个中子构成的“四中子”粒子不带电，故A正确；因中子的质量数为1，则“四中子”的质量数为1×4＝4，故B正确；同位素的分析对象是原子，O4是单质，故C错误；由四个氧原子构成的分子，其分子式为O4，故D正确。
二、非选择题(本题包括1小题，共23分)。
10．(2021·永安高一检测)(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：________。
(2)根据下列微粒回答问题， eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。
①以上8种微粒共有________种核素，共包括________种元素。
②互为同位素的是________。
③质量数相等的是________和________，中子数相等的是________和________。
(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为________；所含中子数之比为________；所含电子数之比为________。
【解析】(1)在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和等于质量数，则表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号为 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8)) O。
(2)① eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、14C、14N、16O表示核素，35Cl2和37Cl2表示氯气分子。题给8种微粒中共包括H、C、N、O、Cl 5种元素。②质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则互为同位素的是 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H。③质量数相等的是14C和14N，质量数均是14；中子数相等的是14C和16O，都含有8个中子。
(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为46∶68＝23∶34；所含中子数之比为(14－6＋8×2)∶[16＋(18－8)×2]＝2∶3；质子数等于核外电子数，则所含电子数之比为(6＋8×2)∶(16＋8×2)＝11∶16。
答案：(1) eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8)) O (2)①6 5 ② eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H
③14C 14N 14C 16O (3)23∶34 2∶3 11∶16
(九层之台，起于累土——难点知识从基础练起)
标注下列划线元素的化合价
(1)MnO2：＋4 (2)MnCl2：＋2
(3)KMnO4：＋7 (4)K2MnO4：＋6
(5)MnSO4：＋2 (6)NH3：－3
(7)(NH4)2SO4：－3 (8)NH4NO3：－3、＋5
同位素
同素异形体
定义
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同单质
研究范畴
原子
单质
一、概念判断(判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”，共5小题，每题1分，共5分)。
1．所有的原子都含有质子、中子和电子。( )
提示：×。氢原子没有中子。
2．科学家汤姆生首先发现了电子并提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型。( )
提示：√。
3．在化学反应过程中，原子核和原子的最外层电子数都一定会发生变化。( )
提示：×。化学变化中最小的微粒是原子，在化学反应过程中，原子核不发生变化。
4．H2、D2、T2互称为同位素。( )
提示：×。同位素是质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素之间的互称，H2、D2、T2不属于核素。
5．原子 eq \\al(\s\up1(35),\s\d1(16)) S中子数与质子数之差为19。( )
提示：×。原子 eq \\al(\s\up1(35),\s\d1(16)) S中子数19，质子数为16，二者相差3。
二、选择题(本题包括8小题，每题2分，共16分)。
·题组1 人类认识原子结构的历程
1．提出原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是( )
A．汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿
B．汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福
C．卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔
D．道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔
【解析】选D。19世纪初，道尔顿提出了原子学说；1897年汤姆生提出了一个被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型；1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔提出了新的原子结构模型。
2．英国科学家道尔顿(J.Daltn，1766～1844)的原子学说曾经对化学的发展产生了巨大的影响，因而被誉为“近代化学之父”。以下是“道尔顿原子学说”中的部分内容：
①原子是不可分割的实心球体；
②同种元素的原子，其性质和质量都相同；
③原子在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。
从现代观点来看，“道尔顿原子学说”的这些内容中不正确的是( )
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
【解析】选A。从现代的观点来看，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子和中子都还可分割为更小的微粒；同种元素的原子，核内质子数相同，但核内中子数不一定相同，原子的质量也就不一定相同；在化学变化中，原子的变化是核外电子的变化，原子核不变，原子的本性也就不变。
·题组2 原子的构成
3．(2021·昆山高一检测)中国科学家首次实现了两个异核原子(1个 eq \\al(\s\up1(85),\s\d1(37)) Rb原子和1个 eq \\al(\s\up1(87),\s\d1(37)) Rb原子)的量子纠缠。下列有关 eq \\al(\s\up1(87),\s\d1(37)) Rb的说法正确的是( )
A．质子数为87 B．核外电子数为37
C．中子数为37 D．质量数为50
【解析】选B。 eq \\al(\s\up1(87),\s\d1(37)) Rb原子中质子数＝核电荷数＝37，质量数＝87，中子数＝87－37＝50。
4．(2021·吉林高一检测)分子中核外电子总数是指分子中各原子核外电子数目的总和。下列微粒中，核外电子总数为10的是( )
A．Na＋ B．CO2 C．CO D．N2
【解析】选A。钠离子核外电子总数为11－1＝10，A选；二氧化碳分子中核外电子总数为6＋8×2＝22，B不选；一氧化碳分子中核外电子总数为6＋8＝14，C不选；氮气分子中核外电子总数为7×2＝14，D不选。
【总结归纳】常见10电子粒子
(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4
(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、H3O＋
(3)阴离子：N3－、O2－、F－、OH－
5．钴( eq \\al(\s\up1(60),\s\d1(27)) C)是一种穿透力很强的核辐射元素，可用来治疗癌症。下列关于 eq \\al(\s\up1(60),\s\d1(27)) C的说法不正确的是( )
A．质量数为60 B．质子数为27
C．核外电子数为27 D．中子数为60
【解析】选D。 eq \\al(\s\up1(60),\s\d1(27)) C的质量数为60，核外电子数＝质子数＝27，中子数＝质量数－质子数＝60－27＝33。
·题组3 核素 同位素
6．下列有关 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na、 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的叙述中正确的是( )
A. eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li和 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li是同一种原子
B． eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na和 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg的质子数、中子数都不相等
C． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的质量数相等，但不互为同位素
D．上述微粒共有5种核素
【解析】选C。 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li和 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li是锂元素的两种核素，不是同一种原子，A、D错误； eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na和 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg的质子数不同、中子数都为12，B错误； eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的质量数相等，但质子数不同，不是同一种元素，C正确。
【方法规律】明确互为同位素的核素的3个特点：
(1)同位素是同种元素，其质子数、核电荷数、电子数在元素周期表中位置均相同，化学性质几乎相同。
(2)同位素是不同的核素，其中子数、质量数不同，物理性质不同。
(3)在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。
7．简单原子的原子结构可用如图形象地表示：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．①②③互为同素异形体
B．①②③互为同位素
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】选B。由题图可知三个原子的质子数、核外电子数相同，而中子数不同，所以应为同位素，同位素的化学性质相同。
8．金属钛对人体体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，故有“生命金属”之称。下列有关 eq \\al(\s\up1(48),\s\d1(22)) Ti和 eq \\al(\s\up1(50),\s\d1(22)) Ti的说法正确的是( )
A．质量数相同，互为同位素
B．质子数相同，互为同位素
C．中子数相同，属于同一种元素的不同核素
D．核外电子数相同，中子数不同，不能互称为同位素
【解析】选B。两者互为同位素，质量数不同，A错误；质子数均为22，核外电子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确、D错误；中子数不相同，C错误。
三、非选择题(本题包括2小题，共9分)。
9．(5分)元素、原子、核素、同位素都是重要的基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号： eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H2、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H2、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C、 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na、 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N、 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li、 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg回答问题：
(1)表示核素的符号共________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是________和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是______和______。
【解析】(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素， eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H2和 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以 eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li和 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li互称为同位素。(3) eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C和 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。(4) eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na和 eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。
答案：(1)6 (2) eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(3)) Li eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li (3) eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N
(4) eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(11)) Na eq \\al(\s\up1(24),\s\d1(12)) Mg
10．(4分)科学研究表明，月球上有丰富的 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He资源，可开发利用并作为未来的新型能源。
(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______。
【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的原子核推断出α粒子含有2个中子。
(3) eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) He中有2个质子和1个中子， eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He中有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1；在 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He中有2个质子和2个中子，与α粒子有相同质子数和中子数。
答案：(1)1 同位素 (2)2 2 (3)1 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He
一、选择题(共9题，每小题3分，共27分)。
1．某种元素的原子核内有161个中子，质量数为272。该元素的原子序数与原子核内中子数的关系是( )
A．大于 B．小于 C．等于 D．不能肯定
【解析】选B。根据质量数和质子数、中子数，原子序数和质子数之间的关系，可得该元素的质子数为272－161＝111，因此质子数小于中子数，即原子序数小于中子数。
2．(金榜原创题)东风17导弹是目前中国突防能力最强的导弹，能对中近程目标实施精确打击，其原因是导弹中使用了含有稀土元素钕(60Nd)的永磁材料。下列说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 60)) Nd与 eq \\al(\s\up1(143),\s\d1( 60)) Nd的中子数相同
B． eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 60)) Nd与 eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 58)) Ce的质子数相等
C． eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 60)) Nd所含的中子数等于质子数
D． eq \\al(\s\up1(142),\s\d1( 60)) Nd与 eq \\al(\s\up1(143),\s\d1( 60)) Nd的核外电子排布相同
【解析】选D。A项，二者的中子数分别为142－60＝82和143－60＝83；B项，二者的质子数分别为60和58；C项，中子数为84，质子数为60；D项，二者为同一种元素，电子数相同，核外电子排布相同。
3．下列说法正确的是( )
①质子数相同的粒子一定属于同种元素
②电子数相同的粒子不一定是同一种元素
③一种元素只能有一种质量数
④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
⑤质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子
⑥同位素的性质几乎完全相同
A．①③④⑥ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．②⑤
【解析】选D。①中粒子可以是原子、分子或离子，错误；③中一种元素可以有不同质量数的几种核素，错误；④中质量数等于质子数与中子数之和，错误；⑥中同位素的物理性质不同，错误。
4．(2021·北京高一检测)某元素的一个原子形成的离子可表示为 eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－，下列说法正确的是( )
A． eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－含有的中子数为a＋b
B． eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为 eq \f(b,6.02×1023) g
【解析】选D。 eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－中a表示质子数，b表示质量数，“n－”表示X得到n个电子，则其含有的中子数为b－a，电子数为a＋n。1 ml eq \\al(\s\up1(b),\s\d1(a)) Xn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 eq \f(b,6.02×1023) g。
【易错提醒】(1)在计算核外电子时一定要注意粒子种类是原子、分子还是离子。对于原子或分子核外电子数之和等于质子数之和，对于离子核外电子数之和不等于质子数之和。
(2)质量数不等于相对原子质量，但在近似计算时，相对原子质量近似等于质量数。
5．(2021·临沂高一检测)已知R2－的核内有n个中子，R原子的质量数为M，则m g R2－中含有电子的物质的量为( )
A． eq \f(m（M－n）,M) ml B． eq \f(M－n－2,Mm) ml
C． eq \f(m（M－n－2）,M) ml D． eq \f(m（M－n＋2）,M) ml
【解析】选D。R2－含有的电子数为M－n＋2，m g R2－的物质的量为 eq \f(m,M) ml，则m g R2－含有电子的物质的量为 eq \f(m（M－n＋2）,M) ml。
6．(2021·保定高一检测)铱(Ir)是最耐腐蚀的金属。已知人工放射性同位素 eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir是通过稳定元素 eq \\al(\s\up1(191),\s\d1( 77)) Ir受中子辐射获得，常用于工业探伤。下列关于 eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir的说法正确的是( )
A. eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有115个电子 B． eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有77个中子
C． eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有192个质子 D． eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir的质量数与质子数之差为115
【解析】选D。 eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有77个电子，故A错误； eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有192－77＝115个中子，故B错误； eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir含有77个质子，故C错误； eq \\al(\s\up1(192),\s\d1( 77)) Ir质子数＝77，质量数＝192，质量数与质子数之差192－77＝115，故D正确。
7．(金榜原创题)14C是一种放射性同位素，在高层大气中，由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N可使它转变为14C。下列说法正确的是( )
A．14C和14N的中子数相同 B．14C和C60是同素异形体
C．14C和14N是同位素 D．14CO2含有的质子数为22
【解析】选D。14C和14N的质子数分别为6、7，中子数分别为8、7，中子数不同，故A错误；同素异形体为同种元素的不同单质，其中C60为碳的一种单质，而14C为碳元素的一种原子，故B错误；14C和14N质子数不同，不是同位素，故C错误；14CO2的质子数为22，故D正确。
c 【解题技巧】
8.2019年1月3日，嫦娥四号探测器实现人类探测器首次月背软着陆。月背探测器用的是同位素温差发动机，使用的放射性同位素有 eq \\al(\s\up1(90),\s\d1(38)) Sr(锶)、 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 94)) Pu(钚)、 eq \\al(\s\up1(210),\s\d1( 84)) P(钋)。通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是( )
A.位于周期表中同一周期同一族的不同的核素，一定互为同位素
B．氧有三种核素16O、17O、18O，所以自然界中的氧气分子共有6种
C.同位素是指质子数相同中子数不同的微粒间的互称
D．温差发动机使用时没有发生化学变化
【解析】选D。位于周期表中同一周期第Ⅷ族的不同的核素，质子数可能不相等，所以它们之间不一定互为同位素，故A错误；因为同位素的化学性质相同，氧虽然有三种核素16O、17O、18O，但自然界中的氧气分子为1种，故B错误；同位素是指质子数相同、中子数不同的不同核素之间的互称，故C错误；温差发动机使用时是将放射性同位素衰变时产生的能量转变成电能，发生的是核反应，没有发生化学变化，故D正确。
9．科学家最近发现2种粒子：第1种是只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”；第2种是由四个氧原子构成的分子。下列有关这两种粒子的说法不正确的是( )
A．“四中子”不显电性
B．“四中子”的质量数为4
C．第2种粒子是氧元素的另一种同位素
D．第2种粒子的化学式为O4
【解析】选C。因中子不带电，则由四个中子构成的“四中子”粒子不带电，故A正确；因中子的质量数为1，则“四中子”的质量数为1×4＝4，故B正确；同位素的分析对象是原子，O4是单质，故C错误；由四个氧原子构成的分子，其分子式为O4，故D正确。
二、非选择题(本题包括1小题，共23分)。
10．(2021·永安高一检测)(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：________。
(2)根据下列微粒回答问题， eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。
①以上8种微粒共有________种核素，共包括________种元素。
②互为同位素的是________。
③质量数相等的是________和________，中子数相等的是________和________。
(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为________；所含中子数之比为________；所含电子数之比为________。
【解析】(1)在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和等于质量数，则表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号为 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8)) O。
(2)① eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、14C、14N、16O表示核素，35Cl2和37Cl2表示氯气分子。题给8种微粒中共包括H、C、N、O、Cl 5种元素。②质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则互为同位素的是 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H。③质量数相等的是14C和14N，质量数均是14；中子数相等的是14C和16O，都含有8个中子。
(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为46∶68＝23∶34；所含中子数之比为(14－6＋8×2)∶[16＋(18－8)×2]＝2∶3；质子数等于核外电子数，则所含电子数之比为(6＋8×2)∶(16＋8×2)＝11∶16。
答案：(1) eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8)) O (2)①6 5 ② eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H
③14C 14N 14C 16O (3)23∶34 2∶3 11∶16
(九层之台，起于累土——难点知识从基础练起)
标注下列划线元素的化合价
(1)MnO2：＋4 (2)MnCl2：＋2
(3)KMnO4：＋7 (4)K2MnO4：＋6
(5)MnSO4：＋2 (6)NH3：－3
(7)(NH4)2SO4：－3 (8)NH4NO3：－3、＋5
同位素
同素异形体
定义
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同单质
研究范畴
原子
单质
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