人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律学案

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02
预习导学
自主梳理
一、元素 核素
1．元素
（1）概念：具有相同_________________的一类________的总称。
（2）决定元素种类的是____________。
2．核素
具有一定数目_______和一定数目_______的一种原子。
二、同位素
1．概念：_______相同而_______不同的同一_______的不同原子互称为同位素(即同一_______的不同_______互称为同位素)。“同位”是指核素的_______相同，在元素周期表中占有_______的位置。
2．氢元素的三种核素互为同位素
3．同位素的特征
（1）同一种元素的各种同位素的化学性质______________；物理性质略有差异。
（2）在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的_________。
预习检测
1．（2023年北京市通州区期末）下列物质互称同位素的是
A．H2O和H2O2B．O2和O3
C．NO和NO2D．eq \(\s\up 5(1),\s\d 2(1))H和eq \(\s\up 5(2),\s\d 2(1))H
2．（2023年北京市西城区期末）铈(Ce)是稀土元素中丰度最高的元素，广泛应用于医药、玻璃、纺织等工业。下列关于eq \(\s\up 5(138),\s\d 2(58))Ce和eq \(\s\up 5(140),\s\d 2(58))Ce的说法中，正确的是
A．eq \(\s\up 5(138),\s\d 2(58))Ce和eq \(\s\up 5(140),\s\d 2(58))Ce互为同位素B．eq \(\s\up 5(138),\s\d 2(58))Ce和eq \(\s\up 5(140),\s\d 2(58))Ce都含有58个中子
C．eq \(\s\up 5(138),\s\d 2(58))Ce和eq \(\s\up 5(140),\s\d 2(58))Ce含有不同的质子数D．eq \(\s\up 5(138),\s\d 2(58))Ce和eq \(\s\up 5(140),\s\d 2(58))Ce含有不同的电子数
3．（2022年上海市静安区期末）下列各组物质中，互为同位素的一组是
A．CO与CO2B．12C与14C
C．O2和O3D．H2O与D2O
4．（2023年天津市河北区期末）碘是人体必需的微量元素，127I的中子数为74，则其原子序数为
A．201B．127C．74D．53
5．（2023年辽宁省大连市期末）我国航天器“天问一号”已于2021年2月到达火星，实现中国在深空探测领域的技术跨越。此次探测由核素eq \(\s\up 5(247),\s\d 2(96))Cm提供能量。下列说法正确的是
A．eq \(\s\up 5(247),\s\d 2(96))Cm原子核内中子数为247
B．eq \(\s\up 5(247),\s\d 2(96))Cm原子核外电子数为96
C．247Bk与247Cm互为同位素
D．eq \(\s\up 5(244),\s\d 2(96))Cm、eq \(\s\up 5(247),\s\d 2(96))Cm、eq \(\s\up 5(248),\s\d 2(96))Cm互为同素异形体
6．（2022年北京市顺义区期末）“玉兔”号月球车用eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(94))Pu作为热源材料。下列关于eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(94))Pu的说法正确的是
A．eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(94))Pu与eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(92))U互为同位素B．eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(94))Pu与eq \(\s\up 5(239),\s\d 2(94))Pu中子数相同
C．eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(94))Pu与eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(92))U化学性质相同D．eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(94))Pu与eq \(\s\up 5(239),\s\d 2(94))Pu电子数相同
►环节一 核素
情境材料
某些核素的发现
1931年底发现氘（“重氢”，氢的同位素），1934年荣获诺贝尔化学奖。
奥利芬特使用粒子加速器（particle acceleratr）轰击氘核（D，重氢）产生氚（T，超重氢），成为世界上第一次核聚变实验。
1929年W.F.吉奥克和H.L.约翰斯顿用分子光谱法发现天然氧是由氧16、氧17、氧18三种同位素所组成。
问题探究
1．重氢与超重氢两种原子能形成_____种氢分子。
2．表中4位科学家发生的核素有______种。
要点归纳
一、元素与核素
❶核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H、eq \\al(12, 6)C、eq \\al(13, 6)C、eq \\al(14, 6)C各为一种核素。
❷除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。
❸在辨析同位素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。
典例精讲
【例1】（2022年广西省北海市期末）下列关于eq \(\s\up 5(198),\s\d 2(80))Hg的说法中正确的是
A．质子数为198B．电子数80
C．质量数为278D．中子数与核外电子数之差为80
【例2】（2022年北京房山期中）高铁动车车厢禁止吸烟。高铁装有的离子式烟雾传感器具有稳定性好、灵敏度高的特点，其主体是一个放有镅(eq \(\s\up 5(241),\s\d 2(95))Am)放射源的电离室。下列关于eq \(\s\up 5(241),\s\d 2(95))Am的说法中不正确的是
A．质子数为95B．中子数为146
C．质量数为241D．核外电子数为146
►环节二 同位素
情境材料
重水与普通水看起来十分相像，是无臭无味的液体。普通水能够滋养生命，培育万物，而重水则不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水，还会引起死亡。重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器，就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂，作中子的减速剂。
问题探究
1．重水(2H2O)普通水(1H2O)中的2H与1H两种核素互称为____________。
2．重水(2H2O)的相对分子质量为_______。
要点归纳
二、同位素
元素、核素、同位素的辨析
①元素是宏观概念，原子是微观概念，所以质量数是指某一原子的质量数，而不能说是某一元素的质量数，元素没有质量数。元素只讲种类不讲个数，而原子既可说种类也可说个数。例如：三种元素的说法是正确的而三个元素的说法就是错误的，三种原子或三个原子均正确。
②一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素。元素的种类数目远少于原子种类的数目。
③有多少种核素就有多少种原子。
④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置。
⑤核素之间的转化不属于化学变化。
典例精讲
【例3】（2023年北京西城统考期末）铈()是稀土元素中丰度最高的元素，广泛应用于医药、玻璃、纺织等工业。下列关于和的说法中，正确的是
A．eq \\al(138,58)Ce和eq \\al(140,58)Ce互为同位素B．eq \\al(138,58)Ce和eq \\al(140,58)Ce都含有58个中子
C．eq \\al(138,58)Ce和eq \\al(140,58)Ce含有不同的质子数D．eq \\al(138,58)Ce和eq \\al(140,58)Ce含有不同的电子数
【例4】（2022年重庆沙坪坝重庆南开中学校考期末）铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是
A．铁60的质子数为60
B．eq \\al(60,26)Fe与eq \\al(58,26)Fe的核外电子数相同，属于不同核素
C．eq \\al(60,26)Fe的核内质子数比中子数多8
D．eq \\al(60,26)Fe与eq \\al(58,26)Fe的化学性质相似，互为同素异形体
【例5】（2023年北京汇文中学校考期末）eq \\al(13,)C和eq \\al(14,)C呼气试验都是检测幽门螺杆菌常用且较为敏感的测试方法。下面有关和的叙述中，不正确的是
A．eq \\al(13,)C与C60互为同位素
B．eq \\al(14,)C与eq \\al(14,)N具有相同的质量数
C．eq \\al(12,)C与eq \\al(14,)C质子数相同
D．eq \\al(13,)C与eq \\al(14,)C形成的单质化学性质基本相同
04
课堂总结
同位素的“六同三不同”
元素、核素、同位素及同素异形体的辨析
（1）区别
（2）联系

0503
强化训练
1．（2022年杭州七县市期末）下列说法正确的是
A．14C与C60互为同素异形体
B．1H2和2H2互为同位素
C．17O的质子数为8，中子数为17
D．新型冠状病毒有可能在空气中以气溶胶的形式传播，气溶胶属于胶体
2．（2022年广东普宁期末）2018年5月，美国宣布退出伊朗核协议，eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U的浓缩是焦点问题。下列有关eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U的说法正确的是
A．eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U原子核中含有92个中子B．eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U原子核外有143个电子
C．eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U与eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(92))U互为同位素D．eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U与eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(92))U互为同素异形体
3．（2022年江苏省邳州市期末）下列说法正确的是
A．石墨烯、金刚石和C70互为同素异形体B．16O2与18O2互为同位素
C．eq \(\s\up 5(234),\s\d 2(92))U、eq \(\s\up 5(235),\s\d 2(92))U、eq \(\s\up 5(238),\s\d 2(92))U是同一种核素D．相同条件下，HD、HT、H2密度相同
4．（2023年广东省佛山市期末）2022年9月，我国嫦娥五号探测器首次获得月壤中氦－3(3He)的含量与提取参数，为后续开采氦－3提供了重要的数据支撑。下列说法错误的是
A．氦是主族元素B．3He的中子数为1
C．3He与4He互为同位素D．3He与4He化学性质相似
5．（2023年四川省达州市期末）铟(In)与铝是同族元素。下列说法不正确的是
A．eq \(\s\up 5(115),\s\d 2(49))In最外层电子数为3
B．eq \(\s\up 5(115),\s\d 2(49))In与eq \(\s\up 5(113),\s\d 2(49))In互为同素异形体
C．eq \(\s\up 5(115),\s\d 2(49))In的中子数与电子数之差为17
D．eq \(\s\up 5(115),\s\d 2(49))In与eq \(\s\up 5(113),\s\d 2(49))In是不同的核素，但化学性质几乎相同
6．（2023年山西省吕梁市孝义市期末）下列物质的组合中，前者互为同位素，后者互为同素异形体的是
A．16O和18O；金刚石和石墨B．D2O和H2O；C60和金刚石
C．D2和H2；红磷和白磷D．红磷和白磷；35Cl和37Cl
7．（2023年甘肃省庆阳市期末）在医疗上，掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕元素的相关信息如图，下列说法中错误的是
A．144Nd原子核内有84个中子B．144Nd、146Nd互为同位素
C．144Nd、146Nd的化学性质有很大不同D．图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量
8．（2022年广东省汕头市潮南区期末）重水（2H2O）是重要的核工业原料，下列说法不正确的是
A．氘（2H）原子核内有1个质子B．1H2O与2H2O互为同位素
C．1H218O与2H216O的相对分子质量相同D．1H与2H是不同的核素
9．（2023年河北衡水高一检测）A、B元素为1～20号元素。
（1）A元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为________，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为________。
（2）B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为______。
（3）A、B形成1∶1型化合物的相对分子质量是_______。
10．（2022年上海市南洋模范中学高一阶段练习）根据要求回答下列相关问题：
（1）科学家进行科学探究时曾用eq \\al(48,)Ca轰击eq \\al(249,97)Bk生成eq \\al(293,117)Uus和eq \\al(294,117)Uus下列说法错误的是________。
A．eq \\al(293,117)Uus和eq \\al(294,117)Uus互为同位素
B．eq \\al(48,)Ca、eq \\al(249,97)Bk表示两种核素
C．eq \\al(48,)Ca、eq \\al(249,97)Bk、eq \\al(293,117)Uus和eq \\al(294,117)Uus属于四种元素
（2）下列关于eq \\al(131,53)I和eq \\al(134,55)Cs和eq \\al(137,55)Cs的说法正确的是________。
A．eq \\al(134,55)Cs和eq \\al(137,55)Cs的质子数相同，电子数不同
B．eq \\al(134,55)Cs和eq \\al(137,55)Cs的质量数相同，电子数不同
C．eq \\al(134,55)Cs和eq \\al(137,55)Cs的质子数相同，质量数不同
D．eq \\al(131,53)I和eq \\al(134,55)Cs和eq \\al(137,55)Cs的化学性质基本相同
（3）碘原子核外电子层数有________层，最外层电子数是________。
（4）钚(Pu)的质子数为94。
①用核素符号表示：钚－238、钚－239和钚－244分别是________、________、________。
②钚的中子数为________。1．知道元素、核素及同位素的含义。
2．能比较元素、核素、同位素及同素异形体的不同
eq \\al(1,1)H
eq \\al(2,1)H
eq \\al(3,1)H
名称
氕
氘(重氢)
氚(超重氢)
符号
______
_______
_______
质子数
_______
_______
_______
中子数
_______
_______
_______
元素
概念
具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称
意义
决定元素种类的是质子数
核素
概念
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
表示方法
eq \(\s\up 5(A),\s\d 2(Z))X
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)。“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。
特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。
用途
①考古测定文物的年代的是eq \(\s\up 5(14),\s\d 2(6))C
②制造氢弹的是eq \(\s\up 5(2),\s\d 2(1))H和eq \(\s\up 5(3),\s\d 2(1))H
③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等
名称
内容
项目
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的
一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的
不同单质
范畴
同类原子
原子
原子
单质
特性
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎相同
组成元素相同、性质不同
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、O三种元素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H
三种核素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H
互称同位素
O2与O3
互为同素异形体