高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质第1课时课时训练

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[合格过关练]


1．决定元素种类的是( )


A．质子数 B．中子数


C．最外层电子数 D．核外电子数


A [元素是具有相同质子数的一类原子的总称，A正确。]


2．日前，由中国计量科学研究院(NIM)自主研制出了精确度极高的NIM5铯(133Cs)原子喷泉钟，1 500万年不差一秒。已知该铯原子的核外电子数为55，则该原子的中子数为( )


A．23 B．55


C．78 D．133


C [由质子数＋中子数＝质量数，则133Cs的中子数＝133－55＝78。]


3．14C可用于考古断代。下列关于14C的说法中正确的是( )


A．质量数为6 B．质子数为6


C．电子数为14 D．中子数为14


B [14C中含有的质子数为6，质量数为14，根据质量数＝质子数＋中子数可知，14C中含有的中子数＝质量数－质子数＝14－6＝8，核外电子数＝质子数＝6。]


4．下列有关同位素的叙述正确的是( )


A．质子数相同中子数不同的粒子互为同位素


B．同位素原子的区别在于质量数不同


C．同位素原子的物理性质、化学性质均相同


D．同一种元素的不同核素间互称为同位素


D [同一种元素中质子数相同而中子数不同的核素间互为同位素，如OH－与F－则不是，A项错误；同位素原子的区别在于中子数不同，同位素的化学性质相同，而物理性质不同，B、C项错误。]


5．已知元素R有某种同位素的氯化物RClX，该氯化物中R微粒的核内中子数为Y，核外电子数为Z，则该同位素的符号为 ( )


A． eq \\al(\s\up1(Y),\s\d1(Z))R B． eq \\al(\s\up1(Y＋Z),\s\d1( Z))R


C． eq \\al(\s\up1(Y＋Z),\s\d1(X＋Z))R D． eq \\al(\s\up1(X＋Y＋Z),\s\d1( X＋Z))R


D [该氯化物中R微粒的核外电子数为Z，又由于该氯化物化学式为RClX，所以该同位素的质子数为(X＋Z)，又因为该同位素的中子数为Y，质量数＝质子数＋中子数，所以该同位素的符号为 eq \\al(\s\up1(X＋Y＋Z),\s\d1( X＋Z))R，故D项正确。]


6．据报道，2012年俄罗斯科学家合成了117号元素，在实验中生成了6个新原子，其中有5个 eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts、1个 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts。下列关于 eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts的说法不正确的是( )


A． eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts是两种核素


B． eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts互为同位素


C． eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts的中子数分别为176和177


D． eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts的电子数相差1


D [A项， eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts都是具有一定质子数和一定中子数的原子，是两种不同的核素，正确。B项， eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，正确。C项， eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts的质量数是293，质子数是117，中子数为293－117＝176； eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts的质量数是294，质子数是117，中子数为294－117＝177，正确。D项， eq \\al(\s\up1(293),\s\d1(117))Ts和 eq \\al(\s\up1(294),\s\d1(117))Ts的质子数都是117，原子核内质子数等于原子核外电子数，故二者的电子数相等，错误。]


7．下列说法中正确的是( )


A．同种元素的质子数必定相同


B．不同元素的质量数不同


C．原子核都是由质子和中子构成的


D．凡是核外电子数相等的微粒必定属于同一元素


A [元素的种类由质子数决定，质子数相同的不同原子称为同一元素，A对；元素没有质量数，B错； eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1))H的原子核内无中子，C错；核外电子数相等的微粒可能是原子、分子或离子，D错。]


8．对于符号：35Cl和37Cl、H2和D2、1H eq \\al(\s\up1(16),\s\d1(2))O和2H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2))O。下列有关说法正确的是( )


A．35Cl和37Cl互称为同素异形体


B．H2和D2是氢元素的两种同位素


C．35和37表示的是质量数


D．1H eq \\al(\s\up1(16),\s\d1(2))O和2H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2))O表示同一种水分子


C [35Cl和37Cl是不同种原子，是氯元素的两种核素，互为同位素，A错。H2和D2是单质，B错。1H eq \\al(\s\up1(16),\s\d1(2))O由2个普通氢原子(1H)和1个16O构成，其质量数之和为18；而2H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2))O由2个重氢原子(2H)和1个18O构成，其质量数之和为22，显然是不同种水分子，D错。]


9．常用的相对原子质量如S—32、Cl—35.5、Cu—64等，这些数值准确地说应该是( )


A．某种核素的相对原子质量


B．某种核素的近似相对原子质量


C．某种元素的平均相对原子质量


D．某种元素的平均相对原子质量的近似值


D [常用的某种元素的相对原子质量，是按照该元素各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值的近似值。]


10．与OH－具有相同质子数和电子数的微粒是( )


A．H2O B．F


C．Na＋ D．NH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))


D [一个氢氧根离子的质子数是9，电子数是10。H2O中质子数是10，电子数是10，与氢氧根离子中的质子数不同，A错误；F中质子数是9，电子数是9，和氢氧根离子中的质子数相同，电子数不相同，B错误；Na＋中质子数是11，电子数是10，和氢氧根离子中的质子数不相同，C错误；NH eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))中质子数是9，电子数是10，和氢氧根离子中的质子数相同，电子数相同，D正确。]


11．下列各物质间关系描述准确的是( )


A．Na2O2和Na2O、红磷和白磷均属于同素异形体


B．氕、氘、氚属于同一种元素


C．金刚石和石墨是两种不同的核素


D． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6))C和 eq \\al(\s\up1(13),\s\d1( 6))C、I2和I－都属于同位素


B [Na2O2和Na2O只是组成元素相同的两种物质、红磷和白磷属于同素异形体，A错误；氕、氘、氚质子数相同，属于同一种元素，B正确；金刚石和石墨互为同素异形体，C错误； eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6))C和 eq \\al(\s\up1(13),\s\d1( 6))C互为同位素，I2和I－是两种不同的微粒，D错误。]


12．(素养题)稀有金属铟由于其良好的性能常用于生产液晶显示器和平板屏幕，下图是铟元素的相关信息，下列有关铟的说法错误的是 ( )





A．115In原子核内有66个中子


B．115In原子核外有49个电子


C．115In和113In互为同位素


D．115In、113In的化学性质有较大的不同


D [从题图分析，该元素为49号元素，相对原子质量为114.8。115In原子核内有49个质子，所以核内的中子数为115－49＝66个，A正确；115In原子核内有49个质子，核外应有49个电子，B正确；115In和113In质子数相同、中子数不同，互为同位素，C正确；115In、113In的核外电子数相同，化学性质相似，D错误。]


13．科学研究表明，月球上有丰富的 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2))He资源，可开发利用作未来的新型能源。


(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


14．Ⅰ.(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号________。


(2)原子种类由__________________决定；元素种类由________决定；元素的同位素由____________决定；元素的化学性质由________决定。


Ⅱ.有① eq \\al(\s\up1(16),\s\d1( 8))O； eq \\al(\s\up1(17),\s\d1( 8))O； eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O；②H2O、D2O、③石墨、金刚石；


④H、D、T，四组微粒或物质，回答下列问题：


(1)互为同位素的是________。


(2)互为同素异形体的是________。


(3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合物中相对分子质量最大的是________(填化学式)。


[解析] Ⅰ.(1)含有8个质子的原子为氧原子，含有10个中子，质量数为18，则该原子的化学符号为 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O。


(2)质子数和中子数完全相同的原子才是同种原子，否则为不同种原子；质子数相同的原子是同种元素，否则不是同种元素；只有质子数相同、中子数不同的同种原子才互为同位素；最外层电子数的多少决定元素的化学性质。


Ⅱ.互为同位素的应该是质子数相同而中子数不同的同种原子，所以答案选①④；互为同素异形体的应该是相同元素形成的性质不同的单质，答案应该选③；由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合物中相对分子质量最大的应该是质量数最大的两种原子形成的分子，应该是T2 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O。


[答案] Ⅰ.(1) eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O (2)质子数和中子数 质子数 中子数 最外层电子数


Ⅱ.(1)①④ (2)③ (3)T2 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O


15．用 eq \\al(\s\up1(A),\s\d1(Z))X表示原子：


(1)中性原子的中子数：N＝________。


(2)阳离子的中子数：AZXn＋共有x个电子，则N＝________。


(3)阴离子的中子数：AZXn－共有x个电子，则N＝________。


(4)中性分子或原子团的中子数：12C16O2分子中，N＝________。


(5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为________。


[解析] (1)对于中性原子来说其N＝A－Z。


(2)阳离子中由于失去电子，所以若阳离子有x个电子，则其Z＝x＋n，则中子数N＝A－(x＋n)＝A－x－n。


(3)阴离子中由于得到电子，所以若阴离子有x个电子，则其Z＝x－n，则中子数N＝A－(x－n)＝A－x＋n。


(4)中性分子或原子团的中子数等于各原子的中子数之和，则N＝(12－6)＋2×(16－8)＝22。


(5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则该离子中的质子数Z＝m－x，由于带两个单位的负电荷，则A2－所含电子数为m－x＋2，则n g A2－所含电子的物质的量为 eq \f(n,m)(m－x＋2)ml。


[答案] (1)A－Z (2)A－x－n (3)A－x＋n


(4)22 (5) eq \f(n,m)(m－x＋2)ml


[素养培优练]


16．最近，我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所构成的单质气体。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( )


A．1.8 g 18O2的物质的量是0.05 ml


B．0.1 ml H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2))O中所含的中子数约为6.02×1023


C．0.2 ml 18O2的体积约为4.48 L


D．18O2的摩尔质量为36 g·ml－1


C [1.8 g 18O2气体的物质的量是 eq \f(1.8 g,36 g·ml－1)＝0.05 ml，故A项正确；1个H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2))O分子所含的中子数为18－8＝10，中子的物质的量为水分子的10倍，0.1 ml重氧水H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2))O所含的中子数为0.1 ml×10×6.02×1023 ml－1＝6.02×1023，故B项正确；18O2所处环境不一定是标准状况，气体摩尔体积不一定是22.4 L·ml－1，故0.2 ml 18O2气体的体积不一定是4.48 L，故C项错误；气体的摩尔质量以g·ml－1为单位时，数值等于其相对分子质量，18O2的相对分子质量为36，所以18O2气体的摩尔质量为36 g·ml－1，故D项正确。]


17．(双选)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )


A．体积相等时密度不相等


B．原子数相等时具有的中子数相等


C．体积相等时具有的电子数相等


D．质量相等时具有的质子数相等


AC [由于12C18O和14N2的相对分子质量不相等，故体积相等的两种气体的质量不等，因此密度不相等，故A项正确；1个12C18O分子中有16个中子，1个14N2分子中含有14个中子，二者均为双原子分子，原子数相等，即分子数相等，但中子数不等，故B项错误；12C18O和14N2均为14电子分子，同温同压下，体积相等时分子数相等，所具有的电子数相等，故C项正确；12C18O和14N2分子中均有14个质子，由于二者的相对分子质量不等，故等质量的两种分子所具有的质子数不等，故D项错误。]


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


A． eq \f(n,A＋16)(A－N＋8)ml


B． eq \f(n,A＋16)(A－N＋10)ml


C．(A－N＋2)ml


D． eq \f(n,A)(A－N＋6)ml


A [质子、中子在化学变化中均不变化，故R的质量数为A，中子数为N，质子数为(A－N)。R2＋氧化物的化学式为RO，摩尔质量为(A＋16)g·ml－1，n g RO的物质的量为 eq \f(n,A＋16) ml，则所含质子的物质的量为 eq \f(n,A＋16)(A－N＋8)ml。]


19．设某元素原子的核内质子数为m，中子数为n，则下列判断正确的是( )


A．不能由此确定该元素的相对原子质量


B．这种元素的相对原子质量为m＋n


C．若碳原子质量为w g，此原子的质量为(m＋n)·w g


D．若该元素符号为A，则该元素原子符号为nmA


A [元素的相对原子质量是所有同位素原子的相对原子质量计算出的平均值，B项错误，A项正确；此原子的质量约为(m＋n)× eq \f(1,12)w g，C项错误；该元素原子的符号为 eq \\al(\s\up1(m＋n),\s\d1( m))A，D项错误。]


20．(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种微粒共包含了________种核素，共________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________，中子数之比为________，电子数之比为________。


(4)铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，则此合金中另一碱金属可能是________。(铷的相对原子质量为85.5)


(5)质量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为________。


[解析] (1)原子的质子数＝原子序数，质子数决定元素种类，所以含有8个质子的原子是O，并且质子数＋中子数＝质量数，所以该原子的质量数是18，可表示为 eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O。


(2)①题中微粒共包含了8种核素。 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都属于氢元素，14C属于碳元素，14N属于氮元素，16O属于氧元素，35Cl2、37Cl2都属于氯元素，共有5种元素。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都属于氢元素，质子数相同，而中子数不同，因此互为同位素；③原子符号左上角的数字为质量数，则质量数相等的是14C和14N，14C的中子数＝14－6＝8，16O的中子数＝16－8＝8，所以二者中子数相同。


(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为46∶68＝23∶34。14CO2中1个碳原子含8个中子、6个质子，1个氧原子含有8个质子、8个中子，1个14CO2中含中子数为24，含质子数为22；S18O2中1个硫原子含有16个质子、16个中子，1个氧原子含有8个质子、10个中子，1个S18O2中含中子数为36，含质子数为32，所以相同物质的量的14CO2与S18O2的中子数之比为24∶36＝2∶3，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数之比为22∶32＝11∶16。


(4)0.2 g氢气的物质的量为 eq \f(0.2 g,2 g·ml－1)＝0.1 ml，则


2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，


2 1


0.2 ml 0.1 ml


则合金的平均摩尔质量： eq \x\t(M)＝ eq \f(7.8 g,0.2 ml)＝39 g·ml－1，铷的相对原子质量为85.5，则铷的摩尔质量为85.5 g·ml－1，则另一种碱金属的摩尔质量一定小于39 g·ml－1，故另一碱金属可能是Li或Na。


(5)质量相同的H2O和D2O的物质的量之比为 eq \f(1,18)∶ eq \f(1,20)＝10∶9，由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑可知，H2、D2的物质的量之比等于H2O和D2O的物质的量之比，即H2与D2的物质的量之比为10∶9，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，故H2与D2的体积之比为10∶9。


[答案] (1) eq \\al(\s\up1(18),\s\d1( 8))O (2)①8 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 (4)Li或Na (5)10∶9