化學人教版必修2學案第1章第1節(jié)課時3核素同位素

課時3核素同位素學習目標：eq\o\al(A,Z)X的含義。2.了解核素、同位素的概念。3.了解原子的構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)，以及質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之間的相互關(guān)系。[自主預習·探新知]1．原子的構(gòu)成(1)構(gòu)成eq\o(\a\al(原,子))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子(相對質(zhì)量為1，帶1個單位正電荷),中子(相對質(zhì)量為1，不帶電))),核外電子(帶1個單位負電荷)))(2)原子的表示方法即eq\o\al(A,Z)X代表一個質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的X原子。2．質(zhì)量數(shù)eq\x(概念)—eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取,近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)))|eq\x(表示)—用A表示|eq\x(\a\al(兩個,關(guān)系))—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N),數(shù)量關(guān)系：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù),＝核外電子數(shù)))3．核素(1)定義具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。(2)實驗——氫的三種核素。原子符號(eq\o\al(A,Z)X)原子名稱氫元素的原子核質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)eq\o\al(1,1)H氕10eq\o\al(2,1)H或D氘11eq\o\al(3,1)H或T氚124.同位素(1)概念質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素(即同一元素的不同核素互稱為同位素)。(2)特點(3)應用①考古中用eq\o\al(14,6)C測定文物的年代。②eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H用于制造氫彈。③放射性同位素釋放的射線可用于育種、治療惡性腫瘤等。[基礎(chǔ)自測]1．判斷對錯(對的打“√”，錯的打“×”)。(1)原子核中質(zhì)子帶正電、中子不帶電、核外電子帶負電、故原子不帶電()(2)所有原子均有質(zhì)子、中子和電子()(3)質(zhì)子數(shù)為17，中子數(shù)為18的原子為eq\o\al(18,17)Cl()(4)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的粒子互稱同位素()(5)eq\o\al(1,1)H、D、T三種核素的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√2．下列8種化學符號：eq\o\al(1,1)H2、eq\o\al(2,1)H2、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(6,3)Li、eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(7,3)Li、eq\o\al(24,12)Mg。(1)表示核素的符號共________種。(2)互為同位素的是________和________。(3)中子數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)不相等的核素是________和________。【答案】(1)6(2)eq\o\al(6,3)Lieq\o\al(7,3)Li(3)eq\o\al(23,11)Naeq\o\al(24,12)Mg[合作探究·攻重難]原子、分子或離子中“各數(shù)”之間的定量關(guān)系[問題思考](1)eq\o\al(18,8)O，eq\o\al(18,8)O2－，eq\o\al(24,12)Mg2＋，1Heq\o\al(17,2)O，Deq\o\al(16,2)O中的質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)，電子數(shù)為多少？【提示】eq\o\al(18,8)O：8,10,8；eq\o\al(18,8)O2－：8,10,10；eq\o\al(24,12)Mg2＋：12,12,10；1Heq\o\al(17,2)O：10,9,10；Deq\o\al(16,2)O：10,10,10(2)11gDeq\o\al(18,2)O中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)為多少？【提示】N(Deq\o\al(18,2)O)＝eq\f(11,22)NANA×10NA＝5NA×12NA＝6NA×10NA＝5NA有關(guān)粒子間的關(guān)系(1)質(zhì)量關(guān)系。①質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。②原子的相對原子質(zhì)量近似等于質(zhì)量數(shù)。(2)電性關(guān)系。①電中性微粒(原子或分子)：核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。②帶電離子。質(zhì)子數(shù)≠電子數(shù)，具體如表：陽離子(Rm＋)質(zhì)子數(shù)＞電子數(shù)質(zhì)子數(shù)＝電子數(shù)＋m陰離子(Rm－)質(zhì)子數(shù)＜電子數(shù)質(zhì)子數(shù)＝電子數(shù)－m(3)數(shù)量關(guān)系。原子序數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)(原子)[典例導航]已知R2－的核內(nèi)有n個中子，R原子的質(zhì)量數(shù)為M，則mgR2－中含有電子的物質(zhì)的量為()A．eq\f(m(M－n),M)mol B．eq\f(M－n－2,Mm)molC．eq\f(m(M－n－2),M)mol D．eq\f(m(M－n＋2),M)molD[R2－的質(zhì)子數(shù)(M－n)→R2－的電子數(shù)(M－n＋2)→mgR2－的電子的物質(zhì)的量為eq\f(m,M)(M－n＋2)mol。][母題變式](1)若R2－有18個電子，則元素R是________(填名稱)元素。(2)mgR的氫化物(H2R)分子中含有質(zhì)子的物質(zhì)的量為________mol?！敬鸢浮?1)硫(2)eq\f(m,M＋2)(M－n＋2)[對點訓練]1．某粒子用eq\o\al(A,Z)Rn＋表示，下列關(guān)于該粒子的敘述中正確的是()A．所含質(zhì)子數(shù)＝A－n B．所含中子數(shù)＝A－ZC．所含電子數(shù)＝A＋n D．所含質(zhì)子數(shù)＝A＋ZB[eq\o\al(A,Z)Rn＋含有的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為A－Z，電子數(shù)為Z－n。]2．核內(nèi)中子數(shù)為N的R2＋，質(zhì)量數(shù)為A，則它的ng氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()【導學號：43722025】A．eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)mol B．eq\f(n,A＋16)(A－N＋10)molC．(A－N＋Z)mol D．eq\f(n,A)(A－N＋6)molA[化學變化中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均不變，故R2＋的質(zhì)量數(shù)為A，中子數(shù)N，則R原子的質(zhì)量數(shù)也為A，中子數(shù)也為N，故R原子的質(zhì)子數(shù)為A－N，二價R2＋的氧化物為RO，摩爾質(zhì)量為(A＋16)g·mol－1，ngRO的物質(zhì)的量為eq\f(n,16＋A)mol。1molRO中含質(zhì)子(A－N＋8)mol，故ngRO中含質(zhì)子為eq\f(n,16＋A)(A－N＋8)mol。故B、C、D錯誤，A正確。]元素、核素、同位素和同素異形體的判斷有下列粒子或物質(zhì)：①eq\o\al(35,17)Cl②eq\o\al(37,17)Cl③O2④O3⑤eq\o\al(23,11)Na⑥eq\o\al(24,12)Mg⑦D2O⑧H2O⑨金剛石⑩石墨[問題思考](1)上述10種物質(zhì)中包含幾種元素？【提示】6種(Cl、O、Na、Mg、H、C)(2)上述10種物質(zhì)屬于核素有幾種？分別是什么？【提示】4種eq\o\al(35,17)Cl、eq\o\al(37,17)Cl、eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(24,12)Mg(3)上述物質(zhì)屬于同位素的是什么物質(zhì)？【提示】eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl(4)上述物質(zhì)屬于同素異形體的是什么物質(zhì)？【提示】O2與O3，金剛石與石墨(1)“三素一體”的比較(2)“三素一體”的聯(lián)系【注意】①在辨析核素和同素異形體時，通常只根據(jù)二者研究范疇不同即可作出判斷。②同種元素可以有多種不同的同位素原子，所以元素的種類數(shù)目遠少于原子種類的數(shù)目。③自然界中，元素的各種同位素的含量基本保持不變。④核素之間的轉(zhuǎn)化不屬于化學變化。[對點訓練]3．下列說法錯誤的是()A．eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、H＋和H2是氫元素的四種不同粒子B．eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca、石墨和金剛石均為同素異形體C．eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是不同的核素D．12C和14C互為同位素，物理性質(zhì)不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同B[元素的存在形式有游離態(tài)和化合態(tài)兩種，A項中的四種微粒是氫元素的四種不同粒子，eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是質(zhì)子數(shù)均為1、中子數(shù)不等的不同的氫原子，它們是不同的核素；12C和14C由于其質(zhì)子數(shù)均為6，而中子數(shù)分別為6和8，故它們互為同位素，其物理性質(zhì)不同但化學性質(zhì)卻幾乎完全相同；金剛石與石墨是由碳元素組成的不同的單質(zhì)，它們互為同素異形體，eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca質(zhì)子數(shù)均為20，中子數(shù)不同，它們互為同位素。]4．Se是人體必需的微量元素。下列關(guān)于eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se的說法正確的是()【導學號：43722026】A．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se互為同素異形體B．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se互為同位素C．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se分別含有34個中子和46個質(zhì)子D．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se的化學性質(zhì)不同B[A項，二者互同位素；C項，eq\o\al(78,34)Se含有34個質(zhì)子和44個中子，eq\o\al(80,34)Se含有34個質(zhì)子和46個中子；D項，二者化學性質(zhì)相同。][當堂達標·固雙基]1．已知R2＋核外有a個電子，b個中子。表示R原子符號正確的是()A．eq\o\al(b,a)B B．eq\o\al(a＋b－2,a＋2)RC．eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)R D．eq\o\al(a＋b,a－2)RC[R原子的質(zhì)子數(shù)為a＋2，質(zhì)量數(shù)為a＋b＋2，故R表示為eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)R。]2．某元素的一個原子形成的離子可表示為eq\o\al(b,a)Xn－，下列說法正確的是()A．eq\o\al(b,a)Xn－含有的中子數(shù)為a＋bB．eq\o\al(b,a)Xn－含有的電子數(shù)為a－nC．X原子的質(zhì)量數(shù)為a＋b＋nD．X原子的質(zhì)量約為eq\f(b×1023)gD[中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，為b－a，A選項錯誤；該離子含有的電子數(shù)為a＋n，B選項錯誤；原子變成離子時，質(zhì)量數(shù)與核外電子數(shù)無關(guān)，所以X原子的質(zhì)量數(shù)為b，C選項錯誤；D選項正確。]3．16O和18O是氧元素的兩種核素，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是()【導學號：43722027】A．16O2與18O2互為同位素B．16O與18O核外電子排布方式不同C．通過化學變化可以實現(xiàn)16O與18O間的相互轉(zhuǎn)化D．標準狀況下，1.12L16O2和1.12L18O2均含0.1NA個氧原子D[同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子，A項錯誤；16O和18O互為同位素，質(zhì)子數(shù)相同，電子數(shù)相同，所以兩者的核外電子排布方式相同，B項錯誤；16O和18O都是氧原子，而化學變化中的最小微粒是原子，所以化學變化不能實現(xiàn)16O和18O間的轉(zhuǎn)化，C項錯誤；標準狀況下，1.12L16O2和1.12L18O2的物質(zhì)的量均為0.05mol，則所含氧原子數(shù)均為0.1mol，D項正確。]4．“玉兔”號月球車用eq\o\al(238,94)Pu作為熱源材料。下列關(guān)于eq\o\al(238,94)Pu的說法正確的是()【導學號：43722028】A．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U互為同位素B．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu互為同素異形體C．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U具有完全相同的化學性質(zhì)D．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu具有相同的最外層電子數(shù)D[A項，二者質(zhì)子數(shù)不同，二者不互為同位素；B項，二者互為同位素，不互為同素異形體；C項，二者不是同位素，化學性質(zhì)不同；D項，質(zhì)子數(shù)相同，最外層電子數(shù)也相同。]5．科學家們發(fā)現(xiàn)氫元素有三種同位素原子。(1)分別寫出它們的名稱：________、________、________。寫出用做制造氫彈原料的同位素原子：________。(2)已知氯有2種常見同位素原子35Cl、37Cl，氯氣與氫氣形成的氯化氫分子的相對分子質(zhì)量有________種。(3)質(zhì)量相同的Heq\o\al(16,2)O和Deq\o\al(16,2)O所含質(zhì)子數(shù)之比為________，中子數(shù)之比為________?！窘馕觥?2)氯化氫有：H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl；但H37Cl與T35Cl的相對分子質(zhì)量相同，所以所形成的氯化氫分子的相對分子質(zhì)量有5種。(3)設(shè)質(zhì)量都為1g，Heq\o\al(16,2)O與Deq\o\al(16,2)O的質(zhì)子數(shù)之比為eq\f(1,18)∶eq\f(1,20)＝10∶9，中子數(shù)之比為eq\b\