第一章 第1节 第1课时 原子核 核素-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（鲁科版）

第1节　原子结构与元素性质 第1课时　原子核　核素 课程标准 核心素养 1.认识原子结构，能知道X的含义，能正确地理解质子数、中子数、质量数、电子数之间的关系 2．知道元素、核素、同位素的含义 ①宏观辨识与 微观探析 能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因 ②证据推理与 模型认知 能理解、描述和表示原子结构模型，指出模型表示的具体含义，并运用于模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化 [知识梳理] 一、原子结构 1．原子及其构成微粒 原子 2．质量数 (1)定义：质量数即原子核中质子数(Z)和中子数(N)之和，用符号A表示。 (2)计算式：质量数(A)＝　Z＋N　。 3．原子构成的表示方法 一般用符号X表示，字母表示意义如下： 二、元素、核素、同位素 1．概念及关系 2．几种常见的同位素 (1)氢元素的同位素 H H H 名称 氕 氘(重氢) 氚(超重氢) 符号 　H　 　D　 　T　 质子数 1 1 1 中子数 　0　 1 　2　 (2)其他几种常见元素的同位素 元素名称 碳 氧 铀 元素符号 C O U 常见 同位素 12C、13C、14C 16O、17O、18O 234U、235U、238U 用途 　14C　用于 考古断代 　235U　是核反应堆的主 要燃料 3.同位素的分类及特点 (1)分类 ①同位素分为　稳定　同位素和　放射性　同位素。 ②放射性同位素的应用： 　同位素　示踪(如P)和作为　放射源　。 (2)特点 ①同位素的　化学　性质基本相同，　物理　性质有一定差别。 ②天然存在的某种元素，无论是化合态还是游离态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是　不变　的。 　　　 原子结构及原子各微粒之间的关系 1．原子的构成：构成原子的基本微粒是质子、中子和电子。三种微粒的性质、作用及相互关系如下： 2．微粒间的关系 (1)质量关系 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 (2)电性关系 微粒 等量关系 不等量关系 原子 质子数＝核外电子数 阳离子 核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数 质子数＞核外电子数 阴离子 核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数 质子数＜核外电子数 [易错提醒]　关于原子结构的几个易错点 (1)原子中一定含有质子，但不一定含有中子，如H。 (2)原子的质量数和相对原子质量的含义不同，但是原子的质量数一般等于该原子相对原子质量数值的整数部分。 (3)对离子进行电子数与质子数换算时，应该注意阳离子和阴离子的区别。 [典例示范] [典例1]　钋是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔·居里于1898年在沥青铀矿中发现，为了纪念居里夫人的祖国波兰(Polska)，两人对这种元素命名为钋，是世界上最毒的物质之一。下列有关Po的说法正确的是(　　) A．钋原子的核外电子数是126 B．钋原子核内中子数与质子数之差是42 C．钋原子核内中子数是84 D．钋元素的相对原子质量是210 解析：B　[Po的质量数为210，质子数为84。核外电子数＝质子数＝84，故A项错误；中子数＝质量数－质子数＝210－84＝126，故中子数与质子数之差为126－84＝42，所以B项正确，C项错误；210为质量数，只能近似为 Po的相对原子质量，并不等于钋元素的相对原子质量，故D项错误。] [学以致用] 1．下表符号中“2”的含义正确的一组是(　　) 选项 2H 2He 2Cl Ca2＋ A 质量数 中子数 质子数 电荷数 B 质量数 质子数 原子个数 电荷数 C 质子数 中子数 原子个数 电荷数 D 质量数 质子数 中子数 电荷数 答案：B 　　　 元素、核素、同位素及同素异形体的比较 1．区别 　　　 内容　 　项目　　　　 元素 核素 同位素 同素 异形体 概念 质子数相同的同一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同 核素 同种元素形成的不同的单质 范　围 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 由同位素组成的单质，化学性质几乎相同，物理性质不同 由一种元素组成，可独 立存在 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、N三种 元素 H、H、 H三种核素 U、U、 U互为 同位素 石墨与金刚石 2.联系 [易错提醒]　有关核素的几个易错点 (1)元素可以有若干种核素，也可以只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。 (2)多数元素有同位素，个别元素没有同位素。 (3)不同核素间的转化不属于化学变化，而属于核反应。 [典例示范] [典例2] 下列互为同位素的是(　　) A．H2　D2　　　　　 B．14N　14C C．16O　17O D．金刚石　石墨 解析：C　[同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素的互称，只有C项符合。] [规律总结]　(1)同位素的判断方法 ①看类属。是否属于原子。 ②看质子数和中子数。同位素的质子数相同，中子数不同。 (2)同素异形体的判断方法 ①看类属。是否属于单质。 ②看元素。是否由同种元素组成。 [学以致用] 2．下列说法错误的是(　　) A.H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子 B.Ca和Ca；石墨和金刚石均为同素异形体 C.H和H是不同的核素 D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同 解析：B　[元素的存在形式有游离态和化合态两种，A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，H和H是质子数均为1，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素；12C和14C由于其质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，其物理性质不同但化学性质却相同；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体，Ca和Ca质子数均为20，中子数不同，它们互为同位素。] 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 解析：A　 [元素是具有相同质子数的一类原子的总称，A正确。] 2．据央视新闻报道，河南省桐柏县朱庄镇围山城一带取得重大找矿突破，发现一特大型金矿，共发现金矿体16个，初步估算可获得金储量31.55吨，属特大型金矿，到今年年底有望突破50吨。Au是金的一种稳定的核素，下列有关Au的说法正确的是(　　) A．核电荷数为79 B．质子数为118 C．中子数为197 D．核外电子数为197 解析：A　[A.元素符号左下角表示核电荷数，即为79，故A正确；B.元素符号左下角表示核电荷数，也等于质子数，即为79，故B错误；C.元素符号左上角表示质量数，即为179，故C错误；D.元素符号左下角表示核电荷数，也等于核外电子数，即为79，故D错误。答案选A。] 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 解析：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．有一种人造氢原子(可表示为H)的原子核中有3个中子，它可以结合成H2分子。一个H2分子中，下列微粒的个数不等于2的是(　　) A．原子 B．质子 C．中子 D．电子 解析：C　[A.H2分子中含有2个H原子，A不符合题意；B.H原子核内质子数是1,1个H2分子中含有2个H原子，因此其中所含质子数是2，B不符合题意；C.H2分子中含有2个H原子，一个原子中含有3个中子，2个H原子中含有6个中子，中子个数不是2个，C符合题意；D.H原子核外有1个电子，分子中含有2个H原子，则共有2个电子，D不符合题意；故合理选项是C。] 5．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①O；O；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T 8O。 答案：Ⅰ.(1)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)T 8O 1．某粒子含有6个质子，7个中子，电荷为0，则它的化学符号是(　　) A．13Al　　　　　　　 B.Al C.C D．13C 解析：C　[该粒子的质量数为6＋7＝13，质子数为6，故化学符号为C。] 2．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 解析：C　[质子数＋中子数＝质量数，则133Cs的中子数＝133－55＝78。] 3．下列属于同位素的一组是(　　) A．O2、O3 B．Na2O、Na2O2 C．K、Ca D．H、D、T 解析：D　[同位素是具有相同质子数不同中子数的同一元素的不同核素。] 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微粒互为同位素 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．同一元素的不同核素间可互称同位素 解析：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，A项错误；同位素原子间中子数不同，同位素的化学性质相同，而物理性质不同，B、C项错误。] 5．关于I和Cs这两种微粒的说法正确的是(　　) A.I通过化学反应生成Cs B.I比Cs少6个中子 C.Cs核外电子数为88 D.I核内中子数为78 解析：D　[化学反应不能改变原子核，A错误；I核内中子数为78，Cs核内中子数为82，核外电子数为55，所以B、C错误，D正确。] 6．对于X和X＋两种微粒，下列叙述正确的是(　　) A．质子数一定相同，质量数和中子数一定不同 B．化学性质几乎相同 C．一定都由质子、中子、电子构成 D．核电荷数、核外电子数一定相同 解析：A　[B项，二者最外层电子数不同，故化学性质不同；C项，X中不一定含中子，如：H；X＋不一定含电子，如H＋；D项，X→X＋失去1个电子，故二者核外电子数不相同。] 7．已知R2＋核外有a个电子，它含有b个中子。表示R原子符号正确的是(　　) A.R B.R C.R D.R 解析：C　[R2＋的核外电子数为a，则其核电荷数为a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b。] 8．元素X、Y，已知X的质子数为a，X2＋比Y2－核外少8个电子，若Y原子的质量数为b，则Y原子核内中子数为(　　) A．b－a－4 B．b－a－8 C．b＋a＋8 D．b－a－12 解析：A　[由题意可知Y的质子数为a－2＋8－2＝a＋4，则Y原子核内中子数为b－a－4。] 9．(素养题)科学家们最近发现了一种只由4个中子构成的微粒，这种微粒称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”，科学家们同时预测它可能与白矮星的组成微粒相似。下面就是有关“四中子”的几种说法，其中不正确的是(　　) A．该粒子不显电性 B．该粒子的质量数为4 C．与氢元素的质子数相同 D．该粒子的质量比普通氢原子大 解析：C　[由题给信息知，“四中子”是由4个中子构成的微粒，而中子不带电荷，所以该粒子不显电性，故A项正确；质量数等于中子数与质子数之和，该粒子无质子，只有4个中子，质量数为4，故B项正确，C项错误；该粒子的质量(质量数为4)比普通氢原子(质量数为1)大，故D项正确。 ] 10．(双选)下列说法正确的是(　　) A．由H、D、T与16O、17O、18O相互结合为水，可得18种水分子，相对分子质量不同的水分子种数为8种 B．H2、D2、T2互为同素异形体 C．H2、D2、T2在相同条件下的密度比为1∶2∶3 D．氘、氚发生核聚变成为其他元素，不属于化学变化 解析：CD　[H、D、T组合有H2、D2、T2、HD、HT、DT共6种，分别与16O、17O、18O构成水分子，共有6×3＝18种，相对分子质量介于18～24之间，共有7种，A项错误；H2、D2、T2均为氢气单质，属于同一种物质，B项错误；H2、D2、T2在相同条件下的密度比等于气体的相对分子质量之比，即三者的密度之比为2∶4∶6＝1∶2∶3，C项正确；氘、氚发生的核聚变属于核反应，不是化学变化，D项正确。] 11．科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发利用作未来的新型能源。 (1)He的中子数是　________　，He与He互为　________　。 (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He、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)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；He与He互为同位素。(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)He中有2个质子和1个中子，He中有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1；在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　He 12．现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、14N、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答下列问题： (1)其中，含有　________　种元素，属于氢元素的核素有　________　种，属于铀元素的核素有　________　种，互为同位素的原子分别是　____________　，　________　。 (2)质量数相等的原子为　________　，　________　。 (3)0.1 mol 14N中共含　________　mol中子，含　________　个电子。 解析：(1)共有7种元素，氢元素中有1H、2H、3H三种核素，铀元素有234U、235U、238U三种核素，上述三种氢原子、三种铀原子各自互为同位素。 (2)质量数相等的原子有：40K与40Ca,14N与14C。 (3)每个14N中含质子数为7×3＝21个，中子数为(14－7)×3＝21个，电子数为22个，则0.1 mol 14N含2.1 mol中子，含2.2NA个电子。 答案：(1)7　3　3　1H、2H、3H　234U、235U、238U (2)40K与40Ca　14N与14C　(3)2.1　2.2NA 13．用X表示原子 (1)中性原子的中子数：N＝　________　。 (2)阳离子的中子数：Xn＋共有x个电子，则N＝　________　。 (3)阴离子的中子数：Xn－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(m－x＋2)mol。 答案：(1)A－Z　(2)A－x－n　(3)A－x＋n (4)22　(5)(m－x＋2)mol 学科网（北京）股份有限公司 $