《原子核 核素》习题
一、选择题
1.13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，瑞士科学家库尔特、维特里希等人为此获得了诺贝尔化学奖。下列有关13C、15N的叙述正确的是 ( )
A.15N与14N互为同位素
B.13C与C60互为同素异形体
C.13C、15N具有相同的中子数
D.15N的核外电子数与中子数相同
2.下列各组中的两种微粒，互为同位素的是 ( )
A.H2O和H2O2 B.D2和T2
C.12C和14C D.O2和O3
3.(双选)科学家最近发现两种粒子:第一种是只由四个中子构成的粒子(假设符号为X)，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”，第二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，化学符号可以表示为44X
B.“四中子”的质量数为4，其质量比氢原子大
C.第二种粒子是氧元素的另一种同位素
D.第二种粒子的化学式为O4，与O2互为同素异形体
4.我国稀土资源丰富，下列有关稀土元素14462Sm与15062Sm的说法正确的是 ( )
A.14462Sm与15062Sm互为同位素
B.14462Sm与15062Sm的质量数相同
C.14462Sm与15062Sm是同一种核素
D.14462Sm与15062Sm的核外电子数和中子数均为62
5.有下列原子LiLiNaMgCN，关于这些原子的说法中正确的是 ( )
ALi和Li互为同素异形体
BNa和Mg的中子数相同
CC和N的中子数相同
DC和N的质子数相同
6.(能力挑战题)(2013·衡水高一检测)下列说法中不正确的是 ( )
①质子数相同的粒子一定属于同种元素
②同位素的性质几乎完全相同
③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
④电子数相同的粒子不一定是同一种元素
⑤一种元素只能有一种质量数
⑥互称同位素的两种核素间具有相同的中子数和核外电子数
A.①②④⑤ B.③④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.①②⑤⑥
二、非选择题
7(1)中性原子的中子数:用X表示原子，N= ；
(2)阳离子的中子数:AXm+共有x个电子，则N= ；
(3)12C18O2分子中，中子数为 ，质子数为 ，电子数为 。
8.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HeHe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 。
答案解析
1.【解析】选A。15N与14N质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，A对；13C是原子而C60是由碳原子组成的单质，二者不是同素异形体，B不正确；13C有7个中子，而15N有8个中子，所以二者的中子数不同，C不正确；15N的核外电子数为7而中子数为8，所以二者不相同，D不正确。
2.【解析】选C。同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素之间的互称，所以同位素是对原子而言的。
3.【解析】选A、C。“四中子”是由四个中子构成的粒子，其质子数应该是0，对外不显电性，其化学符号应该为X，A不正确；“四中子”的质量数为4，氢原子的质量数为1，所以比氢原子质量大，B正确；第二种是由四个氧原子构成的分子，与氧气均是由氧原子构成的分子，所以是氧元素的同素异形体，C不正确，D正确。
4.【解析】选A。14462Sm和15062Sm质子数都是62，都是钐元素，其中14462Sm的质量数为144，中子数为82，15062Sm的质量数为150，中子数为88，故B、D项错；根据核素的定义可知14462Sm、15062Sm为两种核素，故C项错。
【技法小结】突破原子组成的两大关系
(1)构成原子的微粒之间存在两个等量关系:
①原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电荷，核外电子带负电荷，原子核由质子和中子构成；由于中子不带电，原子呈电中性，所以原子的核电荷数=核内质子数=核外电子数；
②原子结构中的核电荷数(Z)决定了元素的种类，而质子数与中子数之和决定了原子质量的相对大小，即质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
(2)一个信息丰富的符号:
如过氧根离子:
5.【解析】选B。Li和Li互为同位素Na的中子数为12Mg的中子数也为12，所以二者的中子数相同C的中子数为8N的中子数为7C和N的质子数分别为6、7，所以二者不相同。
6.【解析】选D。质子数相同的粒子不一定是同种元素，比如Ne与H2O的分子质子数均为10，二者就不是同一种元素，①不正确；同位素的物理性质不相同，单质化学性质相同，②不正确；由于分子的质子数和电子数一定相同，而离子的质子数和电子数一定不相同，所以质子数和电子数相同的粒子一定不是一种分子和一种离子，③正确；电子数相同的粒子不一定是同一种元素，如Ne与H2O分子电子数均为10，二者不是同一种元素，④正确；一种元素可能有多种同位素，即有多种原子，所以可以有多种质量数，⑤不正确；互称同位素的两种核素间质子数相同，中子数不同，⑥不正确。
7.【解析】(1)中性原子的中子数为质量数减去质子数，等于A-Z；(2)由于该原子失去m个电子后有x个电子，所以该原子的质子数为x+m，所以阳离子的中子数为A-(x+m)= A-x-m；(3)12C18O2分子中，中子数为(12-6)+2×(18-8)=26；质子数为6+2×8=22；电子数与质子数相等，也为22。
答案:(1)A-Z (2)A-x-m (3)26 22 22
8.【解析】(1He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=1He与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。(3He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)1He
【易错提醒】
(1)对原子X中A、Z的含义和它们之间的关系不明确是导致(1)错误产生的原因。在任何微粒中，质量数=质子数+中子数。
(2)若不能准确提取关键信息:α粒子是一个原子核，无法突破(2)。
(3)本题(3)易因为思维定势，把比较中子数之差理解成比较质子数之差导致错误。《原子结构第二课时》习题
一、选择题
1.下列原子(或离子)结构示意图正确的是 ( )
A.钠离子:
B.氧原子:
C.氟离子:
D.磷原子:
2.用原子结构示意图可以方便简明地表示原子，如图是某元素的原子结构示意图，，下列说法正确的是 ( )
A.第一层上有7个电子
B.该元素为金属元素
C.该原子核电荷数为17
D.该原子易形成阳离子
3.下列关于Fe、Fe2+、Fe3+的说法中，正确的是 ( )
①它们的质子数不同
②它们的核外电子排布不同
③它们的最外层电子数不同
④它们的相对原子质量相同
⑤它们的化学性质相同
⑥它们是同种元素
A.①③⑤⑥ B.②④⑤⑥
C.②③④⑥ D.①②③⑥
4.下列离子中核外电子排布与氖原子不相同的是 ( )
A.Cl- B.F- C.Al3+ D.Na+
5.在原子的第n电子层中，当n为最外层时，最多容纳的电子数与(n-1)层相同；当n为次外层时，其最多容纳的电子数比(n-1)层最多容纳的电子数多10个。则n层是 ( )
A.N层 B.M层 C.L层 D.K层
6.(能力挑战题)原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+1，原子核内质子数为2n2-1。下列有关X的说法中不正确的是( )
A.X能形成化学式为X(OH)3的碱
B.X能与某些金属元素形成化合物
C.X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数
D.X可能形成化学式为KXO3的盐
二、非选择题
7.某粒子的结构示意图如图所示:，试回答:
(1)当m-n=2时，该粒子为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当n=8且m>n+2时，该粒子可能是(写符号): 、 、 。
(3)写出n=4与n=6的两元素所形成的化合物的化学式 。
8.原子序数11~17元素的符号和示意图如下，请结合下图回答:
(1)原子序数为15的原子质子数为 ，最外层有 个电子；
(2)结合上图用符号表示下列内容:
①原子序数为13的原子形成的离子符号为 。
②一个分子中含有两个原子的物质的化学式为 。
③原子序数为12、17的元素组成化合物的化学式为 。
(3)从11~17，随着原子序数的增加，其(或元素的性质)呈现出的变化规律是 。(任写一条)
答案解析
1.【解析】选B。钠离子的最外层电子已经失去，只有两层电子，A不正确；氟元素的原子核内核电荷数是9，C不正确；第二层最多容纳8个电子，D不正确。
2.【解析】选C。由原子结构示意图可知，离圆圈最近的弧线表示第一层，第一层上有2个电子，所以A错误；原子的最外层电子数是7，电子数大于4，则判定为非金属元素，所以B错误；在原子中，质子数=核电荷数=电子数，核外电子数是17，所以该原子核电荷数为17，所以C正确；该原子最外层电子数为7，化学反应中易得到1个电子，从而形成带1个负电荷的阴离子，所以D错误。
3.【解析】选C。Fe、Fe2+、Fe3+的质子数相同，也就是同种元素，都是铁元素，但它们的最外层电子数不同，化学性质也不同，相对原子质量相同。
4.【解析】选A。氯原子得1个电子形成氯离子，氯离子核外有18个电子，与氖原子核外电子数不同，核外电子排布不同；氟原子得1个电子形成氟离子，氟离子核外有10个电子，与氖原子核外电子数相同，核外电子排布相同；铝原子失去3个电子形成铝离子，核外有10个电子，与氖原子核外电子数相同，核外电子排布相同；钠原子失去1个电子形成钠离子，核外有10个电子，与氖原子核外电子数相同，核外电子排布相同。
5.【解析】选B。当n为最外层时，最多容纳的电子数为8，则(n-1)层最多容纳8个电子，(n-1)层应为L层，n为M层；当n为次外层时，其最多容纳的电子数比(n-1)层最多容纳的电子数多10个，说明(n-1)层不是K层，则n为M层。
【易错提醒】
(1)在利用核外电子排布规律进行解题时，应注意各电子层的排布必须同时满足排布规律中的三条规律，如当M层是最外层时，最多可以排布8个电子；当M层不是最外层时，最多可排布18个电子。
(2)在解题时应明确几个概念:最外层电子数、最内层电子数、内层电子数、次外层电子数、电子层数、核电荷数等。
6.【解析】选A。X原子的核电荷数小于18，则n可能为1、2、3；若n=1，最外层电子数为2n+1=3，不符合；
若n=2，最外层电子数为2n+1=5，质子数为2n2-1=7，X为氮，不能形成化学式为X (OH)3的碱，能与某些金属元素形成化合物，X可能形成化学式为KXO3的盐KNO3；
若n=3，最外层电子数为2n+1=7，质子数为2n2-1=17，X为氯，不能形成化学式为X(OH)3的碱，能与某些金属元素形成化合物，X可能形成化学式为KXO3的盐KClO3；2n+1和2n2-1肯定为奇数，所以X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数。
【互动探究】
(1)X能形成化学式为HXO3的酸吗？
提示:能。N和Cl都能形成+5价的酸HNO3和HClO3。
(2)若原题中无“最外层电子数为2n+1”这句话，元素X可能是哪些？
提示:若n=1，质子数为2n2-1=1，X为氢元素，元素X可能是H、N和Cl。
7.【解析】(1)当m-n=2时，质子数等于2+最外层电子数，所以是原子；(2)当
n=8且m>n+2时，该粒子可能是钠离子、镁离子、铝离子；(3)当n=4时，元素
为C，n=6时，元素为O，两元素所形成的化合物为CO、CO2，故答案为CO、CO2。
答案:(1)原子 (2)Na+ Mg2+ Al3+ (3)CO、CO2
8.【解析】(1)原子的原子序数=核内质子数，故原子序数为15的原子质子数为15；从原子结构示意图可看出原子序数为15的原子，最外层有5个电子。
(2)①原子序数为13的原子是Al，最外层有3个电子，在形成离子时易失去最外层的3个电子，那么铝离子质子数比核外电子数大3，即带3个单位的正电荷，电荷写在右上角，先写数字，后写“+”“-”号，故铝离子为Al3+。
②11～17号元素中，Na、Mg、Al是金属元素，Si、P、S是固态非金属元素，它们的单质可用其元素符号直接表示，17号氯元素形成的单质是双原子分子，所以一个分子中含有两个原子的物质的化学式为Cl2。
③原子序数是12的元素是镁元素，镁原子的最外层电子数是2，易失去最外层的2个电子而形成+2价的阳离子，原子序数是17的元素是氯元素，氯原子最外层电子数是7，易得到1个电子而形成-1价的阴离子，所以镁元素和氯元素形成化合物为MgCl2。
(3)从题目中给出的11～17号元素的原子结构示意图可看出，随原子序数的递增，原子结构呈现的变化规律是随着原子序数的增加，元素原子的最外层电子数逐渐增加。
答案:(1)15 5
(2)①Al3+ ②Cl2 ③MgCl2
(3)随着原子序数的增加，元素原子的最外层电子数逐渐增加
