第1节 原子结构与元素性质
第1课时 原子结构
1.镆（Mc）是一种人工合成的放射性金属元素。关于McMc的描述正确的是（ ）
A.属于同种核素 B.属于同种元素
C.中子数相同 D.属于同素异形体
2.I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中 I 的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关I的叙述中错误的是（ ）
AI的化学性质与I相同
BI的质子数为53
CI的原子核外电子数为78
DI的原子核内中子数多于质子数
3.下列说法正确的是（ ）
A.16O、18O、3H2是三种不同的核素
BHe和He互为同位素
C.16O2、18O2互为同素异形体
D.同一元素形成的不同微粒具有相同的化学性质
4.某元素的一个原子形成的离子可表示为Xn－，下列说法正确的是（ ）
AXn－含有的中子数为a＋b
BXn－含有的电子数为a－n
C.X原子的质量数为a＋b＋n
D.1个X原子的质量约为 g
5.下列有关说法正确的是（ ）
ACCC三种核素的中子数均为6
BCCC的物理性质相同
CH、H－、H＋均属于氢元素
DH、H－、H＋的化学性质相同
6.“神舟七号”所用动力燃料之一为氢化锂“三兄弟”LiH、LiD、LiT。下列有关LiH、LiD、LiT的叙述正确的是（ ）
A.质子数之比为1∶2∶3
B.中子数之比为1∶1∶1
C.摩尔质量之比为8∶9∶10
D.化学性质不相同
7.科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：
（1Fe原子的核内中子数为 ，该原子的核外电子数为 。
（2）以下关于Fe的叙述正确的是 （填字母）。
A.Fe与Fe是两种核素
B.科学家获得了一种新元素
CFe的衰变不是化学变化
（3）某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是 。
8.下列说法不正确的是（ ）
①同位素的性质完全相同
②质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子
③电子数相同的粒子不一定是同一种元素
④人们发现了118种元素，即共有118种核素
⑤某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
A.②③⑤ B.①④⑤
C.①②⑤ D.③④⑤
9.科学家曾发现两种微粒：第一种是由四个中子构成的微粒，这种微粒被称为“四中子”，也有人称之为“0号元素”；第二种是由四个氧原子构成的分子。下列有关这两种微粒的说法不正确的是（ ）
A.“四中子”不显电性
B.“四中子”的质量数为4
C.第二种微粒与O互为同位素
D.第二种微粒的化学式为O4
10.质量数为A的X＋，核内中子数为N，则a g它的氯化物中所含电子的物质的量为（ ）
A. mol
B. mol
C. mol
D. mol
11.X元素组成三种气态单质都是双原子分子，它们的相对分子质量分别是32、34、36。现有这三种单质的混合气体，分子数之比为15∶4∶1，下列说法正确的是（ ）
A.若该容器中的X2全部转化成同素异形体X3，则X3的分子有12种
B.质量数为16的同位素的丰度为85％
C.该元素的近似相对原子质量为17
D.该元素所含三种同位素的原子数之比为15∶4∶1
12.回答下列问题：
（1）互为同位素的两种不同核素不可能具有相同的 （填字母）。
A.电子数 B.质子数
C.化学性质 D.质量数
（2）下列各组中的两种微粒，互为同位素的是 ，互为同素异形体的是 （填字母）。
a.1O和2O b.D2和T2 cX和Y
d.16O2和18O3 eM和M
（3）氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素 16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为 ；所得水分子的相对分子质量有 种。
（4）据报道，科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的。则这种粒子是 （填字母）。
a.氢的一种新同位素
b.核电荷数为3的一种新元素
c.H2的一种同素异形体
d.比一个1H2多一个氢原子核的离子
13.请按要求填空：
（1）简单原子的原子结构可用下图形象地表示：
其中“”表示质子或电子，“”表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是 （填字母，下同）。
A.①②③是三种不同的核素
B.①②③具有相同的质量数
C.①②③互为同位素
D.①②③核外电子数不同
（2）科学家已发现一种新型氢分子（H3），则相同条件下，等质量的H3和H2相同的是 。
A.分子数 B.原子数
C.体积 D.电子数
（3）微粒AXn＋核外有a个电子，则它的核内中子数为 。
（4）与10 g D2O含有相同电子数的NH3在标准状况下的体积是 。
（5）已知：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，将23 g钠与过量的重水（D2O）反应，产生气体的质量是 。
14.科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发用作未来的新型能源。
（1He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 。
（4）利用核聚变发电，3He是最安全的最清洁的能源，地球上3He仅有15吨左右。月球上的3He最保守估计可供全世界开采500年。地球上的氦元素主要以4He形式存在，而月球土壤中吸附着数百万吨3He。下列说法正确的是 （填序号）。
①3He、4He的化学性质基本相同
②3He、4He具有相同的中子数
③3He核聚变是化学变化
④3He液化是物理变化
⑤3He和4He组成的气体单质，在相同条件下密度比为3∶4
第1课时 原子结构
1.BMcMc所含有的中子数不同，不是同种核素，A、C错误McMc的质子数都是115，属于同种元素，B正确McMc不是同素异形体，D错误。
2.CI与I质子数相同，核外电子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质有差别，A正确； 原子符号X 左下角数字代表质子数I的质子数为53，B正确I是电中性原子，质子数等于原子核外电子数等于53，C错误I的质子数为53，中子数＝131－53＝78，中子数多于质子数，D正确。
3.B 3H2是单质，不是核素，A错误He和He质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；16O2、18O2都为氧元素的同种单质，不互为同素异形体，C错误；同一元素形成的不同微粒化学性质不一定相同，如Na具有较强的还原性，而Na＋没有还原性，只有弱氧化性，D错误。
4.D A项，中子数＝质量数－质子数，即中子数为（b－a），错误；B项，该离子含有的电子数为（a＋n），错误；C项，质量数与核外电子数无关，即X原子的质量数为b，错误；D项，该原子的质量数为b，摩尔质量为b g·mol－1，1 mol X原子约含有6.02×1023个原子，因此一个X原子的质量约为 g，正确。
5.CCCC三种核素的中子数分别为6、7、8，A错误CCC的质量数不同，中子数不同，则物理性质不同，B错误H为氢元素的一种核素，H－和H＋为两种氢离子，均属于氢元素，C正确H、H－、H＋的核外电子数分别为1、2、0，所以化学性质不同，D错误。
6.C LiH、LiD、LiT质子数均为4，A项错误；LiH、LiD、LiT的中子数分别为4、5、6，B项错误；LiH、LiD、LiT摩尔质量分别为8 g·mol－1、9 g·mol－1、10 g·mol－1，C项正确；LiH、LiD、LiT化学性质几乎完全相同，D项错误。
7.（1）19 26 （2）AC （3Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全相同
解析：（1Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，电子数＝质子数＝26。（2Fe与Fe的质子数相同，均属于Fe元素，但中子数不同，是两种不同的核素，A正确；Fe元素不是一种新元素，B错误Fe衰变后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学变化是生成新物质，而不生成新原子核，C正确。（3Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全相同。
8.B ①同位素是指质子数相同而中子数不同的原子，故其物理性质不完全相同，化学性质几乎完全相同，错误；②由于分子不带电，则分子中质子数等于电子数，而离子带电荷即离子中质子数和电子数不相等，故质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子，正确；③电子数相同的粒子不一定是同一种元素，如H2O和NH3、N均含有10个电子，不属于同一元素，正确；④同种元素可能有多种核素，元素有118种，核素种类大于118种，错误；⑤原子有质量数，元素没有质量数，错误。
9.C 中子不带电，故“四中子”不显电性，A项正确；质量数＝质子数＋中子数，“四中子”中不含质子，则“四中子”的质量数为4，B项正确；第二种微粒是由四个氧原子构成的分子，所以其化学式为O4，是氧元素形成的一种单质，而O是氧元素的一种核素，二者不互为同位素，C项错误，D项正确。
10.B X＋的氯化物为XCl，X＋的质子数为A－N，XCl的摩尔质量为（A＋35.5） g·mol－1，a g XCl为 mol，XCl的质子数为（A－N＋17），电子数＝质子数，因此 mol XCl所含电子的物质的量为 mol。
11.B X元素组成三种气态单质分子都是双原子分子，其相对分子质量分别为32、34、36，则X元素应有两种核素16X、18X，16X、18X构成X3，应是16X3、16X、16X18X2、18X3，共有4种形式，A错误；三种双原子气态单质分别为16X2、16X18X、18X2，分子数之比为15∶4∶1，因此质量数为16的同位素的丰度为×100％＝85％，B正确；元素的近似相对原子质量为16×85％＋18×15％＝16.3，C错误；X有两种同位素，D错误。
12.（1）D （2）e d （3）18 7 （4）d
解析：（1）原子的核外电子数等于质子数，互为同位素的两种不同核素的电子数相同，A项不选；同位素的质子数相同，B项不选；同位素的化学性质几乎完全相同，C项不选；同位素质子数相同，中子数不同，则质量数不同，D项选。（2）a.1O 和2O是两种不同的水分子；b.D2和T2是两种不同的氢分子；cX的质子数为19、中子数为40－19＝21Y的质子数为20、中子数为40－20＝20X和Y是两种不同的核素；d.16O2和18O3是氧元素形成的两种不同的单质，两者互为同素异形体；eM和M互为同位素。（3）1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，由1H、2H、3H与16O、17O、18O结合成的水分子中2个氢原子可能为2个1H、2个2H、2个3H、1个1H和1个2H、1个1H和1个3H、1个2H和1个3H，共6种，与3种不同的氧原子结合成的水分子共6×3＝18种；这些水分子中相对分子质量最小的水分子为1O（相对分子质量为18）、相对分子质量最大的水分子为3O（相对分子质量为24），所得水分子的相对分子质量有18、19、20、21、22、23、24，共7种。（4）科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的，该粒子可以表示为1。该粒子不是原子，不是氢的一种新同位素，a项不选；该粒子不是一种新元素，b项不选；该粒子带1个单位的正电荷，不是单质，不是H2的同素异形体，c项不选；该粒子与1H2比，都有2个电子，比1H2多一个氢原子核，d项选。
13.（1）AC （2）BD （3）A－a－n （4）11.2 L （5）2 g
解析：（1）A项，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，是氢元素的三种核素，正确；B项，由于中子数不同，因此三者的质量数不同，错误；C项，三种核素均为H元素，互为同位素，正确；D项，同位素的质子数相同，因此电子数也相同，错误。（2）A项，分子数之比等于2∶3，不符合题意；B项，两种物质均由H原子构成，因此等质量的两种物质所含的H原子个数相等，符合题意；C项，相同条件下，H3与H2的体积之比等于分子数之比等于2∶3，体积不同，不符合题意；D项，H原子数相同，电子数也相同，符合题意。（3）AXn＋核外有a个电子，因此AX核外有a＋n个电子，质子数＝a＋n，即中子数＝A－a－n。（4）D2O的相对分子质量为20，10 g D2O为0.5 mol，1个氨分子和1个D2O分子均含有10个电子，因此含相同电子数时氨气的物质的量为0.5 mol，即在标准状况下的体积是11.2 L。（5）23 g钠的物质的量为 1 mol，生成0.5 mol D2，D2的相对分子质量为4，因此产生气体的质量为2 g。
14.（1）1 同位素 （2）2 2 （3）1He （4）①④⑤
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推断出α粒子含有2个中子。（3He有2个质子和1个中子He有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1He有2个质子和2个中子，与α粒子有相同的质子数和中子数。（4）同位素的化学性质相同，而物理性质不同，则①正确，②错误；化学变化是有新物质生成的变化，不涉及原子核的变化，核聚变属于核反应，不属于化学变化，③错误；3He液化没有新物质的生成，是物理变化，④正确；相同条件下，不同气体的密度之比等于摩尔质量之比，⑤正确。
4 / 4第1节 原子结构与元素性质
第1课时 原子结构
课程 标准 1.了解原子的结构，知道X的含义，掌握构成原子的各微粒数的关系。 2.知道元素、核素、同位素的含义及其区别
分点突破（一） 原子结构及原子各微粒之间的关系
1.原子及其构成微粒
原子
2.质量数
原子核中质子数和中子数之和称为质量数。
3.构成原子微粒的作用
（1）质子数决定元素的种类。
（2）质子数和中子数决定原子的质量数。
（3）原子的最外层电子数决定元素的化学性质。
4.构成原子或离子微粒间的三种关系
（1）等量关系
核电荷数＝质子数，对原子来说，核电荷数＝质子数＝核外电子数。
（2）质量关系
质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。
（3）大小关系
阳离子（Rm＋） 质子数＞电子数 质子数＝电子数＋m
阴离子（Rm－） 质子数＜电子数 质子数＝电子数－m
5.元素符号周围数字的含义
提醒
H中不含中子。
材料一：14C能够测得出土文物所处年代，14C的衰变极有规律，其精确性被称为自然界的标准时钟，我国曾用14C法测定许多出土文物的年代。
材料二：锎-252，核素符号252Cf，半衰期为2.645年，可用于制作小型中子源、医用、辐射育种、活化分析、湿度测量和科学研究等不同领域。1 mg锎每秒钟约能放出2.34×109个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。
【交流讨论】
1.请分析14C和14N的原子结构异同点。
2.锎原子的质子数、中子数和质量数分别是多少？
3.已知钠原子的质子数是11，质量数为23，则其中子数是多少？
4.已知R原子中有b个中子，R2＋核外有a个电子。则R原子的质量数是多少？
1.中国计量科学研究院自主研制出了精确度极高的NIM5铯（133Cs）原子喷泉钟。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
2.某些建筑材料含有放射性元素氡，会对人体产生一定危害。该原子的中子数与质子数之和及之差分别是（ ）
A.136，86 B.50，136
C.222，86 D.222，50
3.某阳离子Mn＋的核外共有x个电子，核内有y个中子，则M原子的质量数为（ ）
A.y－x－n B.y＋x＋n
C.y＋x－n D.y－x＋n
分点突破（二） 核素 同位素
1.核素
（1）元素：具有相同 （即质子数）的同一类原子总称为元素。元素的种类是由原子核内的 决定的。
（2）核素
①概念
具有相同数目的 和相同数目的 的一类原子称为核素。
②实例
a.如氢元素的三种核素
H（H） H（D） H（T）
名称 氕 氘 氚
俗称 － 重氢 超重氢
质子数 1 1 1
中子数
b.如碳元素的三种核素C、 C。
c.如氧元素的三种核素OO、 。
2.同位素
（1）概念：质子数 而中子数 的同一种元素的不同核素互为同位素。
（2）实例：如HHH互为同位素UU、U互为同位素ClCl互为同位素。
（3）性质
①互为同位素的原子化学性质几乎完全相同，物理性质有所不同。
②由互为同位素的不同原子构成的单质（或化合物），化学性质几乎相同而物理性质都有一定的差别。
③在天然存在的某种元素中，无论是游离态还是化合态，各种核素在自然界里的丰度一般是不变的。
（4）几种同位素及对应用途
C在考古工作中用于测定文物的年代C用作相对原子质量的计算标准。
U用于核反应堆的燃料。
HH用于制造氢弹。
④放射性同位素最常见的应用是进行同位素示踪和用作放射源P进行同位素示踪。
3.元素的相对原子质量
元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度（某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例）的乘积之和。
注意：原子（核素）的近似相对原子质量＝质量数。
4.元素、核素、同位素与同素异形体辨析
（1）区别
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、中子数不同的同一种元素的不同核素 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 化学性质几乎完全相同，物理性质不同 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 H、C、O 三种核素 HHH互为同位素 O2与O3互为同素异形体
（2）联系
对于X，只要Z相同，就是同种元素；Z和A均相同，就是同一种核素；Z相同、A不同的互为同位素；Z不同的不论A是否相同，均不是同种元素，不能称为同位素。
提醒
有的元素只有一种核素，如FNa等。
重氢D2是制造氢弹的原料，1 g D2全部聚合为氦时可释放10万千瓦时的能量，且核聚变产生的污染小，不会造成放射性垃圾。海水中约含35亿吨D2，按目前能源消耗的水平，其能量足够全世界人用上200亿年，因此称为“未来的燃料”。
【交流讨论】
1.你知道H与D的关系吗？
2.氢的三种原子的原子结构可用图示形象地表示：
其中“”表示质子或电子，“”表示中子，则①②③分别代表什么？它们的关系如何？
1.RnRnRn（ ）
A.是三种元素 B.互为同位素
C.是同种核素 D.是同一原子
2.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.铁元素的质量数为60
BFe的核内质子数比中子数多8
CFe 与Fe的核外电子数相同，属于同一种核素
DFe与Fe的化学性质相似，互为同位素
3.下列说法正确的是（ ）
A.核素的种类比元素种类少
B.H2、 D2、T2互为同位素，因为它们核内质子数相同，中子数不同
C.通常人们所说的C-12原子是指质子数和中子数都是6的碳原子
D.14C和12C互为同位素，两者的化学性质不同
1.我国科研团队采用Ar和Hf（铪）熔合蒸发技术合成了新核素Th。下列说法错误的是（ ）
A.ThTh互为同位素
BTh含有142个中子
CAr化学性质不活泼
DHf的核电荷数为176
2.下列有关原子的说法正确的是（ ）
①原子是由核外电子和原子核构成的 ②原子不能再分 ③原子在化学变化中不能再分
④原子在化学变化中不发生变化 ⑤原子的质量主要集中在原子核上
A.①②③ B.①③④
C.①②⑤ D.①③⑤
3.Se广泛应用于机械的无损检测。下列关于Se的说法正确的是（ ）
A.质子数是75 B.中子数是34
C.电子数是34 D.质量数是109
4.随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，、H3、O4、12C60等已被发现。下列有关说法正确的是（ ）
A.中含有36个电子
B.O2和O4互为同位素
C.12C60中含有720个中子
D.H2和H3互为同素异形体
5.用以下微粒的化学式回答下列问题：
Li Li N C O ⑥C60
⑦C70 Na Mg
（1）上述微粒共涉及 （填数字）种元素。
（2）互为同位素的核素是 。
（3）上述核素中，中子数相同的核素为 和 ， 和 。
第1课时 原子结构
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.原子核 质子 正 中子 1 核外电子 负
探究活动
交流讨论
1.提示：质量数相同，质子数和中子数都不同。
2.提示：98、154、252。
3.提示：中子数为23－11＝12。
4.提示：（a＋2）＋b。
自主练习
1.C 133Cs的核外电子数为55，即质子数为55，质量数为133，则中子数＝133－55＝78。
2.D 质子数（Z）＋中子数（N）＝质量数（A）＝222，质子数（Z）＝86，中子数（N）＝222－86＝136，则中子数与质子数之差为136－86＝50。
3.B 某阳离子Mn＋的核外共有x个电子，则M原子的质子数为x＋n，核内有y个中子，所以M原子的质量数为x＋n＋y。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）核电荷数 质子数 （2）①质子 中子 ②a.0 1 2 bC cO 2.（1）相同 不同
探究活动
交流讨论
1.提示：互为同位素。
2.提示：H、D、T，互为同位素。
自主练习
1.B 题给微粒均属于Rn元素，即一种元素，质量数不同，是Rn元素的三种核素，互为同位素，三种核素即是三种原子。
2.DFe是某种铁的同位素，其质量数为60，而不是铁元素的质量数，A错误Fe的核内质子数（26）比中子数（34）少8，B错误Fe与Fe的质子数相同但中子数不同，是两种不同的核素，C错误。
3.C 一种元素可以有多种核素，因此核素的种类比元素的种类多，A错误；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素，而H2、D2、T2为单质，B错误；同位素化学性质几乎完全相同，物理性质有差异，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.DThTh的质子数相同，质量数不同，二者互为同位素，A正确Th的质量数为232，质子数为90，中子数为232－90＝142，B正确Ar的质子数为18，原子结构示意图为，原子的最外层电子数为8，所以化学性质不活泼，C正确Hf的质子数为72，则核电荷数为72，D错误。
2.D 原子是由原子核和核外电子构成的，可以再分，①正确，②错误；原子是化学变化中的最小微粒，所以原子在化学变化中不能再分，③正确；原子在化学变化中可以通过得失电子变为离子，④错误；由于电子的质量很小，所以原子的质量主要集中在原子核上，⑤正确。
3.CSe的质子数是34，A错误Se的中子数是75－34＝41，B错误；原子中电子数等于质子数Se的电子数是34，C正确Se质量数是75，D错误。
4.D 中的核外电子数比质子数少1，即含有的电子数为 7×5－1＝34，A项错误；质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，O2和O4，H2和H3分别互为同素异形体，B项错误，D项正确；12C60中的中子数为（12－6）×60＝360，C项错误。
5.（1）6 （2LiLi （3CO（两者可互换位置）
NaMg（两者可互换位置）
解析：（1）质子数决定元素的种类，题述微粒中含Li、C、N、O、Na、Mg 6种元素。（2LiLi的质子数均为3，中子数不同，二者互为同位素。（3）题给微粒中为核素的是LiLi、NCONa和 Mg，中子数为8的核素为C和O，中子数为12的核素为Na和Mg。
4 / 5(共75张PPT)
第1课时 原子结构
课
程 标
准
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 原子结构及原子各微粒之间的关系
1. 原子及其构成微粒
原子
2. 质量数
原子核中质子数和中子数之和称为质量数。
3. 构成原子微粒的作用
（1）质子数决定元素的种类。
（2）质子数和中子数决定原子的质量数。
（3）原子的最外层电子数决定元素的化学性质。
4. 构成原子或离子微粒间的三种关系
（1）等量关系
核电荷数＝质子数，对原子来说，核电荷数＝质子数＝核外
电子数。
（2）质量关系
质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。
阳离子（Rm＋） 质子数＞电子数 质子数＝电子数＋m
阴离子（Rm－） 质子数＜电子数 质子数＝电子数－m
（3）大小关系
5. 元素符号周围数字的含义
提醒
H中不含中子。
材料一：14C能够测得出土文物所处年代，14C的衰变极有规律，其
精确性被称为自然界的标准时钟，我国曾用14C法测定许多出土文物
的年代。
材料二：锎-252，核素符号252Cf，半衰期为2.645年，可用于制作小
型中子源、医用、辐射育种、活化分析、湿度测量和科学研究等不同
领域。1 mg锎 每秒钟约能放出2.34×109个中子，在医学上常
用作治疗恶性肿瘤的中子源。
1. 请分析14C和14N的原子结构异同点。
提示：质量数相同，质子数和中子数都不同。
2. 锎原子 的质子数、中子数和质量数分别是多少？
提示：98、154、252。
3. 已知钠原子的质子数是11，质量数为23，则其中子数是多少？
提示：中子数为23－11＝12。
4. 已知R原子中有b个中子，R2＋核外有a个电子。则R原子的质量数
是多少？
提示：（a＋2）＋b。
【交流讨论】
1. 中国计量科学研究院自主研制出了精确度极高的NIM5铯（133Cs）
原子喷泉钟。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： 133Cs的核外电子数为55，即质子数为55，质量数为
133，则中子数＝133－55＝78。
2. 某些建筑材料含有放射性元素氡 ，会对人体产生一定危
害。该原子的中子数与质子数之和及之差分别是（ ）
A. 136，86 B. 50，136
C. 222，86 D. 222，50
解析： 质子数（Z）＋中子数（N）＝质量数（A）＝222，质
子数（Z）＝86，中子数（N）＝222－86＝136，则中子数与质子
数之差为136－86＝50。
3. 某阳离子Mn＋的核外共有x个电子，核内有y个中子，则M原子的
质量数为（ ）
A. y－x－n B. y＋x＋n
C. y＋x－n D. y－x＋n
解析： 某阳离子Mn＋的核外共有x个电子，则M原子的质子数
为x＋n，核内有y个中子，所以M原子的质量数为x＋n＋y。
分点突破（二） 核素 同位素
1. 核素
（1）元素：具有相同 （即质子数）的同一类原子总
称为元素。元素的种类是由原子核内的 决定的。
（2）核素
①概念
具有相同数目的 和相同数目的 的一类原子
称为核素。
核电荷数
质子数
质子
中子
②实例
a.如氢元素的三种核素
名称 氕 氘 氚
俗称 － 重氢 超重氢
质子数 1 1 1
中子数
b.如碳元素的三种核素 C、 C。
c.如氧元素的三种核素 O O、 。
0
1
2
C
O
2. 同位素
（1）概念：质子数 而中子数 的同一种元素的不
同核素互为同位素。
（2）实例：如 H H H互为同位素 U U U
互为同位素 Cl Cl互为同位素。
相同
不同
②由互为同位素的不同原子构成的单质（或化合物），化学
性质几乎相同而物理性质都有一定的差别。
③在天然存在的某种元素中，无论是游离态还是化合态，各
种核素在自然界里的丰度一般是不变的。
（3）性质
①互为同位素的原子化学性质几乎完全相同，物理性质有所
不同。
（4）几种同位素及对应用途
C在考古工作中用于测定文物的年代 C用作相对原
子质量的计算标准。
U用于核反应堆的燃料。
H H用于制造氢弹。
④放射性同位素最常见的应用是进行同位素示踪和用作放射
源 P进行同位素示踪。
3. 元素的相对原子质量
元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素
在自然界里的丰度（某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的
比例）的乘积之和。
注意：原子（核素）的近似相对原子质量＝质量数。
4. 元素、核素、同位素与同素异形体辨析
（1）区别
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
同一种元素的
不同核素 同种元素形
成的不同单
质
范畴 同类原子 原子 原子 单质
元素 核素 同位素 同素异形体
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
完全相同，物
理性质不同 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 O2与O3互为
同素异形体
（2）联系
对于 X，只要Z相同，就是同种元素；Z和A均相同，就是
同一种核素；Z相同、A不同的互为同位素；Z不同的不论A
是否相同，均不是同种元素，不能称为同位素。
提醒
有的元素只有一种核素，如 F Na等。
重氢D2是制造氢弹的原料，1 g D2全部聚合为氦时可释放10万千瓦
时的能量，且核聚变产生的污染小，不会造成放射性垃圾。海水中约
含35亿吨D2，按目前能源消耗的水平，其能量足够全世界人用上200
亿年，因此称为“未来的燃料”。
【交流讨论】
1. 你知道H与D的关系吗？
提示：互为同位素。
2. 氢的三种原子的原子结构可用图示形象地表示：
其中“ ”表示质子或电子，“ ”表示中子，则①②③分别代表什
么？它们的关系如何？
提示：H、D、T，互为同位素。
1. Rn Rn Rn（ ）
A. 是三种元素 B. 互为同位素
C. 是同种核素 D. 是同一原子
解析： 题给微粒均属于Rn元素，即一种元素，质量数不同，是
Rn元素的三种核素，互为同位素，三种核素即是三种原子。
2. 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. 铁元素的质量数为60
解析： Fe是某种铁的同位素，其质量数为60，而不是铁元
素的质量数，A错误 Fe的核内质子数（26）比中子数（34）
少8，B错误 Fe与 Fe的质子数相同但中子数不同，是两种不
同的核素，C错误。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 核素的种类比元素种类少
B. H2、 D2、T2互为同位素，因为它们核内质子数相同，中子数不同
C. 通常人们所说的C-12原子是指质子数和中子数都是6的碳原子
D. 14C和12C互为同位素，两者的化学性质不同
解析： 一种元素可以有多种核素，因此核素的种类比元素的种
类多，A错误；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互
为同位素，而H2、D2、T2为单质，B错误；同位素化学性质几乎完
全相同，物理性质有差异，D错误。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1.我国科研团队采用 Ar和 Hf（铪）熔合蒸发技术合成了新核
素 Th。下列说法错误的是（ ）
解析： Th Th的质子数相同，质量数不同，二者互为同
位素，A正确 Th的质量数为232，质子数为90，中子数为232－
90＝142，B正确 Ar的质子数为18，原子结构示意图为 ，
原子的最外层电子数为8，所以化学性质不活泼，C正确 Hf的质
子数为72，则核电荷数为72，D错误。
2. 下列有关原子的说法正确的是（ ）
①原子是由核外电子和原子核构成的
②原子不能再分
③原子在化学变化中不能再分
④原子在化学变化中不发生变化
⑤原子的质量主要集中在原子核上
A. ①②③ B. ①③④
C. ①②⑤ D. ①③⑤
解析： 原子是由原子核和核外电子构成的，可以再分，①正
确，②错误；原子是化学变化中的最小微粒，所以原子在化学变化
中不能再分，③正确；原子在化学变化中可以通过得失电子变为离
子，④错误；由于电子的质量很小，所以原子的质量主要集中在原
子核上，⑤正确。
3. Se广泛应用于机械的无损检测。下列关于 Se的说法正确的是
（ ）
A. 质子数是75 B. 中子数是34
C. 电子数是34 D. 质量数是109
解析： Se的质子数是34，A错误 Se的中子数是75－34
＝41，B错误；原子中电子数等于质子数 Se的电子数是34，C
正确 Se质量数是75，D错误。
4. 随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，
、H3、O4、12C60等已被发现。下列有关说法正确的是（ ）
B. O2和O4互为同位素
C. 12C60中含有720个中子
D. H2和H3互为同素异形体
解析： 中的核外电子数比质子数少1，即含有的电子数为
7×5－1＝34，A项错误；质子数相同而中子数不同的同一种元素
的不同核素互为同位素，O2和O4，H2和H3分别互为同素异形体，B
项错误，D项正确；12C60中的中子数为（12－6）×60＝360，C项
错误。
5. 用以下微粒的化学式回答下列问题：
Li Li N C O ⑥C60
⑦C70 Na Mg
（1）上述微粒共涉及 （填数字）种元素。
（2）互为同位素的核素是 。
6
Li Li
解析：质子数决定元素的种类，题述微粒中含Li、C、N、O、Na、Mg 6种元素。
解析： Li Li的质子数均为3，中子数不同，二者互为同位素。
（3）上述核素中，中子数相同的核素为 和
， 和 。
解析：题给微粒中为核素的是 Li Li、 N C O Na和 Mg，中子数为8的核素为 C和 O，中子数为12的核素为 Na和 Mg。
C
O（两者
可互换位置）
Na
Mg（两者可互换位置）
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 镆（Mc）是一种人工合成的放射性金属元素。关于 Mc
Mc的描述正确的是（ ）
A. 属于同种核素 B. 属于同种元素
C. 中子数相同 D. 属于同素异形体
解析： Mc Mc所含有的中子数不同，不是同种核素，
A、C错误 Mc Mc的质子数都是115，属于同种元素，B
正确 Mc Mc不是同素异形体，D错误。
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2. I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中 I 的含
量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关 I的
叙述中错误的是（ ）
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解析： I与 I质子数相同，核外电子数相同，化学性质几
乎完全相同，物理性质有差别，A正确； 原子符号 X 左下角数字
代表质子数 I的质子数为53，B正确 I是电中性原子，质
子数等于原子核外电子数等于53，C错误 I的质子数为53，中
子数＝131－53＝78，中子数多于质子数，D正确。
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3. 下列说法正确的是（ ）
A. 16O、18O、3H2是三种不同的核素
C. 16O2、18O2互为同素异形体
D. 同一元素形成的不同微粒具有相同的化学性质
解析： 3H2是单质，不是核素，A错误 He和 He质子数相
同，中子数不同，互为同位素，B正确；16O2、18O2都为氧元素的
同种单质，不互为同素异形体，C错误；同一元素形成的不同微粒
化学性质不一定相同，如Na具有较强的还原性，而Na＋没有还原
性，只有弱氧化性，D错误。
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4. 某元素的一个原子形成的离子可表示为 Xn－，下列说法正确的是
（ ）
C. X原子的质量数为a＋b＋n
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解析： A项，中子数＝质量数－质子数，即中子数为（b－
a），错误；B项，该离子含有的电子数为（a＋n），错误；C
项，质量数与核外电子数无关，即X原子的质量数为b，错误；
D项，该原子的质量数为b，摩尔质量为b g·mol－1，1 mol X原
子约含有6.02×1023个原子，因此一个X原子的质量约为
g，正确。
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5. 下列有关说法正确的是（ ）
解析： C C C三种核素的中子数分别为6、7、8，A
错误 C C C的质量数不同，中子数不同，则物理性
质不同，B错误 H为氢元素的一种核素，H－和H＋为两种氢离
子，均属于氢元素，C正确 H、H－、H＋的核外电子数分别为
1、2、0，所以化学性质不同，D错误。
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6. “神舟七号”所用动力燃料之一为氢化锂“三兄弟”LiH、LiD、
LiT。下列有关LiH、LiD、LiT的叙述正确的是（ ）
A. 质子数之比为1∶2∶3
B. 中子数之比为1∶1∶1
C. 摩尔质量之比为8∶9∶10
D. 化学性质不相同
解析： LiH、LiD、LiT质子数均为4，A项错误；LiH、LiD、
LiT的中子数分别为4、5、6，B项错误；LiH、LiD、LiT摩尔质量
分别为8 g·mol－1、9 g·mol－1、10 g·mol－1，C项正确；LiH、
LiD、LiT化学性质几乎完全相同，D项错误。
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7. 科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的
Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原
子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方
式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：
（1 Fe原子的核内中子数为 ，该原子的核外电子数
为 。
19
26
解析： Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝
19，电子数＝质子数＝26。
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（2）以下关于 Fe的叙述正确的是 （填字母）。
B. 科学家获得了一种新元素
AC
解析： Fe与 Fe的质子数相同，均属于Fe元素，但中子数不同，是两种不同的核素，A正确；Fe元素不是一种新元素，B错误 Fe衰变后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学变化是生成新物质，而不生成新原子核，C正确。
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（3）某同学认为 Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依
据是
。
Fe与 Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全
相同
解析： Fe与 Fe的核外电子数相同，化学
性质几乎完全相同。
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8. 下列说法不正确的是（ ）
①同位素的性质完全相同
②质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一
种离子
③电子数相同的粒子不一定是同一种元素
④人们发现了118种元素，即共有118种核素
⑤某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
A. ②③⑤ B. ①④⑤
C. ①②⑤ D. ③④⑤
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解析： ①同位素是指质子数相同而中子数不同的原子，故其物
理性质不完全相同，化学性质几乎完全相同，错误；②由于分子不
带电，则分子中质子数等于电子数，而离子带电荷即离子中质子数
和电子数不相等，故质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可
能是一种分子和一种离子，正确；③电子数相同的粒子不一定是同
一种元素，如H2O和NH3、N 均含有10个电子，不属于同一元
素，正确；④同种元素可能有多种核素，元素有118种，核素种类
大于118种，错误；⑤原子有质量数，元素没有质量数，错误。
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9. 科学家曾发现两种微粒：第一种是由四个中子构成的微粒，这种微
粒被称为“四中子”，也有人称之为“0号元素”；第二种是由四
个氧原子构成的分子。下列有关这两种微粒的说法不正确的是
（ ）
A. “四中子”不显电性
B. “四中子”的质量数为4
D. 第二种微粒的化学式为O4
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解析： 中子不带电，故“四中子”不显电性，A项正确；质量
数＝质子数＋中子数，“四中子”中不含质子，则“四中子”的质
量数为4，B项正确；第二种微粒是由四个氧原子构成的分子，所
以其化学式为O4，是氧元素形成的一种单质，而 O是氧元素的
一种核素，二者不互为同位素，C项错误，D项正确。
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10. 质量数为A的X＋，核内中子数为N，则a g它的氯化物中所含电子
的物质的量为（ ）
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解析：X＋的氯化物为XCl，X＋的质子数为A－N，XCl的摩
尔质量为（A＋35.5） g·mol－1，a g XCl为 mol，XCl的质
子数为（A－N＋17），电子数＝质子数，因此 mol XCl所
含电子的物质的量为 mol。
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11. X元素组成三种气态单质都是双原子分子，它们的相对分子质量
分别是32、34、36。现有这三种单质的混合气体，分子数之比为
15∶4∶1，下列说法正确的是（ ）
A. 若该容器中的X2全部转化成同素异形体X3，则X3的分子有12种
B. 质量数为16的同位素的丰度为85％
C. 该元素的近似相对原子质量为17
D. 该元素所含三种同位素的原子数之比为15∶4∶1
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解析： X元素组成三种气态单质分子都是双原子分子，其
相对分子质量分别为32、34、36，则X元素应有两种核素
16X、18X，16X、18X构成X3，应是16X3、16 X、16X18X2、
18X3，共有4种形式，A错误；三种双原子气态单质分别为
16X2、16X18X、18X2，分子数之比为15∶4∶1，因此质量数为
16的同位素的丰度为 ×100％＝85％，B正确；
元素的近似相对原子质量为16×85％＋18×15％＝16.3，C错
误；X有两种同位素，D错误。
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12. 回答下列问题：
（1）互为同位素的两种不同核素不可能具有相同的 （填字母）。
A. 电子数 B. 质子数
C. 化学性质 D. 质量数
D
解析：原子的核外电子数等于质子数，互为同位素的两种不同核素的电子数相同，A项不选；同位素的质子数相同，B项不选；同位素的化学性质几乎完全相同，C项不选；同位素质子数相同，中子数不同，则质量数不同，D项选。
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（2）下列各组中的两种微粒，互为同位素的是 ，互为同素
异形体的是 （填字母）。
a.1 O和2 O
b.D2和T2
c X和 Y
d.16O2和18O3
e M和 M
e
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解析：a.1 O 和2 O是两种不同的水分子；b.D2和T2是两种不同的氢分子；c X的质子数为19、中子数为40－19＝21 Y的质子数为20、中子数为40－20＝20 X和 Y是两种不同的核素；d.16O2和18O3是氧元素形成的两种不同的单质，两者互为同素异形体；e M和 M互为同位素。
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（3）氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素 16O、17O、18O相互结
合为水，可得水分子的种数为 ；所得水分子的相对分
子质量有 种。
18
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解析：1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，由1H、2H、3H与16O、17O、18O结合成的水分子中2个氢原子可能为2个1H、2个2H、2个3H、1个1H和1个2H、1个1H和1个3H、1个2H和1个3H，共6种，与3种不同的氧原子结合成的水分子共6×3＝18种；这些水分子中相对分子质量最小的水分子为1 O（相对分子质量为18）、相对分子质量最大的水分子为3 O（相对分子质量为24），所得水分子的相对分子质量有18、19、20、21、22、23、24，共7种。
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（4）据报道，科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H
原子核和2个电子构成的。则这种粒子是 （填字母）。
a.氢的一种新同位素
b.核电荷数为3的一种新元素
c.H2的一种同素异形体
d.比一个1H2多一个氢原子核的离子
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解析：科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的，该粒子可以表示为1 。该粒子不是原子，不是氢的一种新同位素，a项不选；该粒子不是一种新元素，b项不选；该粒子带1个单位的正电荷，不是单质，不是H2的同素异形体，c项不选；该粒子与1H2比，都有2个电子，比1H2多一个氢原子核，d项选。
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13. 请按要求填空：
（1）简单原子的原子结构可用如图形象地表示：
其中“ ”表示质子或电子，“ ”表示中子，则下列有关①
②③的叙述正确的是 （填字母，下同）。
A. ①②③是三种不同的核素
B. ①②③具有相同的质量数
C. ①②③互为同位素
D. ①②③核外电子数不同
AC
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解析：A项，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，是氢元素的三种核素，正确；B项，由于中子数不同，因此三者的质量数不同，错误；C项，三种核素均为H元素，互为同位素，正确；D项，同位素的质子数相同，因此电子数也相同，错误。
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（2）科学家已发现一种新型氢分子（H3），则相同条件下，等
质量的H3和H2相同的是 。
A. 分子数 B. 原子数
C. 体积 D. 电子数
BD
解析：A项，分子数之比等于2∶3，不符合题意；B项，两种物质均由H原子构成，因此等质量的两种物质所含的H原子个数相等，符合题意；C项，相同条件下，H3与H2的体积之比等于分子数之比等于2∶3，体积不同，不符合题意；D项，H原子数相同，电子数也相同，符合题意。
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（3）微粒AXn＋核外有a个电子，则它的核内中子数为 。
解析：AXn＋核外有a个电子，因此AX核外有a＋n个电子，质子数＝a＋n，即中子数＝A－a－n。
A－a－n
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（4）与10 g D2O含有相同电子数的NH3在标准状况下的体积
是 。
解析：D2O的相对分子质量为20，10 g D2O为0.5 mol，1个氨分子和1个D2O分子均含有10个电子，因此含相同电子数时氨气的物质的量为0.5 mol，即在标准状况下的体积是11.2 L。
11.2 L
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（5）已知：2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑，将23 g钠与过量的重
水（D2O）反应，产生气体的质量是 。
解析：23 g钠的物质的量为 1 mol，生成0.5 mol D2，D2的相对分子质量为4，因此产生气体的质量为2 g。
2 g
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14. 科学研究表明，月球上有丰富的 He资源，可开发用作未来的新
型能源。
（1 He的中子数是 He与 He互称为 。
1
同位素
解析： 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互称为同位素。
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（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。
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2
解析：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推断出α粒子含有2个中子。
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（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 。
1
He
解析： He有2个质子和1个中子 He有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1 He有2个质子和2个中子，与α粒子有相同的质子数和中子数。
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（4）利用核聚变发电，3He是最安全的最清洁的能源，地球上3He
仅有15吨左右。月球上的3He最保守估计可供全世界开采500
年。地球上的氦元素主要以4He形式存在，而月球土壤中吸
附着数百万吨3He。下列说法正确的是 （填序号）。
①3He、4He的化学性质基本相同
②3He、4He具有相同的中子数
③3He核聚变是化学变化
④3He液化是物理变化
⑤3He和4He组成的气体单质，在相同条件下密度比为3∶4
①④⑤
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解析：同位素的化学性质相同，而物理性质不同，则①正确，②错误；化学变化是有新物质生成的变化，不涉及原子核的变化，核聚变属于核反应，不属于化学变化，③错误；3He液化没有新物质的生成，是物理变化，④正确；相同条件下，不同气体的密度之比等于摩尔质量之比，⑤正确。
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感谢欣赏
THE END
