2024新教材高中化學(xué)第四章第一節(jié)第三課時核素教案新人教版必修第一冊

PAGE8-第三課時核素[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解核素、同位素的概念。2.知道eq\o\al(A,Z)X的含義。學(xué)生自主學(xué)習(xí)核素1.概念具有肯定數(shù)目eq\o(□,\s\up4(01))質(zhì)子和肯定數(shù)目eq\o(□,\s\up4(02))中子的一種原子。2.核素的表示方法即：eq\o\al(A,Z)X表示eq\o(□,\s\up4(05))質(zhì)量數(shù)是A，eq\o(□,\s\up4(06))質(zhì)子數(shù)是Z的X原子。3.實(shí)例——?dú)涞娜N核素同位素1.概念質(zhì)子數(shù)相同而eq\o(□,\s\up4(01))中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為eq\o(□,\s\up4(02))同位素，即同一元素的不同核素互稱為同位素。2.特點(diǎn)——兩同兩不同(1)兩同：eq\o(□,\s\up4(03))質(zhì)子數(shù)相同，元素相同。(2)兩不同：eq\o(□,\s\up4(04))中子數(shù)不同，eq\o(□,\s\up4(05))質(zhì)量數(shù)不同。3.性質(zhì)(1)同位素在周期表里占據(jù)eq\o(□,\s\up4(06))同一位置。(2)同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。(3)自然存在的同位素，相互間保持肯定的比率。4.用途eq\o(□,\s\up4(07))eq\o\al(14,6)C在考古工作中用于測定文物的年頭；eq\o\al(235,92)U用于制造原子彈、核發(fā)電；eq\o(□,\s\up4(08))eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H用于制造氫彈等。原子的相對原子質(zhì)量與元素的相對原子質(zhì)量1.原子的相對原子質(zhì)量＝eq\f(一個該原子的質(zhì)量,一個12C原子質(zhì)量×\f(1,12))。2.元素的相對原子質(zhì)量，是依據(jù)該元素各種核素所占的肯定百分比計算出的平均值。1.質(zhì)量數(shù)相同的原子肯定屬于同種元素嗎？提示：不肯定屬于同種元素。質(zhì)子數(shù)相同的原子屬于同一種元素，而質(zhì)量數(shù)相同的原子不肯定屬于同種元素，如eq\o\al(14,6)C和eq\o\al(14,7)N。2.X元素原子的質(zhì)量數(shù)為m，核內(nèi)中子數(shù)為n，則agX含有的電子的物質(zhì)的量是多少？提示：eq\f(a,m)(m－n)mol。3.18O2和16O2互為同位素嗎？提示：不是，同位素指的是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子，這兩種微粒屬于分子，是同一種物質(zhì)。4.互為同位素的不同核素的物理性質(zhì)不同，而它們的化學(xué)性質(zhì)為什么幾乎完全相同？提示：互為同位素的不同核素其原子的電子層結(jié)構(gòu)相同，故它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。課堂互動探究學(xué)問點(diǎn)一構(gòu)成原子的粒子1已知氮原子的質(zhì)量數(shù)為14，在NH3D＋中，電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之比為()A.10∶7∶11 B．11∶11∶8C.11∶10∶8 D．10∶11∶8[批注點(diǎn)撥][解析]氮原子的質(zhì)子數(shù)為7，已知其質(zhì)量數(shù)為14，則其中子數(shù)為7，NH3D＋的質(zhì)子數(shù)為7＋4＝11，電子數(shù)為11－1＝10，H中不含中子，D中含1個中子，故NH3D＋的中子數(shù)為7＋1＝8，則電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之比為10∶11∶8，故D正確。[答案]D[練1]eq\o\al(A,Z)X與eq\o\al(A＋1,Z)X＋兩種微粒，下列敘述正確的是()A.肯定都是由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成的B.化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同C.質(zhì)子數(shù)肯定相同，質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)肯定不相同D.核電荷數(shù)和核外電子數(shù)肯定相同答案C解析若eq\o\al(A,Z)X為eq\o\al(1,1)H，原子核內(nèi)則沒有中子，故A錯誤；eq\o\al(A,Z)X與eq\o\al(A＋1,Z)X＋核外電子數(shù)不同、化學(xué)性質(zhì)不同，故B錯誤；eq\o\al(A,Z)X的質(zhì)子數(shù)為Z，質(zhì)量數(shù)為A，中子數(shù)為A－Z，而eq\o\al(A＋1,Z)X＋的質(zhì)子數(shù)為Z，質(zhì)量數(shù)為A＋1，中子數(shù)為A＋1－Z，故C正確；eq\o\al(A,Z)X的核外電子數(shù)為Z，eq\o\al(A＋1,Z)X＋的核外電子數(shù)為Z－1，故D錯誤。[練2]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－里含有電子的物質(zhì)的量為()A.eq\f(mM－n,M)mol B.eq\f(M－n－2,Mm)molC.eq\f(mM－n－2,M)mol D.eq\f(mM－n＋2,M)mol答案D解析R2－含有電子數(shù)為(M－n＋2)個，mgR2－的物質(zhì)的量為eq\f(m,M)mol，則mgR2－含有電子的物質(zhì)的量為eq\f(mM－n＋2,M)mol。方法規(guī)律質(zhì)量數(shù)的應(yīng)用(1)在計算時可以用質(zhì)量數(shù)代替原子的相對原子質(zhì)量，如eq\o\al(1,1)H2的相對分子質(zhì)量為2，eq\o\al(2,1)H2的相對分子質(zhì)量為4。(2)依據(jù)中子數(shù)＋質(zhì)子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)，利用質(zhì)量數(shù)計算原子的中子數(shù)或質(zhì)子數(shù)。學(xué)問點(diǎn)二元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)分和聯(lián)系1.區(qū)分2.聯(lián)系2重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料，下列說法錯誤的是()A.氘(D)原子核外有1個電子B.1H與D互為同位素C.H2O與D2O互為同素異形體D.1Heq\o\al(18,2)O與Deq\o\al(16,2)O的相對分子質(zhì)量相同[批注點(diǎn)撥][解析]同素異形體是指同種元素形成的性質(zhì)不同的單質(zhì)，H2O和D2O為化合物，故C錯誤。[答案]C[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(xué)性質(zhì)幾乎完全相同答案B解析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；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，同理，eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca互為同位素其物理性質(zhì)不同但化學(xué)性質(zhì)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。[練4]下列各組微粒互為同位素的是()①16O2和18O2②H2和D2③eq\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O④1Heq\o\al(18,2)O和2Heq\o\al(16,2)O⑤eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)ClA.①②B．③⑤C．④D．②③答案B解析同位素是原子和原子之間的互稱，①②④均不是原子，只有③⑤是原子，而且質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，符合同位素的定義。方法規(guī)律(1)同位素中“同位”指幾種核素的質(zhì)子數(shù)相同，在元素周期表中占據(jù)同一個位置。同位素屬于同一種元素，但不是同種原子。例如：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H是三種不同的原子，但都是氫元素。(2)同種元素可以有多種不同的核素，所以元素的種類數(shù)遠(yuǎn)小于原子的種類數(shù)。本課歸納總結(jié)1.元素種類由質(zhì)子數(shù)確定，核素種類由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)共同確定。2.具有肯定數(shù)目質(zhì)子和肯定數(shù)目中子的一種原子叫做核素。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子，互稱同位素，同位素間的化學(xué)性質(zhì)基本相同，物理性質(zhì)不同。3.元素周期表中的相對原子質(zhì)量是指元素的平均相對原子質(zhì)量，而不是該元素的某種核素的相對原子質(zhì)量。學(xué)習(xí)效果檢測1.下表符號中“2”的含義正確的一組是()答案B解析eq\o\al(2,1)H中2表示質(zhì)量數(shù)，2He中2表示質(zhì)子數(shù)，Cl2中2表示含有2個氯原子，Ca2＋中的2表示帶2個正電荷。2.諾貝爾化學(xué)獎得主GerhardErtl對金屬Pt表面催化CO氧化反應(yīng)的模型進(jìn)行了深化探討。下列關(guān)于eq\o\al(202,)eq\a\vs4\al(78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的說法正確的是()A.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的質(zhì)子數(shù)相同，互稱為同位素B.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的中子數(shù)相同，互稱為同位素C.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的核外電子數(shù)相同，是同一種核素D.eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt的質(zhì)量數(shù)不同，不能互稱為同位素答案A解析依據(jù)同位素定義“質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的核素互為同位素”推斷，A項正確，B、D兩項錯誤；eq\o\al(202,78)Pt和eq\o\al(198,78)Pt是Pt的兩種核素，C項錯誤。3.下列描述中，不正確的是()A.14N與15N具有相同的質(zhì)子數(shù)B.18O和17O具有相同的電子數(shù)C.18O和19F具有相同的中子數(shù)D.12C與13C具有相同的質(zhì)量數(shù)答案D解析14N與15N的質(zhì)子數(shù)都是7；18O和17O的電子數(shù)都是8；18O和19F的中子數(shù)都是10；12C與13C的質(zhì)量數(shù)分別為12和13。4.有六種微粒，它們分別是eq\o\al(40,19)M、eq\o\al(40,20)N、eq\o\al(40,18)X、eq\o\al(40,19)Q＋、eq\o\al(40,20)Y2＋、eq\o\al(40,17)Z－，它們所屬元素的種類為()A.3種B．4種C．5種D．6種答案B解析質(zhì)子數(shù)確定元素的種類，eq\o\al(40,19)M、eq\o\al(40,19)Q＋是K元素形成的微粒，eq\o\al(40,20)N、eq\o\al(40,20)Y2＋表示Ca元素形成的微粒；eq\o\al(40,18)X表示Ar原子，eq\o\al(40,17)Z－表示Cl－。5.簡潔原子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖形象地表示：其中“”表示質(zhì)子或電子，“”表示中子，則下列有關(guān)①②③的敘述正確的是()A.①②③互為同素異形體B.①②③互為同位素C.①②③是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子D.①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)答案B解析由題圖可知三個原子的質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)相同，而中子數(shù)不同，所以三者互為同位素，同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。6.我國聞名化學(xué)家張青蓮教授測定的銻元素的相對原子質(zhì)量為121.760，被國際原子量委員會采納為國際新標(biāo)準(zhǔn)。已知銻有兩種以上自然同位素，則121.760是()A.依據(jù)銻的各種自然同位素的質(zhì)量數(shù)與這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值B.依據(jù)銻的各種自然同位素的相對原子質(zhì)量與這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值C.一個銻原子的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值D.銻元素的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值答案B解析元素的相對原子質(zhì)量是依據(jù)各種自然同位素的相對原子質(zhì)量和這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值。7.用A.質(zhì)子數(shù)B．中子數(shù)C．核外電子數(shù)D．最外層電子數(shù)E．電子層數(shù)，填寫下列空格(用字母代號填寫)：(1)同位素種類由________確定。(2)元素種類由________確定。(3)某元素有無同位素由________確定。(4)核素相對原子質(zhì)量由________確定。(5)主族元素的化學(xué)性質(zhì)主要由________確定。(6)核電荷數(shù)由________確定。(7)堿金屬原子失電子實(shí)力相對強(qiáng)弱由________確定。(8)原子得失電子實(shí)力相對強(qiáng)弱由________確定。答案(1)A、B(2)A(3)B(4)A、B(5)D(6)A(7)E(8)D、