1、知識點50：對核反響的四種類型的考查知識回憶原子核的組成卜一3-(Wg)T質子的發現：BN+iHu-'o+in)f(中子的發現：Bi/Hc+同放射性同位素*Ta1+；h一2P+M徵a+%.廣C質能方程F=儂7)-SSD-4核裂變I*U；n一唱Ba+舞Kr+3QT輕核聚變；蟲+泣豺加+)二1衰變及核反響方程的書寫和核能的計算(i)原子核的衰變衰變實質：“衰變是原子核中的2個質子和2個中子結合成一個氨核并射出；3衰變是原子核中的中子轉化為一個質子和一個電子,再將電子射出；丫衰變伴隨著a衰變或3衰變同時發生,不改變原子核的質量數與電荷數,以光子形式釋放出衰變過程中產生的能量.衰變的快慢由原子

2、核內部因素決定,跟原子所處的物理、化學狀態無關；半衰期是統計規律,對個別、少數原子無意義.(2)核反響方程的書寫核反響過程一般不可逆,所以核反響方程中用“一'表示方向而不能用等號代替.核反響方程遵循質量數、電荷數守恒,但核反響前后的總質量一般會發生變化(質量虧損)且釋放出核能.核反響的生成物一定要以實驗為根底,不能只依據兩個守恒規律憑空杜撰出生成物來寫核反響方程.核能的計算方法根據愛因斯坦質能方程,用核反響的質量虧損的千克數乘以真空中光速C的平方,即AE=Amg(J).根據i原子質量單位U相當于931.5兆電子伏MeV能量,用核反響的質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV,即AE

3、=Am；93L5MeV如果核反響時釋放的核能是以動能形式呈現,那么核反響過程中系統動能的增量即為釋放的核能規律方法核能的計算方法21根據愛因斯坦質能方程,用核反響的質量方損的千克數乘以真空中光速c的平方,即AE=Am?J;2根據1原子質量單位u相當于931.5兆電子伏MeV能量,用核反響的質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV,即AE=AmX931.5MeV;3如果核反響時釋放的核能是以動能形式呈現,那么核反響過程中系統動能的增量即為釋放的核能.例題分析【例1】2021年高考課標全國卷n在以下描述核反響過程的方程中,屬于a衰變的是,屬于3衰變的是,屬于裂變的是,屬于聚變的是.填正確答案標

4、號A九+%B.15P-36s+01eC.292-234Th+2HeD.17N+2He-o+IhE.292u+0n-140Xe+34Sr+21n_3241F.1H+1HH2He+on【答案】CABEF【解析】天然放射性元素自發地放出,粒子即氮核中的衰變屬于q衰變夕放出§粒子的衰變屬于#衰變二重核分裂成幾個中等質量原子核的現象為核裂變F羥原子核聚合成較重原子核的反響為核聚變.【例2】多項選擇關于核反響方程290Th一234Pa+X+ARAE為釋放出的核能,X為新生成粒子,290Th的半衰期為T,那么以下說法正確的選項是234A.91Pa沒有放射性B.294Pa比7Th少1個中子,X粒子是

5、從原子核中射出的,此核反響為3衰變C.N0個234Th經2T時間因發生上述核反響而放出的核能為4NqABN0數值很大D.290Th的比結合能為巖234234E.290Th的化合物的半衰期等于T【答案】BCE【解析】電荷數大于83的都有放射性,A錯誤；X粒子是3粒子,它是由中子衰變成一個質子和電子,所以此核反響為3衰變,B正確；有半數原子核發生衰變的時間為半衰期,Nq個23141Th經2T時間有jNo個第3Th發生了衰變,故放出的核能為4N0AE,C正確；根據比結合能的定義可知D錯誤；半盤期只與原子核有關,與元素所處狀態無關,E正確.學專題練習1 .兩彈一星可以說長了中國人的志氣,助了中國人的威

6、風.以下核反響方程中,屬于研究兩彈的根本核反響方程的是N+H-*；O+H$U+n一也Sr+由Xe+10n飛g哎Th+HeH+HRHe+nA.B.C.D.【答案】C【解析】兩彈指原子彈和氫彈,原子彈的核反響方程是鈾核裂變,正確.氫彈的核反響方程是輕核聚變,正碉,所以,選項C正碉.2.2021年9月3日,朝鮮不顧國際社會強列反對進行第六次核試驗.以下核反響方程中,屬于“衰變的是A.17N+2He-17O+1hB.292u234Th+2HeC.2H+3H2He+0nD.234Th-234Pa+0e【答案】B【解析】A選項為盧瑟福發現質子的核反響,為人工轉變,B選項為“衰變,C選項為輕核聚變；D選項為

7、3衰變.BE3.放射性原子核匕U經3次a衰變和2次3衰變后,新原子核中含有的中子數是A.226B.138C.92D.88【答案】B4£3226【解析】由衰變方程£UR31He+2-e+-Ra知,原子核判Ra中含有22688=138個中子,B項正確.4.軌道電子俘獲EC是指原子核俘獲了其核外內層軌道電子所發生的衰變,如鈕缶V俘獲其K軌道電子后變為鈦*,同時釋放一個中微子飛,方程為君V+e一力Ti+電關于上述軌道電子俘獲,以下說法中正確的選項是A.原子核內一個質子俘獲電子轉變為中子B.原子核內一個中子俘獲電子轉變為質子C.原子核俘獲電子后核子數增加D.原子核俘獲電子后電荷數增加

8、【答案】A【解析】由核反響方程,軌道電子俘獲后,電荷數減少,質量數不變,故B、C、D錯,A正確.5.現有三個核反響：14155Ba+以下說法正確的選項是A.是裂變,是3衰變,是聚變B.是聚變,是裂變,是3衰變C.是3衰變,是裂變,是聚變D.是3衰變,是聚變,是裂變【答案】C【解析】原子核自發地放出某種粒子后成為新的原子核,叫做衰變,為衰變.原子序數較大的重核分解成原子奔數較小的原子核,叫做重核裂變J為裂變.原子序數很小的原子核聚含成原子序數較大的原子核,叫做輕核聚變,為聚變.所以C選項正確6.2006年美國和俄羅斯的學家利用盤旋加速器,通過兆Ca轟擊內Cf銅249發生核反響,成功合成第118號

9、元素,這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數最大的元素.實驗說明,該元素的原子核先放出3個相同的粒子X,再連續經過3次“衰變后,變成質量數為282的第112號元素的原子核,那么上述過程中粒子X是A.中子B.質子C.電子D.a粒子【答案】A297謝【解析】由于最終經3次a衰變變成原子核113Y,由此可知原來的核應為1H,而該核是由某原子核放出ioM招期37297了3個粒子X形成的.而受Ca和內Cf的總質子數為118,質量數為297,由此可知比Ca+WCf-必,於拿1一1H+3%,故A正確.90的路燈將采用太陽7.北京奧委會接受專家的建議,大量采用對環境有益的新技術.如奧運會場館周圍的能光伏發電

10、技術,奧運會90的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術.太陽能的產生是由于太陽內部高溫高壓條件下的核聚變反響產生的,其核反響方程是A.4-HH沁+2*e耳彳LIB. N+：He-WO+-HE5139C,或U+n一到Sr+Xe+3MD.,1U,：Th+：He【答案】A【解析】太犯內剖發生的是核聚變反響,由輕核結合成中等質量的核,B為原子核的人工轉變,C為裂變,D為衰變,故A正確8.原子核反響有廣泛的應用,如用于核電站等.在以下核反響中,屬于核裂變反響的是1 ；4A.二B十n-§Li+：HeB,或U1Th+He八1C. N+：He-3O+-HS3-Kr3n聲I用D.匕U+fn-"

11、;Ba+【答案】D【解析】裂變是重核俘獲中子后變成中等質量的原子核,同時還要放出幾個中子,應選項D正確.2249 .關于核反響方程：H+：H»He+X,以下說法中正確的選項是A. X是,該核反響屬于聚變B. X是：H,該核反響屬于裂變C. X是,該反響中的核燃料是當前核電站采用的核燃料D. X是：H,該反響中的核燃料是當前核電站采用的核燃料【答案】A【解析】由質量數和電荷數守恒知X是中子,輕核發生聚變,當前核電站采用的核燃料是鈾235,故A正確10 .一個Eu原子核在中子的轟擊下發生一種可能的裂變反響的裂變方程為2；U+3n-X+的Sr+23n,那么以下表達正確的選項是A.X原子核中

12、含有86個中子B.X原子核中含有141個核子C,由于裂變時釋放能量,根據E=mc2,所以裂變后的總質量數增加D.由于裂變時釋放能量,出現質量虧損,所以生成物的總質量數減少【答案】A【解析】X原子核中的核子數為235+194+2=140個,B錯誤；中子數為1409238=86個,A正確；裂變時釋放能量,出現質量虧損,但是其總質量數是不變的,C、D錯誤.11 .在以下四個核反響中,X表示中子的是,屬于原子核的人工轉變的是ifq二A.N+,He-WO+XB.召Al+3He-君P+XC.十十-1+,He+X35北135D,：U+X-環Sr+乂Xe+10X【答案】BCDAB【解析1在核反響中M不管是什么

13、類型的核反響J都遵守電荷數守恒和質量數守恒,據此,可以判斷未知粒子屬于什么粒子,在A中,未知粒子的質量數為：U+4=l?+x,工=1,其電荷數為：7+2=S+y,y二L即未知粒子是質子對3未知粒子的質量數：27+4=30+xfx=1?其電荷數為：13+2=15+力¥二.,所以是中子4口孑對C,未知粒子的質量數為12+3=4+x,x=l,電荷數為1l+l=2+y,y=3也是中子"上對D,未失啦子質量數為235+義二%+6+1口右x=b電荷數為：92+¥=38+54+10y,y=0,也是中子.,故方程中X是中子的核反響為B、C、D,其中A、B為原子核的人工轉變.12.

14、多項選擇能源是社會開展的根底,開展核能是解決能源問題的途徑之一.以下釋放核能的反響方程中,表述正確的選項是A.:H+：H*He+,n是核聚變反響B. ；H+：H*He+是3衰變陰144II1C. yU十°n一與Ba+需Kr+30n是核裂變反響D. KU+On-MXe+Sr+2M是“最變【答案】AC【解析】A項為輕核聚變,3衰變的實質為一個中子轉化為一個質子后釋放出一個電子,選項B錯誤；“衰變的實質是釋放氮核a粒子,而D項是重核裂變,并未釋放a粒子,選項D錯誤,正確選項為A、C.13.多項選擇以下說法中正確的有事里A.式:Th核的比結合能比UU核的大B.天然放射現象的發現,揭示了原子的

15、核式結構C.氫原子從激發態向基態躍遷只能輻射特定頻率的光子用D.1.01024個匕U核經過兩個半衰期后還剩1.0X06個【答案】AC【解析】結合能與核子數的比值,即為比結合能,由比結合能可知,當質量數大于5s時,比結合能隨著質量數的增加而減小,所以上油核的大,A正確厘天然放射現象的爰現,揭示了原子核具有復雜結構,B錯誤；從激發態向基態躍遷,育總級差一定的,只能輻射特定頻率的光子,C正確,10冥】P個年U核經過兩個半衰期后還剩.-25幻0、個沒有衰變,故D錯誤.:H+：Hf?He+,EGSr+Xe+10nH+HHe+n短+小期+&e+10：n14 .多項選擇兩彈一星可以說長了中國人的志氣

16、,助了中國人的威風,以下關于原子彈和氫彈說法正確的選項是A.原子彈是根據輕核聚變原理,根本核反響方程式B.原子彈是根據重核的裂變原理,根本核反響方程式C.氫彈是根據輕核聚變原理,根本核反響方程式D.氫彈是根據重核的裂變原理,根本核反響方程式【答案】BC【解析】原子彈是根據重核的裂變原理,根本核反響方程式iU+M一鬻Sr+MXe+10Cn,A錯誤,B正確；氫彈是根據輕核聚變原理,根本核反響方程式Ih+HR;He+3n,C正確,D錯誤.學15 .多項選擇關于核聚變,以下說法正確的選項是A.與裂變相比輕核聚變輻射極少,更為平安、清潔B.世界上已經有利用核聚變來發電的核電站C.要使輕核發生聚變,必須使

17、它們的距離到達10一15m以內,核力才能起作用D.地球聚變燃料的儲量十分豐富,從海水中可以提煉出大量核聚變所需的笊核【答案】ACD【解析】與裂變相比,核聚變有下面的幾個優勢：(1)平安、清潔、輻射少；(2)核燃料儲量多；(3)核廢料易處理.但核聚變發電還沒有投入實際運行.所以B項是不正確的16 .兩個笊核聚變產生一個中子和一個氨核,笊核質量mD=2.0136u,氨核質量mHe=3.0150u,中子質量mn=1.0087u.計算釋放出的結合能；(2)假設反響前兩笊核的動能均為Ek0=0.35MeV,它們正撞發生聚變,且反響后釋放的核能全部轉變為動能,那么反響產生的氨核和中子的動能各為多大？【答案

18、】(1)3.26MeV(2)0.99MeV2.97MeV【解析】核反響方程為工反響質量虧損皿-眸二0一.035u.由質能方程得釋放核能AE=Amx931.5MeV=00031.526MAC(2)將兩抗核作為一個系統,由動量守恒有.=叫四&+皿¥=1I由能量守恒有：5皿營捻+2皿6=AZ4-2E川由代入數據可得Ek=0.99MeV；E上17.一個中子轟擊鈾核(U)可裂變生成鋼(專Ba)和氟聲Kr),士U、%Ba、*Kr和中子的質量分別是235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u,寫出鈾裂變反響方程,并計算235g的235U裂變時放出的能量.(Na=

19、6.02X|023mol1)【答案】見解析【解析】據質量數和電荷數守恒可得該核反響方程為：WU+n一噌Ba+鳥Kr+3n;反響前后質量虧損為：Am=(235.0439+1.0087140.913991.89733M.0087)u=0.2153u根據愛因斯坦質能方程AE=Am(2可以求出釋放能量為：AE=Am*=0.2153X931.5MeV=2X2(MeV235g鈾235的摩爾數為n=1;235g鈾235個數為N=1X6.021023=6.02M023個；因此235g鈾235完全裂變時釋放的能量E=NAE=6.02X1023x2X102MeV=1.204X1026MeV.18.現有的核電站常用

20、的核反響之一是2351134cKU+Cn一加Nd+r+30n+8-Ie+丫(1)核反響方程中的#是反中微子,它不帶電,質量數為零,試確定生成物錯(r)的電荷數與質量數.(2)鈾核的質量為235.0439u,中子的質量為1.0087u,鉉(Nd)核的質量為142.9098u,錯核的質量為89.9047u,試計算1kg鈾235裂變釋放的能量為多少？(1u質量相當于931.5MeV的能量,且1u=1.66061027kg,不計電子的質量)【答案】(1)4090(2)8.11013J【解析】解的電荷數Z=92-60+8=40,質量數A=236-146=90,(7)1kg鈾235中鈾核的個數為n二1235c439ML6606X工岡廬(個不計電子質量,1個鈾235核裂變產生的質量虧損為Am=0-212u；釋放的能量為0.212x931,5MA-197.5那么1kg鈾2充完全裂變釋放的能量為E=nAE=2.56xl(p*xl9