2019屆二輪復習對核反應的四種類型的考查學案全國通用

知識點50：對核反應的四種類型的考查知識回顧［原子核的組成卜一Hs衰變再一得Y+：He］/ 天然頗現象人工

轉變一索瞿 衰變-Xf衰Y+一閃天然頗現象人工

轉變, 、L（7輻射）L■（半衰期）廠（質子的發(fā)現：片N+；He-%6而T中子的發(fā)現：泳e+；He一1孱曲放射性同位素：；：Al+；He—：?P+M由一瓶十%廠（質能方程：￡=m/）-4HD--《重核裂變：嗡U+停一/Ba+黑Kr+3］：T輕核聚變:汩+；H-；He+M:衰變及核反應方程的書寫和核能的計算（1）原子核的衰變①衰變實質：a衰變是原子核中的2個質子和2個中子結合成一個氮核并射出；P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；>衰變伴隨著a衰變或P衰變同時發(fā)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.②衰變的快慢由原子核內部因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對個別、少數原子無意義.⑵核反應方程的書寫①核反應過程一般不可逆，所以核反應方程中用“一表示方向而不能用等號代替.②核反應方程遵循質量數、電荷數守恒，但核反應前后的總質量一般會發(fā)生變化質量虧損）且釋放出核能.③核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能只依據兩個守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程.⑶核能的計算方法①根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即AE=Amc2（J）.②根據1原子質量單位 相當于931.5兆電子伏 能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數MeV乘以931.5MeV,即AE=Amx931.5MeV.③如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能規(guī)律方法核能的計算方法⑴根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即AE=Amc2（J）；（2）根據1原子質量單位（u）相當于931.5兆電子伏（MeV）能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV,即AE=Amx931.5（MeV）；⑶如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能.例題分析【例1】（2016年高考?課標全國卷H）在下列描述核反應過程的方程中，屬于a衰變的是 ，屬于萬衰變的是 ，屬于裂變的是 ，屬于聚變的是 .（填正確答案標號）A.16C^14N+J3eB.32P—32S+0e15 16-1C.298U^294Th+4HeD.14N+2He^17Q+1HE.292U+in^144Xe+98Sr+20nF.；H+2H—2He+0n【答案】CABEF1解析】天然放射性元素自發(fā)地放出就立子很口氮核汨修的衰變屬于胃衰變；放出戶粒子的衰變屬于R衰變：重核分裂成幾個中等質量原子核的現象為核裂變；輕原子核聚合成較重原子核的反應為核聚變.【例2】（多選）關于核反應方程290ThT9；Pa+X+AE（AE為釋放出的核能，X為新生成粒子），已知290Th的半衰期為T，則下列說法正確的是（）A.294Pa沒有放射性B.234Pa比290Th少1個中子，X粒子是從原子核中射出的，此核反應為B衰變3C.N0個294Th經2T時間因發(fā)生上述核反應而放出的核能為4N0AE（N0數值很大）D.294Th的比結合能端4E.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粒子是小粒子，它是由中子衰變成一個質子和電子，3所以此核反應為B衰變，B正確；有半數原子核發(fā)生衰變的時間為半衰期，N0個290Th經2T時間有3N0個290、、 3Th發(fā)生了衰變，故放出的核能為3，0AEC正確；根據比結合能的定義可知D錯誤；半衰期只與原子核有關，與元素所處狀態(tài)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，助了中國人的威風.下列核反應方程中，屬于研君兩彈”的基本核反應方程的是（）①'N+He—O+H②二-U+n—,Sr+、Xe+10n③二-U—<Th+He④H+H—He+nA.①② B.②③C.②④ D.③④【答案】C【解析】:兩彈出旨原子彈和氫彈，原子彈的核反應方程是鈾核裂變，②正確J氫彈的核反應方程是輕核聚變,④正確，所以選項C正確.2.2017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.下列核反應方程中，屬于a衰變的是（）A.13N+3He—17O+1H B.292U—290Th+2HeC.2H+3H—4He+jn D^Th—291Pa+_?e【答案】B【解析】A選項為盧瑟福發(fā)現質子的核反應，為人工轉變，B選項為a衰變，C選項為輕核聚變；D選項為P衰變.琰3.放射性原子核二U經3次a衰變和2次p衰變后，新原子核中含有的中子數是（）A.226 B.138C.92 D.88【答案】B23H 4 p226 226【解析】由衰變方程.:U—3，He+2：e+二Ra知，原子核二Ra中含有226—88=138（個）中子，B項正確..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(fā)生的衰變，如釩「SV）俘獲其K軌道電子后變?yōu)殁仯i）,同時釋放一個中微子ve，方程為學&V+-5e—3Ti+ve.關于上述軌道電子俘獲，下列說法中正確的是（）A.原子核內一個質子俘獲電子轉變?yōu)橹凶覤.原子核內一個中子俘獲電子轉變?yōu)橘|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【答案】A【解析】由已知核反應方程，“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..現有三個核反應：①二Na—=Mg+-:e邱1 141 『②~U+-n—■:Ba+--Kr+3-n③[H+-H―-He+-n下列說法正確的是（）A.①是裂變，②是P衰變，③是聚變B.①是聚變，②是裂變，③是P衰變C.①是p衰變，②是裂變，③是聚變D.①是p衰變，②是聚變，③是裂變【答案】C【解析】原子核自發(fā)地放出某種粒子后成為新的原子核，叫做衰變，①為衰變.原子序數較大的重核分解成原子序數較小的原子核，叫做重核裂變，②為裂變.原子序數很小的原子核聚合成原子序數較大的原子核，叫做輕核聚變，③為聚變.所以C選項正確±3 3496.2006年美國和俄羅斯的學家利用回旋加速器，通過；：Ca轟擊”Cf（锎249）發(fā)生核反應，成功合成第118號元素，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.實驗表明，該元素的原子核先放出3個相同的粒子X,再連續(xù)經過3次a衰變后，變成質量數為282的第112號元素的原子核，則上述過程中粒子X是（）B.質子AB.質子C.電子D.C.電子【答案】A2P7 S4249 257 297:Cl；,【解析】由于最終經3次a衰變變成原子核二;Y,由此可知原來的核應為匚，而該核是由某原子核放出了3個粒子X形成的.而二-Ca和：Cf的總質子數為118,質量數為297,由此可知249 257 297:Cl；,S4——：+3：n,故A正確.7.北京奧委會接受專家的建議，大量采用對環(huán)境有益的新技術.如奧運會場館周圍的90的路燈將采用太陽能光伏發(fā)電技術，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應產生的，其核反應方程是（）4-H^-He+2-e14 4r1N+:He—：O+-HC.二U+:n—；Sr+；Xe+3:n現234 4D.二U-=:Th+-He【答案】A【解析】太陽內部發(fā)生的是核聚變反應，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，故且正確8.原子核反應有廣泛的應用，如用于核電站等.在下列核反應中，屬于核裂變反應的是（）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"10 1 ■? 4A.:B+:n-Li+-He234 4B.二U-；：Th+-He14 4 1-iN+:He—：O+-H\o"CurrentDocument"邱1 39 -"U+-n—-Ba+--Kr+3-n【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，故選項D正確..關于核反應方程】H+-H--He+X,以下說法中正確的是（）X是:n,該核反應屬于聚變X是:H,該核反應屬于裂變X是:n,該反應中的核燃料是當前核電站采用的核燃料X是:H,該反應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(fā)生聚變，當前核電站采用的核燃料是鈾235,故A正確235 235.一個二U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應的裂變方程為二U+:n-X+W配l+2:n,則下列敘述正確的是()X原子核中含有86個中子X原子核中含有141個核子C.因為裂變時釋放能量，根據E=mc2,所以裂變后的總質量數增加D.因為裂變時釋放能量，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+1)—(94+2)=140個，B錯誤；中子數為140—(92—38)=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..在下列四個核反應中，X表示中子的是 ，屬于原子核的人工轉變的是 ^14斗17-N+-He^/+X13a1+-He^-：P+X7H+-H^-He+X235 nr135D.'U+X-；；Sr+:-Xe+10X【答案】BCDAB【解析】在核反應中，不管是什么類型的核反應，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：14+4=17+x,x=1,其電荷數為：7+2=S+y,y=b即未知粒子是質子pH)S對未知粒子的質量數：27+4=：n+x,x=l,其電荷數為：B+2=15+y, 所以是中子對5未知粒子的質量數為：2+3=4+x, 電荷數為：1+1=?+0y=0；也是中子Jn)；對D,未知粒子質量數為235+x=^i+136+lDx,x=b電荷數為：92+y=3S+54+10y,y=0,也是中子狀n),故方程中X是中子的核反應為MJ3其中A、E為原子核的人工轉變..(多選)能源是社會發(fā)展的基礎，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一.下列釋放核能的反應方程中，表述正確的是()-H+1h-三He+:n是核聚變反應-H+1h—三He+:n是0衰變邱11443g=-U+:n-■:Ba+；弓Kr+3:n是核裂變反應~U+:n—：1Xe+-2Sr+2：n是a衰變【答案】AC【解析】A項為輕核聚變，P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；a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..（多選）下列說法中正確的有（）A.二Th核的比結合能比、U核的大B.天然放射現象的發(fā)現，揭示了原子的核式結構C.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子琢D.1.0X1024個二U核經過兩個半衰期后還剩1.0X106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，當質量數大于究時，比結合能隨著質量數的增加而減小，所以寶。核的大，2正確s天然放射現象的發(fā)現，揭示了原子核具有復雜結構，B錯誤s從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，能級差一定的，只能輻射特定頻率的光子，C正確s1.。><10，工個核經過兩個半衰期后還剩口15x1（P個沒有衰變，故D錯誤.14.（多選）“兩彈一星”可以說長了中國人的志氣，助了中國人的威風，下列關于原子彈和氫彈說法正確的是（）A.原子彈是根據輕核聚變原理，基本核反應方程式［H+'H―-He+:nB.原子彈是根據重核的裂變原理，基本核反應方程式？:U+:n-：：Sr+三Xe+10：nC.氫彈是根據輕核聚變原理，基本核反應方程式［H+'：H--He+：nD.氫彈是根據重核的裂變原理，基本核反應方程式？:U+:n-；：Sr+三Xe+10：n【答案】BC【解析】原子彈是根據重核的裂變原理，基本核反應方程式.：U+：n-三：Sr+二Xe+10：n,A錯誤，B正確；氫彈是根據輕核聚變原理，基本核反應方程式：H+-H-He+：n,C正確，D錯誤.學15.（多選）關于核聚變，以下說法正確的是（）A.與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B.世界上已經有利用核聚變來發(fā)電的核電站C.要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到10-15m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氘核【答案】ACD【解析】與裂變相比，核聚變有下面的幾個優(yōu)勢：（1）安全、清潔、輻射少；（2）核燃料儲量多；（3）核廢料易處理.但核聚變發(fā)電還沒有投入實際運行.所以B項是不正確的16.兩個氘核聚變產生一個中子和一個氮核，已知氘核質量mD=2.0136u，氮核質量mHe=3.0150u，中子質量mn=1.0087u.⑴計算釋放出的結合能；（2）若反應前兩氘核的動能均為Ek°=0.35MeV,它們正撞發(fā)生聚變，且反應后釋放的核能全部轉變?yōu)閯幽埽瑒t反應產生的氮核和中子的動能各為多大？【答案】（1）3.26MeV（2）0.99MeV2.97MeV【解析】⑴核反應方程為：*H+*Ht^He+M反應質量虧損加1=亡砧一10E一岫二口.口口35u.由質能方程得釋放核能AE=Amx931.5M?V=0?i3 1.5M?V=3.26MeV口）將兩點核作為一個系統(tǒng)，由動量守恒有。=眸立箕+叫、式011由能量守恒有：2噸小見+2儂/=AZ+三口②由①②代人數據可得E在三二口.nMeV,Z^=2.57MeV17.一個中子轟擊鈾核（二-U）可裂變生成鋇（：中2）和氟（：：口），已知二-U、°Ba、、Kr和中子的質量分別是235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u,寫出鈾裂變反應方程，并計算235g的235U裂變時放出的能量.（NA=6.02x1023mol-1）【答案】見解析【解析】據質量數和電荷數守恒可得該核反應方程為：「U+n-^Ba+--Kr+3n；反應前后質量虧損為：Am=（235.0439+1.0087—140.9139—91.8973—3x1.0087）u=0.2153u根據愛因斯坦質能方程AE=Amc2可以求出釋放能量為：AE=Amc2=0.2153x931.5MeV-2x102MeV235g鈾235的摩爾數為n=」；=1；235g鈾235個數為N=1x6.02x1023=6.02x1023個;因止匕235g鈾235完全裂變時釋放的能量E=NAE=6.02x1023x2x102MeV=1.204x1026MeV.18.現有的核電站常用的核反應之一是:邱I中 1 p—,--U+:mNd+r+3-n+8-％+【⑴核反應方程中的【是反中微子，它不帶電，質量數為零，試確定生成物除r）的電荷數與質量數.（2）已知鈾核的質量為235.0439u，中子的質量為1.0087u，釹（Nd）核的質量為142.9098u，鋯核的質量為89.9047u，試計算1kg鈾235裂變釋放的能量為多少？（已知1u質量相當于931.5MeV的能量，且1u=1.6606x10-27kg,不計電子的質量）【答案】（1）4090（2）8.1x1013J【解析】U）錯的電荷數Z=92-60+S=4n,質量數A=236-146=90.（2）1kg鈾235中鈾核的個數為n= 1 235一。不計電子質量，1個鈾工勢核裂變產生的質量虧損為加1=0.212u,釋放的能量為AE=0.212x931.5 MeV,則1kg鈾2巧完全裂變釋放的能量為E=nAE=2.5