新高考物理選擇性考試B方案一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第15章第2講原子和原子核

主干梳理對(duì)點(diǎn)激活提出了原子的“棗糕模型”。原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°,也就是說它們幾乎被“撞”了回來。2.光譜 用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公 ②軌道量子化：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)③躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光(4)玻爾理論的局限性：不能解釋除氫原子之外其他原子的光譜現(xiàn)象。4.量子力學(xué)的建立及應(yīng)用(1)量子力學(xué)的建立：普朗克黑體輻射理論、愛因斯坦光電效應(yīng)理論、康普頓散射理論、玻爾氫原子理論以及德布羅意物質(zhì)波假說都成功地解釋了特定的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，但都不是統(tǒng)一的普遍性理論。這些理論中都含有普朗克常量，預(yù)示著存在統(tǒng)一描述微觀世界行為的普遍性規(guī)律，這種描述微觀世界行為的理論被稱為量子04放射性。具有放射性的元素叫05放射性元素。放射性元素放射出的射線共有射線名稱比較項(xiàng)目α射線β射線γ射線組成高速氦核流電子流光子流(高頻電磁波)帶電量-e0為零可達(dá)0.1c09C最弱較強(qiáng)對(duì)空氣的電離作用較弱(3)原子核的核電荷數(shù)=[18質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)=[19]中性原子的核外 表中的23位置相同，具有相同的24化學(xué)性質(zhì)。有25天然放射性同位素和26人工放射性同位素兩類。知識(shí)點(diǎn)3放射性元素的衰變I _2.半衰期 放射性元素的原子核有[04半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。時(shí)它要向低能級(jí)躍遷，能量以γ光子的形式輻射出來。因此γ射線經(jīng)常是伴隨a知識(shí)點(diǎn)4核反應(yīng)方程1(2)核反應(yīng)中遵循兩個(gè)守恒規(guī)律，即[01質(zhì)量數(shù)守恒和02電荷數(shù)守恒。類型可控性方程典例衰變?chǔ)了プ冏园l(fā)β衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)73Al+4He→(約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素及正電子)比較容易進(jìn)行人工控制除氫彈外無法控制③裂變的產(chǎn)物不是唯一的。對(duì)于鈾核裂變有二分裂、三分裂和四分裂形式， 2.輕核聚變 兩個(gè)輕核結(jié)合成05質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫06熱核反應(yīng)。①聚變過程放出大量的能量，平均每個(gè)核子放出的能量，比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大3至4倍。一堵點(diǎn)疏通二對(duì)點(diǎn)激活象，下列說法不正確的是()原方向前進(jìn)，因此在A位置觀察到的閃光次數(shù)最多，故A正確；少數(shù)α粒子發(fā)生錯(cuò)誤。B.巴耳末線系的4條譜線位于紅外區(qū)C.在巴耳末線系中n值越大，對(duì)應(yīng)的波長越短D.巴耳末線系的4條譜線是氫原子從n=2的能級(jí)向n=3、4、5、6能級(jí)躍解析此公式中n不可以取任意值，只能取整數(shù)，且為3,4,5,…,n為量子對(duì)應(yīng)的波長λ越短，故C正確；巴耳末線系的4條譜線位于可見光區(qū)，其余譜線位于紫外光區(qū)，故B錯(cuò)誤；巴耳末線系的4條譜線是氫原子從n=3,4,5,6能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。解析處于能級(jí)為n的大量氫原子向低能級(jí)躍遷能輻射光的種類為C,所以處于n=3能級(jí)的大量氫原子向低能級(jí)躍遷，輻射光的頻率有C3=3種，故C項(xiàng)正D.紅外線的波長比X射線的波長長解析陰極射線和β射線的本質(zhì)都是電子流，但是陰極射線的來源是原子核外的電子，而β射線的來源是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的電子，故A錯(cuò)比α射線強(qiáng)，故C正確；紅外線的波長比X射線的波長長，故D正確。C.1g釷經(jīng)過120天后還剩0.03125gD.32個(gè)釷原子核處Th經(jīng)過72天后還剩4個(gè)解析由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知衰變方程為3Th→外Pa+Ye,是β衰C.80+6n→M+IH,M為N7.(多選)鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)被定名為核裂變。1947年我國科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧在實(shí)驗(yàn)中觀察到鈾核也可以分裂為三部分或四部分。關(guān)于鈾核的裂變，下列說法正確的是()A.裂變的產(chǎn)物不是唯一的B.裂變的同時(shí)能放出2～3個(gè)或更多個(gè)中子C.裂變能夠釋放巨大能量，每個(gè)核子平均釋放的能量在裂變反應(yīng)中比在聚變反應(yīng)中的大D.裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積(即臨界體積)時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去答案ABD解析因鈾核也可以分裂為三部分或四部分，可知裂變的產(chǎn)物不是唯一的，A正確；裂變是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在裂變的同時(shí)能放出2～3個(gè)或更多個(gè)中子，這些中子再轟擊其他鈾核發(fā)生裂變，B正確；裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積(即臨界體積),鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去，D正確。在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多，但每個(gè)核子平均釋放的能量在聚變反應(yīng)中一般比在裂變反應(yīng)中的大，C錯(cuò)誤。(1)寫出2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成氦核的核反應(yīng)方程；(2)求氦核的平均結(jié)合能。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)2|H+2bn→He(2)1.09×10-12J平均結(jié)合能考點(diǎn)細(xì)研悟法培優(yōu)1.對(duì)原子躍遷條件hv=Em-En的說明(1)原子躍遷條件hv=Em-En只適用于原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(tài)(或n能級(jí))的氫原子吸收的光子能量大于(3)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差值(E=Em-En),均可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。2.躍遷中兩個(gè)易混問題(1)一群原子和一個(gè)原子氫原子核外只有一個(gè)電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，在某段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)了。(2)直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí)，有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)可能是間接躍遷。兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的。直接躍遷時(shí)輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時(shí)輻射(或吸收)的所有光子的能量和。3.氫原子躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢(shì)能與原子能量的變化規(guī)律(1)電子動(dòng)能變化規(guī)律①從公式上判斷，電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力提供向心力，即所以,隨r增大而減小。②從庫侖力做功上判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，故電子的動(dòng)能減小。反之，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，電子的動(dòng)能增大。(2)原子的電勢(shì)能的變化規(guī)律①通過庫侖力做功判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大。反之，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，原子的電勢(shì)能減小。②利用原子能量公式En=Ekn+Epm判斷，當(dāng)軌道半徑增大時(shí)，原子能量增大，電子動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大。反之，當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，原子能量減小，電子動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小。A.氫原子能級(jí)越高原子的能量越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑越大，動(dòng)能也越大B.用動(dòng)能為12.3eV的電子射向一群處于基態(tài)的氫原子，原子有可能躍遷到n=2的能級(jí)C.用光子能量為12.3eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子有可能躍遷到n=2的能級(jí)D.用光子能量為1.75eV的可見光照射大量處于n=3能級(jí)的氫原子時(shí)，氫原子不能發(fā)生電離o解題探究|(1)入射電子的能量大于能級(jí)差，原子提示：能。(2)氫原子能量越大，軌道半徑是越大還是越小?提示：越大。嘗試解答選B。根據(jù)玻爾理論，氫原子能級(jí)越高原子的能量越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑越大，根據(jù)知?jiǎng)幽茉叫?，A錯(cuò)誤；因12.3eV大于n=2能級(jí)和n=1能級(jí)的能量差10.2eV,則用動(dòng)能為12.3eV的電子射向一群處于基態(tài)的氫原子，原子有可能躍遷到n=2的能級(jí)，B正確；因12.3eV不等于n=2能級(jí)和n=1能級(jí)的能量差，則用光子能量為12.3eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，光子的能量不能被氫原子吸收，則氫原子不能躍遷到n=2的能級(jí)，C錯(cuò)誤；用光子能量為1.75eV的可見光照射大量處于n=3能級(jí)的氫原子時(shí)，由于1.75eV>1.51eV,氫原子總結(jié)升坐解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問題的注意事項(xiàng)(1)氫原子處在各能級(jí)的能量值是負(fù)值。(2)注意區(qū)分氫原子吸收光子和實(shí)物粒子的能量的條件，區(qū)分定態(tài)間躍遷和電離。(3)氫原子自發(fā)躍遷譜線條數(shù)的計(jì)算①一個(gè)n能級(jí)的氫原子躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為(n-1)。②一群n能級(jí)的氫原子躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)：b.利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況—一畫出，然后相加。1,2,3,…),其中基態(tài)能量Ei=-13.6eV,能級(jí)圖如圖所示。大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)，由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為-0.96E1,則n和可能發(fā)出的頻率最小的光子能量分別為()解析由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為-0.96E1,則△E=-0.96Ei=En-Ei,所以處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)氫原子的能量為1,即處在n=5能級(jí)；大量處于n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出的所有光子中，頻率最小的光子的能量為△E′=-0.54eV-(-0.85[變式1-2]如圖所示是氫原子的能級(jí)示意圖。當(dāng)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射一定頻率的光子，以下判斷不正確的是()A.一個(gè)處于n=3能級(jí)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)最多能發(fā)出3種不同頻率的光子B.根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能減小，核外電子動(dòng)能增大C.大量處于n=4能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，輻射的光子能量最大為12.75eVD.用能量為11.0eV的電子轟擊基態(tài)氫原子能使其躍遷到高能級(jí)答案A解析一個(gè)氫原子和一群氫原子躍遷情況不同，一個(gè)處于n=3能級(jí)的氫原子可從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)，再由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)，最多輻射兩種頻率的光子，A錯(cuò)誤；氫原子輻射光子后，由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，電子軌道半徑減小，動(dòng)能增大，總能量減小，電勢(shì)能減小，B正確；由能級(jí)躍遷條件可知，大量處于n=4能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，輻射的光子能量最大的是從n=4能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷，由hv=Em-En,可得最大能量為13.6eV-0.85eV=12.75eV,C正確；電子能量大于10.2eV,則可以使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷，D正確。1.確定衰變次數(shù)的方法則表示該核反應(yīng)的方程為(2)因?yàn)棣滤プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定a衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。2.對(duì)半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，t表示半衰期。(2)半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，描述的是大量原子核衰變的規(guī)律。(3)放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)。例2(2019·陜西省高三第二次聯(lián)考)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是B.有6個(gè)放射性元素的原子核，當(dāng)有3個(gè)發(fā)生衰變所需的時(shí)間就是該元素的半衰期D.鈾核(處U)衰變?yōu)殂U核(2Pb)的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變(2)如何計(jì)算衰變次數(shù)?提示：依據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。嘗試解答選C。半衰期由原子核自身決定，與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯(cuò)誤；半衰期是描述大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)的原子核沒有意義，B錯(cuò)誤；在a、β衰變中伴隨產(chǎn)生γ射線，衰變前后的核子總數(shù)不變，因衰變釋放能量，根據(jù)△E=△mc2可知，衰變前后存在質(zhì)量虧損，故C正確；由質(zhì)量數(shù)守恒知238=206+4×8,即經(jīng)過8次a衰變，再由電荷數(shù)守恒知92=82+2×8-6,即經(jīng)過6次β衰變，故D錯(cuò)誤?？偨Y(jié)升坐1.原子核衰變、半衰期的易錯(cuò)點(diǎn)(1)半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，只有對(duì)大量的原子核才成立，對(duì)少數(shù)的原子核無意義。(2)經(jīng)過一個(gè)半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變變?yōu)槠渌镔|(zhì)，而不是消失。(3)衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的外部條件及所處化學(xué)狀2.原子核衰變過程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁場中的軌跡靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切，根據(jù)動(dòng)量守恒定律mivi=m2v?和知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子，其特點(diǎn)對(duì)比如下表：α衰變勻強(qiáng)磁場中軌跡兩圓外切，α粒子軌跡半徑大β衰變勻強(qiáng)磁場中軌跡兩圓內(nèi)切，β粒子軌跡半徑大由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為ni、r2,則下列說法正確的是()A.原子核可能發(fā)生α衰變，也可能發(fā)生β衰變B.徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C.若衰變方程是分U→Th+He,則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為117:2D.若衰變方程是癸U→Th+He,則n:r=由左手定則可知，若生成的兩粒子電性相反，則在磁場中的軌跡為內(nèi)切圓，若電原子核原來靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子核衰變生成的兩粒子的電荷量q越大，軌道半徑越小，由于新核的電荷量大，所以新核的軌道半徑小于α粒子的軌道半徑，所以徑跡1為新核的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系,所以動(dòng)能之比等于質(zhì)量的反比，即為2:117,故C錯(cuò)誤；由B用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石都會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射C.已知氡的半衰期為3.8天，則8個(gè)氡核經(jīng)過7.6天后還剩2個(gè)D.發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4解析β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生并發(fā)射出來的，β射線是電子流，它的穿透能力強(qiáng)于α射線，弱于γ射線，穿透能力中等，故A正確，B錯(cuò)誤；半衰期對(duì)少數(shù)原子核不適用，故C錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變時(shí)，電荷數(shù)減少2(即質(zhì)子數(shù)減少2),質(zhì)量數(shù)減少4,故中子數(shù)減少2,故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)3核反應(yīng)方程與核反應(yīng)類型1.核反應(yīng)方程的理解(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭“→”連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接。(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程。(3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化。2.衰變及三種核反應(yīng)類型的特征(1)衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子并生成一個(gè)新核。特征是方程左邊只有一個(gè)原子核，生成物有α粒子或β粒子。(2)人工轉(zhuǎn)變：用粒子轟擊原子核產(chǎn)生新的原子核。特征是有粒子轟出。(3)裂變：用粒子轟擊重核，產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量的核。特征是方程左邊必須有轟擊粒子和重核，且生成物有幾個(gè)中等核。(4)聚變：兩個(gè)輕核結(jié)合成較重的核。特征是方程左邊有兩個(gè)輕核(復(fù)合聚變方程可能有多個(gè)輕核),方程右邊有較重的核生成。3.有關(guān)核反應(yīng)方程的主要題型例3(2019.河南安陽二模)下列說法正確的是()A.分U→Th+X中X為中子，核過程類型為β衰變B.H+}H→He+Y中Y為中子，核過程類型為人工核轉(zhuǎn)變C.32U+6n→5Xe+8Sr+K,其中K為10個(gè)中子，核過程類型為重核裂變D.147N+He→VO+Z,其中Z為氫核，核過程類型為輕核聚變o題探究(1)α衰變、β衰變方程的特點(diǎn)是什么?提示：方程左邊只有一個(gè)原子核，方程右邊除有新核，還生成α粒子或β粒(2)裂變、聚變方程的特征是什么?提示：裂變方程左邊是一個(gè)轟擊粒子和一個(gè)重核，方程右邊是幾個(gè)中等質(zhì)量的核；聚變方程左邊是兩個(gè)輕核，方程右邊生成一個(gè)質(zhì)量較大的核。嘗試解答選C。根據(jù)衰變及核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，A過程中的X質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,為α粒子，核過程類型為α衰變，A錯(cuò)誤；B反應(yīng)中的Y質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,為中子，核過程類型為輕核聚變，B錯(cuò)誤；C反應(yīng)中的K質(zhì)量總數(shù)為10,電荷數(shù)為0,為10個(gè)中子，核過程類型為重核裂變，C正確；D反應(yīng)中的Z質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為1,為質(zhì)子，核過程類型為人工核轉(zhuǎn)變，D錯(cuò)誤。衰變及核反應(yīng)方程書寫及類型判斷的易錯(cuò)點(diǎn)(1)熟記常見粒子及原子核的符號(hào)是正確書寫衰變及核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)，如質(zhì)(2)掌握衰變及核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律是正確書寫衰變及核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)衰變或核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，所以要理解、應(yīng)用好質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。(3)生成物中有α粒子的不一定是α衰變，生成物中有β粒子的不一定是β衰變，需認(rèn)清衰變、裂變、聚變、人工轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)。[變式3-1](2018·北京高考)在核反應(yīng)方程He+4N→VO+X中，X表示的A.質(zhì)子B.中子解析設(shè)X為X,根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4+14=17+A,則A=1,電荷數(shù)守恒：2+7=8+Z,則Z=1,即X為|H,為質(zhì)子，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。[變式3-2]現(xiàn)有幾個(gè)核反應(yīng)方程及衰變方程：_(1)是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，是研究原子彈的基本核反應(yīng)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的方程。解析(1)G為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程；E是研究原子彈的基本核反B是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的方程。(2)X的質(zhì)量數(shù)為(235+1)-(89+3)=144,X的質(zhì)子數(shù)為92-36=56,X的中子數(shù)為144-56=88。1.質(zhì)能方程的理解(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E方程的含義是：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡單的正比關(guān)系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少。(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損△m,其能量也要相應(yīng)減少，即△E=(3)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加△m,吸收的能量2.核能釋放的兩種途徑的理解中等大小的原子核的比結(jié)合能最大，這些核最穩(wěn)定。由比結(jié)合能較小的核反應(yīng)生成比結(jié)合能較大的核會(huì)釋放能量，核能釋放一般有兩種途徑：(1)使較重的核分裂成中等大小的核；(2)使較小的核結(jié)合成中等大小的核。3.計(jì)算核能的兩種常用方法(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)過程中虧損的質(zhì)量乘以真空中光速的平方，即△E=△mc2,質(zhì)量的單位為千克。(2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，得△E=△m×931.5MeV/u,質(zhì)量的單位是原子質(zhì)量單位。例4(多選)近幾年一些國家積極發(fā)展“月球探測(cè)計(jì)劃”,該計(jì)劃中的科研任務(wù)之一是探測(cè)月球上氦3的含量。氦3是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料，可以采用在高溫高壓下用氘和氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電。若已知氘核的質(zhì)量為2.0136u,氦3的質(zhì)量為3.0150u,氦核的質(zhì)量為4.00151u,質(zhì)子質(zhì)量為1.00783u,中子質(zhì)量為1.008665u,1u相當(dāng)于931.5MeVA.一個(gè)氘和一個(gè)氦3的核聚變反應(yīng)釋放的核能約為17.9MeVB.氘和氦3的核聚變反應(yīng)方程式：iH+3He→He+X,其中X是質(zhì)子C.因?yàn)榫圩儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少D.目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氦3進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電o解題探究(1)判斷X是哪種粒子依據(jù)是什么?(2)怎樣計(jì)算核能?提示：先計(jì)算質(zhì)量虧損△m,再由△E=△mc2求核能。嘗試解答選AB。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知X為質(zhì)子，故B正確。根據(jù)質(zhì)能方程知△E故A正確。因?yàn)榫圩儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量減小，但是其總質(zhì)量數(shù)不變，C錯(cuò)誤；目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用重核裂變計(jì)算核能的幾種方法(2)根據(jù)△E=△m×931.5MeV/u計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計(jì)算核能原子核的結(jié)合能=平均結(jié)合能×核子數(shù)。反應(yīng)前后原子核的結(jié)合能之差即釋(4)有時(shí)可結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律進(jìn)行分析計(jì)算。總之，關(guān)于結(jié)合能(核能)的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)題目的具體情況合理選擇核能的求解方法，且計(jì)算時(shí)要注意各量的單位。[變式4-1](2017·全國卷1)大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是：{H+}H→3He+bn。已知H的質(zhì)量為2.0136u,3He的質(zhì)量為3.0150u,bn的質(zhì)量為1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為()=4.0272u,反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量m?=3.0150u+1.0087u=4.0237u,質(zhì)量虧損△m[變式4-2](2019.福建省泉州市一模)重核裂變的一個(gè)核反應(yīng)方程為2U+6A.該核反應(yīng)方程中x=10B.32U的中子數(shù)為92D.32U的平均結(jié)合能比5Xe小，32U比Xe更穩(wěn)定解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知，x=10,故A正確；32U的質(zhì)子數(shù)為92,質(zhì)量數(shù)為235,所以中子數(shù)為143,故B錯(cuò)誤；反應(yīng)前的總結(jié)合能Ei=7.6MeV×235=1786MeV,反應(yīng)后的總結(jié)合能E?=8.4MeV×136+8.7MeV×90=1925.4MeV,Ei<結(jié)合能越大，表示原子核越穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤。高考模擬隨堂集訓(xùn)n3-0解析可見光光子的能量范圍為1.63eV～3.10eV,則氫原子能級(jí)差應(yīng)該在此范圍內(nèi)，可簡單推算如下：2、1能級(jí)差為10.20eV,此值大于可見光光子的能量；3、2能級(jí)差為1.89eV,此值屬于可見光光子的能量，符合題意。氫原子處于基態(tài)，要使氫原子達(dá)到第3能級(jí)，需提供的能量為-1.51eV-(-13.60eV)=12.09eV,此值也是提供給氫原子的最少能量，A正確。的結(jié)果可表示為已知|H和He的質(zhì)量分別為mp=1.0078u和ma=4.0026u,1u=9MeV為光速。在4個(gè)IH轉(zhuǎn)變成1個(gè)4He的過程中，釋放的能量約為()解析因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，計(jì)算中可忽略不計(jì)。質(zhì)量虧損△m=4mp-ma,由質(zhì)能方程得△E=△mc2=(4×1.0078-4.0026)×931MeV≈26.6MeV,C正確。3.(2019·天津高考)(多選)我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是()A.核聚變比核裂變更為安全、清潔B.任