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1、高高 考考 总总 复复 习习 优优 化化 设设 计计GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JIGAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI第第3 3节原子核及核反应节原子核及核反应第十五章第十五章2023内容索引0102强基础强基础 增分策略增分策略增素能增素能 精准突破精准突破强基础强基础 增分策略增分策略一、原子核的组成一、原子核的组成1.原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为。质子带正电,中子不带电。2.基本关系(1)核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数。(2)质量数(A)=质子数+中子数。3.X元素的原子核的符号为,其中A表示,Z表示核
2、电荷数。核子核子数质量数二、天然放射现象二、天然放射现象1.天然放射现象元素地放出射线的现象,首先由发现。天然放射现象的发现,说明原子核具有的结构。2.放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。(2)应用:消除静电、工业探伤、做等。(3)防护:防止放射性对人体组织的伤害。自发贝克勒尔复杂天然人工示踪原子三、原子核的衰变、半衰期三、原子核的衰变、半衰期1.原子核的衰变(1)原子核自发地放出粒子或粒子,变成另一种的变化称为原子核的衰变。(2)分类衰变:当放射性物质连续发生衰变时,原子核中有的发生衰变,有的发生衰变,同时伴随着辐射。原子
3、核2.半衰期 只适用于大量的原子核(1)定义:放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间。不是样本质量减少一半的时间(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。半数四、核力和核能四、核力和核能1.原子核内部,所特有的相互作用力,叫核力。2.核子在结合成原子核时出现质量亏损m,其对应的能量E=。3.原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加m,吸收的能量为E=。结合能大的原子核,比结合能不一定大;结合能小的原子核,比结合能不一定小4.结合能和比结合能(1)结合能:核子结合为原子核时的能量或原子核分解为核子时的能量,叫作原子核的结合能
4、,亦称核能。(2)比结合能:原子核的结合能与之比,称作比结合能,也叫平均结合能。核子间mc2mc2释放吸收核子数易错辨析(1)所有元素都可以发生衰变。()(2)重核裂变和轻核聚变都能释放核能。()(3)质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量。()应用提升1.(2021湖南适应性测试)2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置中国环流器二号M装置在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中,正确的核聚变反应方程是()答案A解析核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。A.16个中子,8个质子B.8个中子,16个质子C.24个中子,8个质子D.8个中子,24个质子答案A 3
5、.(多选)已知中子的质量是mn=1.674910-27kg,质子的质量是mp=1.672610-27kg,氘核的质量是mD=3.343610-27kg,则氘核的比结合能为()A.3.5110-13JB.1.10MeVC.1.7610-13JD.2.19MeV答案BC增素能增素能 精准突破精准突破考点一考点一考点二考点二考点一考点一原子核的衰原子核的衰变及半衰期及半衰期自主探究自主探究1.衰变、衰变的比较 考点一考点一考点二考点二2.三种射线的比较 种类射线射线射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)电荷量2e-e0质量4mp,mp=1.6710-27kg静止质量为零速度0.1c0.99
6、cc在电场、磁场中偏转与射线偏转方向相反不偏转贯穿本领最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米的铝板最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用 很强较弱很弱考点一考点一考点二考点二3.衰变次数的计算方法则A=A+4n,Z=Z+2n-m解以上两式即可求出m和n。4.半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。(2)根据半衰期的概念,可总结出公式。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,表示半衰期。考点一考点一考点二考点二【对点演练】【对点演练】考点一考点一考点二考点二答案A
7、解析根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定X的质量数为零,电荷数为-1,则衰变方程中X是电子,A正确;放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)和化学状态(如单质、化合物)无关,B错误Pb的质量与及电子的质量之和的差等于衰变的质量亏损,C错误;放射性元素发生衰变时,原子核中的一个中子转变为一个质子,同时放出电子,故D错误。考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二答案C考点一考点一考点二考点二3.(2021河北邢台高三开学考试)2021年5月中旬,国外某储存核废水的集装箱泄露,导致部分放射性废水流入大海,核废水中含有放射性物质,其中最难被消除的是氚,氚
8、会发生衰变,其半衰期为12年,要想将大部分氚清除,至少需要60年。饮用水中的氚可以通过消化道等途径进入人体,进而对人类染色体产生消极影响。60年后核废水中的氚含量大约为现在的()A.3%B.6%C.9%D.12%答案A解析60年是5个半衰期,废水中的氚含量大约为现在的=3.125%。选项A正确。考点一考点一考点二考点二4.(多选)某医院利用放射线治疗肿瘤,被利用的放射源必须具备以下两个条件:(1)放出的射线有较强的穿透能力,能辐射到体内肿瘤所在处;(2)能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度。现有四种放射性同位素的放射线及半衰期如表所示。关于在表中所列的四种同位素,下列说法正确的是()同位素钴
9、60锶90锝99氡222放射线半衰期5年28年6小时3.8天A.最适宜作为放疗使用的放射源应是钴60B.最适宜作为放疗使用的放射源应是锶90C.放射线的电离能力最强的放射源是锝99D.放射线的电离能力最强的放射源是氡222考点一考点一考点二考点二答案AD解析钴60半衰期长,放出的射线穿透能力强,选项A正确,B错误;射线电离能力最强,射线的电离能力最弱,氡222放出的是射线,选项C错误,D正确,故选AD。考点一考点一考点二考点二考点二考点二核反核反应方程与核能的方程与核能的计算算自主探究自主探究1.核反应的四种类型 考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二2.核反应方程的书写(2)掌握核
10、反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,因此书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向。(3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。考点一考点一考点二考点二3.核能的计算方法(1)根据E=mc2计算,计算时m的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,E的单位是“J”。(2)根据E=m931.5MeV/u计算。因1原子质量单位(1u)相当于931.5MeV,所以计算时m的单位是“u”,E的单位是“MeV”。(3)根据核子比结合能来计算核能原子核的结合能=核子比结合能核子数。考点一考点一考点二考点二4.对质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系
11、,物体的总能量和它的质量成正比,即E=mc2。方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损m,其能量也要相应减少,即E=mc2。(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加m,吸收的能量为E=mc2。考点一考点一考点二考点二【对点演练】【对点演练】5.(多选)(2021浙江1月选考)如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,该装置实现了1108等离子体运行等多项重大突破,为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是()A.聚变又叫热
12、核反应B.太阳就是一个巨大的热核反应堆C.高温能使原子核克服核力而聚变D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多考点一考点一考点二考点二答案ABD解析核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达1.5107K,不断进行着氢核聚变成氦核的反应,是一个巨大的热核反应堆,故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大34倍,故对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。考点一考点一考点二考点二6.(多选)(2020全国卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表粒子的有()考点一考点一考点二考
13、点二答案BD考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二答案AC解析根据核反应中质量数和电荷数守恒的规律可知,X的质量数为4+27-1=30,电荷数为2+13-0=15,Y的质量数为30,电荷数为15-1=14,则X的质量数和Y的质量数相等,X的电荷数比Y的电荷数多1,选项A正确,选项B错误;X的电荷数比的电荷数多15-13=2,选项C正确;X的质量数比的质量数多30-27=3,选项D错误。考点一考点一考点二考点二A.7.03MeVB.5.56MeVC.4.36MeVD.3.87MeV考点一考点一考点二考点二答案A解析设的比结合能为E1,则生成物释放的结合能与反应物吸收的结合能之差E=4E1-(21.09MeV+32.78MeV)=17.6MeV,解得E1=7.03MeV,故选A。本 课 结 束