2024届一轮复习新人教版 第十五章第2讲 原子核 学案.docx

《2024届一轮复习新人教版 第十五章第2讲 原子核 学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024届一轮复习新人教版 第十五章第2讲 原子核 学案.docx（26页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、第2讲原子核梳理必备知识回归教材填一填回顾基础一、原子核的组成1 .天然放射现象(1)发现：由贝克勒尔发现。概念:元素巨龙地发出射线的现象。意义:天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。2 .三种射线的成分和性质名称Q射线B射线丫射线构成氮核电子光子符号IHe1。Y电荷量2e-eO质量4u1U1837O电离能力最强较强最弱贯穿本领最弱较强最强3 .原子核的组成原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。质子带正电,中子不带电。原子核的符号:外,其中A表示质量数,Z表示核电荷数。基本关系。核电荷数(Z)=质子数二元素的原子序数二原子的核处电子数。质量数(A)=核子数二质子数+中子数。二、

2、放射性元素的衰变1原子核的衰变、半衰期(1)原子核的衰变。概念:原子核自发地放出粒子或B粒子,核电荷数变了,它在元素周期表中的位置变了，变成另一种原子核,这种变化称为原子核的衰变。分类：衰变:gX船Y+：旭。B衰变:州1加1丫+三%。注意Y射线是伴随原子核的衰变或B衰变而产生的。规律:质量数守恒和电荷数守恒。半衰期。定义:放射性元素的原子核有生数发生衰变所需的时间。影响因素:放射性元素的半衰期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。2 .核反应定义:原子核在其他粒子的轰击下产生豳壬核或者发生端变化的过程,称为核反应。规律:在核反应中,质量数守恒、电荷数守恒。典型核反

3、应:吃必邪%。+浊3 .放射性同位素放射性同位素:有天然放射性同位素和U放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。应用:射线测厚仪、放射治疗、培优保鲜、示踪原子等。防护:防止放射性对人体组织的伤害。三、核力与结合能1核力与四种基本相互作用四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。核力:原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力,它使得核子紧密地结合在一起,形成稳定的原子核,这种作用称为强相互作用。2 .结合能结合能:原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核而也放的能量。比结合

4、能:原子核的结合能与核壬数之比,叫作比结合能,也叫作平均结合能。比结合能越大,原子核中核子结合得越生固,原子核越稳定。生笠大小的核的比结合能最大,核最稳定。3 .质量亏损原子核的质量小王组成它的核子的质量之和,这个现象叫作质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的结合能。四、裂变反应和聚变反应1 .重核裂变定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。典型的裂变反应方程:2U+n14Ba+Kr3no链式反应:重核裂变产生的生壬使裂变反应一代接一代继续下去的过程。临界体积和临界质量:裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。裂变的应用:原壬建、核反应堆。

5、（6）反应堆构造:核燃料、慢化剂、镉棒、防护层。2 .轻核聚变定义:两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。典型的聚变反应方程:犯+汨一tH+o17.6MeVo做一做情境自测1 .正误辨析如果某放射性元素的原子核有IOO个,经过一个半衰期后还剩50个。（X）同一种元素的放射性同位素具有相同的半衰期。（）（3） B衰变中的电子来源于原子核外电子。（X）质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量。（X）核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小些。（）2.碳14是碳的一种放射性同位素,是通过宇宙射线撞击空气中的氮14原子产生的,其半衰期为5730年

6、,衰变后又转变为氮14。由于其不断地产生、衰变,使得大气中的碳14达到动态平衡,从而使大气及活体生物中碳元素的碳14丰度（碳14原子占碳原子总数的百分比）保持一个定值,而死亡的生物体中的碳14原子却由于衰变而不断减少,这就是碳14测定年代的原理。根据以上描述，以下说法正确的是（B）A.碳14发生的衰变是衰变B.若某待测生物体样本的碳14丰度为大气的12.5%,则可判定该生物体死亡约17190年C.衰变产生的氮14新核的质量大于碳14的质量D.碳14的半衰期会受到环境温度、湿度以及所处化学状态（化合态或游离态）的影响解析：“碳14衰变后又转变为氮14”，说明碳14发生的是B衰变,故A错误;生物体

7、样本的碳14丰度为大气的12.5%,说明经过了三个半衰期，即17190年,故B正确;衰变过程释放核能,质量亏损,故C错误;衰变是原子核的变化,不会受环境温度、湿度及化学状态的影响,故D错误。3.设可控热核实验反应前笊核4H）的质量为叫,瓶核CH）的质量为uh,反应后氧核CHe）的质量为m3,中子（n）的质量为mjo光速为co下列说法中不正确的是（B）A.核反应方程式是2H+3HtHe+nB.由核反应过程质量守恒可知m1+m2=m3+m,4C.核反应放出的能量等于(m+m2-m3-m4)C2D.这种核反应与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同解析:该热核反应的核反应方程式是包+汨-1e

8、+n,故A说法正确;核反应过程中质量数守恒,但质量不守恒,核反应过程中存在质量亏损，因此m1+m2m3+m.b故B说法错误;核反应过程中的质量亏损m=m1+m2-m3-m,释放的核能E=me2=(m1+m2-m3-m)c2,故C说法正确；这种核反应是核聚变,我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理是核裂变,它们的核反应原理不相同，故D说法正确。考点一原子核的衰变及半衰期想想提炼核心1 .衰变规律及实质衰变、B衰变的比较。衰变类型。衰变B衰变衰变方程州一翅Y+那e然一zY+-0衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子21H2nHeJnH+.10e匀强磁场中轨迹

9、形状Co衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒射线：Y射线经常伴随着衰变或3衰变产生。其实质是放射性原子核在发生衰变或B衰变的过程中,产生的新核由于具有过多的能量（原子核处于激发态）而辐射出光子。2 .对半衰期的理解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。根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原9余=m原（?K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,T表示半衰期。悟ffi典题例练例1a、B衰变及衰变次数的确定（2023江苏南通模拟）央视曝光“能量石”核辐射严重超标,该“能量石

10、”含有放射性元素社23aTh,23aTh经多次衰变后变成稳定的铅202Pb,23Th半衰期长达14X10H)年。则(A)A.衰变过程中发生了6次衰变和4次B衰变B.202Pb比23备Th少12个中子C.衰变产生的射线中B射线穿透能力最强D.23备Th在高温、高压条件下半衰期会变短解析:根据衰变和B衰变的特征可知,每经过一次衰变,质量数减少4,电荷数减少2;每经过一次衰变,质量数不变，电荷数增加1,所以23备Th变成2%Pb的衰变过程中发生a衰变的次数为n尸里等=6,发生衰变的次数为n2=2n1-（90-82）M,故A正确；中子数等于质量数减电荷数,所以2%Pb和23备Th的中子数分别为126和

11、142,所以2%Pb比23备Th少16个中子,故B错误；丫射线通常会伴随a衰变和衰变而产生,衰变产生的这三种射线中射线穿透能力最强,其次是射线,最弱的是a射线,故C错误;半衰期由放射性元素本身决定,与外界环境无关,故D错误。例2半衰期的理解与计算（2023山东卷，1）碘125衰变时产生Y射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（B）A.-B.-C.-D.16842解析:设碘125刚植入时的质量为mo,则经过n=噤=3个半衰期以后剩60余的质量为m=）,解得处4。2m08考点二核反应类型及核

12、反应方程想一想提炼核心1核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发2U230Th+HeB衰变自发23备Th23fPa+%人工转变人工控制147N+tHe178O+1H（卢瑟福发现质子）2I1e+4Be126Cn（查德威克发现中子）A1+15p+n约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子猾P-器Si+?e重核裂变比较容易进行人工控制2U+n1Ba+iIKr3n2U+n13f4Xe+1gSr10n轻核聚很难H+HHe+n变控制2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号,是正确书写核反应方程的基础。如质子(；H)、中子(1)、粒子CHe)、B粒子(遇)、正电子(；e)、笊核H

13、)、晁核(；H)等。核反应过程遵循两个守恒:质量数守恒;电荷数守恒。(3)由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“一”表示反应方向,而不能用“一”。(4)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能只依据质量数守恒、电荷数守恒凭空杜撰出生成物来写核反应方程。悟嘛典题例练例3核反应类型的判断(2023江苏苏州三模)目前我们学习过的核反应有4种类型,下列关于核反应方程的类型说法正确的是(D)NaT般Mg+.1%2392u+n1454x+38sr+2n(3)199F+HeNe+jH;H+在TH6+时A.人工核转变、核裂变、核聚变、衰变B.衰变、核裂变、核聚变、人工核转变C.人工核转变、核聚变、衰变

14、、核裂变D.衰变、核裂变、人工核转变、核聚变于核裂变,抨+/HeNe+1H属于人工核转变，包+汨He+n属于核聚变。A. 例4核反应方程的书写（2023湖南长沙三模）静止在真空匀强电场中的某原子核发生衰变,其衰变粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直,且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a、b表示长度）。原子核重力不计,则该衰变方程可能是（A）B. 232UfHe+230ThC. 28Rae+2RnD. 230Th-10e+2PaE. 146C.10e+147N解析：由轨迹弯曲方向可以看此反冲核与衰变粒子的受力方向均与电场强度方向相同,带正电,所以放出的粒子为粒子,C、D错误;设运动时间为t,上方轨迹粒子带电荷量为q1,质量为mb下方轨迹粒子带电荷量为口2,质量为m2,由动量守恒有iv尸i2V2,根据类平抛运动处理规律,则有v1t=9a,v2t=b,tb,联立得到叽士所以A2n12m2q245正确,B错误。例5核反应生成物的分析