步步高導學案第十九章學案1、2

1、學案1原子核的組成學案2放射性元素的衰變目標定位1.了解什么是放射性、天然放射現(xiàn)象、衰變.2.知道原子核的組成及三種射線的特征.3.理解衰變和衰變的規(guī)律及實質(zhì)，并能熟練書寫衰變方程.4.理解半衰期的概念，學會利用半衰期解決相關(guān)問題一、對三種射線的理解問題設計11896年法國科學家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，即天然放射現(xiàn)象那么哪些元素能夠放出射線呢？放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有哪些種類？答案原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也能放出射線放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種：射線、射線、射線2三種射線的本質(zhì)是什么？有哪些特點呢？答案見要點提煉要點提煉1

2、三種射線的本質(zhì)(1)射線：射線是高速粒子流，實際就是氦原子核，電荷數(shù)是2，質(zhì)量數(shù)是4.(2)射線：射線是高速電子流(3)射線：射線是能量很高的電磁波(4)如圖1所示中1是射線，2是射線，3是射線圖12三種射線的特點(1)射線：粒子容易使空氣電離，但穿透本領(lǐng)很弱(2)射線：粒子穿透能力較強，但電離作用較弱(3)射線：粒子電離作用很弱，但穿透能力很強二、原子核的組成1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，盧瑟福用鐳放射出的粒子轟擊氮原子核，從氮核中打出了一種新的粒子，測定了它的電荷和質(zhì)量，確定它是氫原子核，叫做質(zhì)子，用p或H表示，其質(zhì)量為mp1.67×1027_kg.2中子的發(fā)現(xiàn)(1)盧瑟福的預言：原子

3、核內(nèi)可能還有一種不帶電的粒子，名字叫中子(2)查德威克的發(fā)現(xiàn)：用實驗證明了中子的存在，用n表示，中子的質(zhì)量非常接近于質(zhì)子的質(zhì)量3原子核的組成(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個整數(shù)表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數(shù)(3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中子的質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)三、原子核的衰變1衰變：放射性元素的原子核放出粒子或粒子后變成新的原子核的變化2衰變：XYHe(新

4、核的質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.)舉例：UThHe.3衰變：XAZ1Ye(新核的質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.)實質(zhì)是核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子，其轉(zhuǎn)化方程為：nHe.舉例：ThPae.4射線是在或衰變過程中伴隨而生的，且粒子是不帶電的粒子，因此射線并不影響原子核的電荷數(shù)，故射線不會改變元素在周期表中的位置5由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒確定衰變次數(shù)設放射性元素X經(jīng)過n次衰變和m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Y，則衰變方程為XYn Hem01e.根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程AA4n，ZZ2nm.四、半衰期1半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間不同的放射性元素，半衰期不同2注意

5、以下兩點：(1)對于同一種元素，其半衰期是一定的，無論是加溫、加壓，或是處于單質(zhì)、化合物狀態(tài)均不影響元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同，有的差別很大(2)半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律對于大量的原子核發(fā)生衰變才具有實際意義，而對于少量的原子核發(fā)生衰變，該統(tǒng)計規(guī)律不再適用3半衰期公式N余N原()，m余m原()，其中為半衰期一、三種射線的性質(zhì)例1圖2中P為放在勻強電場中的天然放射源，其發(fā)射的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是()圖2Aa為射線、b為射線Ba為射線、b為射線Cb為射線、c為射線Db為射線、c為射線解析由題圖可知電場線方向向右，射線帶正電所受電場力方向與電場線方向一致，故射

6、線向右偏轉(zhuǎn)，即c為射線射線帶負電所受電場力方向與電場線方向相反，故射線向左偏轉(zhuǎn)，即a為射線射線不帶電不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即b為射線故選項B、C正確答案BC二、原子核的組成例2已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈現(xiàn)中性，它核外有幾個電子？(4)88Ra是鐳的一種同位素，讓88Ra和88Ra以相同速度垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌跡半徑之比是多少？解析因為原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和由此可得：(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其

7、原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即NAZ22688138.(2)鐳核所帶電荷量QZe88×1.6×1019 C1.41×1017 C.(3)鐳原子呈中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88.(4)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力為洛倫茲力，故有Bqvm，兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故.答案(1)88138(2)1.41×1017 C(3)88(4)113114三、對衰變的理解例3 U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)镻b核，問：(1)一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變？(2)Pb與U相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)

8、各少了多少？(3)寫出這一衰變過程的方程解析(1)設U衰變?yōu)镻b經(jīng)過x次衰變和y次衰變由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得2382064x92822xy聯(lián)立解得x8，y6即一共經(jīng)過8次衰變和6次衰變(2)由于每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，故Pb較U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(3)衰變方程為UPb8He6e答案(1)8次衰變和6次衰變(2)1022(3)UPb8He6e四、對半衰期的理解及有關(guān)計算例4放射性元素氡(Rn)經(jīng)衰變成為釙(Po)，半衰期約為3.8天，但勘測表明，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素Rn的礦石，其原因是

9、()A目前地殼中的Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B在地球形成的初期，地殼中元素Rn的含量足夠高C當衰變產(chǎn)物Po積累到一定量以后，Po的增加會減慢Rn的衰變進程D.Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半衰期解析元素半衰期的長短由原子核自身因素決定，與原子所處的物理、化學狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度無關(guān)，C、D錯；即使元素氡的含量足夠高，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，地殼中也幾乎沒有氡了，一定是來自于其他放射性元素的衰變，故A對，B錯答案A例5碘131核不穩(wěn)定，會發(fā)生衰變，其半衰期為8天(1)碘131核的衰變方程：53I_(衰變后的元素用X表示)(2)大量碘131原子經(jīng)過_天75%的碘131核

10、發(fā)生了衰變解析(1)根據(jù)衰變過程電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得衰變方程：53I54X01e；(3)每經(jīng)1個半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變，經(jīng)2個半衰期將剩余，即有75%核的原子發(fā)生衰變，故經(jīng)過的時間為16天答案(1)54X01e(2)161(對射線的理解)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖3所示，由此可推知()圖3A來自于原子核外的電子B的電離作用最強，穿透能力最弱C的電離作用較強，穿透能力較強D的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子答案BCD解析三種射線的特點：射線是He原子核，電離作用最強，穿透能力最弱；射線是e，電離作用較強，穿透能力較強；射線是光子，不帶電，電離作用最弱，穿透

11、能力最強三種射線都來自于原子核故B、C、D正確2(原子核的組成)以下說法正確的是()A.90Th為釷核，由此可知，釷核的質(zhì)量數(shù)為90，釷核的質(zhì)子數(shù)為234B.Be為鈹核，由此可知，鈹核的質(zhì)量數(shù)為9，鈹核的中子數(shù)為4C同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)D同一元素的兩種同位素具有不同的中子數(shù)答案D解析釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯；鈹核的質(zhì)量數(shù)為9，中子數(shù)為5，所以B錯；同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，即質(zhì)量數(shù)不同，C錯，D對3(對衰變的理解)原子核92U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?0Th，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?1Pa，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?2U.放射性衰變、和依次為()A

12、衰變、衰變和衰變B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變D衰變、衰變和衰變答案A解析92U90Th，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說明為衰變；Th91Pa，質(zhì)子數(shù)加1，說明為衰變；91Pa92U，質(zhì)子數(shù)加1，說明為衰變4(半衰期的應用)放射性同位素Na的樣品經(jīng)過6小時還剩下沒有衰變，它的半衰期是()A2小時 B1.5小時C1.17小時 D0.75小時答案A解析放射性元素衰變一半所用的時間是一個半衰期，剩下的元素再經(jīng)一個半衰期只剩下，再經(jīng)一個半衰期這又會衰變一半，只剩，所以題中所給的6小時為三個半衰期的時間，因而該放射性同位素的半衰期應是2小時題組一對三種射線的理解1下列說法中正確的是()A衰變放出的電子

13、來自組成原子核的電子B衰變放出的電子來自原子核外的電子C衰變說明原子核中含有粒子D射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波答案D2如圖1所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的是()圖1A打在圖中a、b、c三點的依次是射線、射線和射線B射線和射線的軌跡是拋物線C射線和射線的軌跡是圓弧D如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b答案C解析由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中粒子所受的洛倫茲力向上，粒子所受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧由于粒子速度約是光速的，而粒子速度接近光速

14、，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動，本題選C.3如圖2所示為查德威克實驗示意圖，用天然放射性元素釙(Po)放射的射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時，會打出粒子流B，經(jīng)研究知道()圖2AA為中子，B為質(zhì)子BA為質(zhì)子，B為中子CA為射線，B為中子DA為中子，B為射線答案A解析不可見射線A，轟擊石蠟時打出的應該是質(zhì)子，因為質(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不可見射線應該是中子題組二原子核的組成4下列說法正確的是()A.X與Y互為同位素B.X與Y互為同位素C.X與Y中子數(shù)相差2D.U核內(nèi)有92個質(zhì)子，235個中子答案B解析A選項中，X核與Y核的質(zhì)子數(shù)不同，不是同位素B

15、選項中X核與Y核質(zhì)子數(shù)都為m，而質(zhì)量數(shù)不同，所以互為同位素C選項中X核內(nèi)中子數(shù)為nm，Y核內(nèi)中子數(shù)為(n2)(m2)nm，所以中子數(shù)相同D選項中U核內(nèi)有143個中子，而不是235個中子5氫有三種同位素，分別是氕(H)、氘(H)、氚(H)，則()A它們的質(zhì)子數(shù)相等B它們的核外電子數(shù)相等C它們的核子數(shù)相等D它們的中子數(shù)相等答案AB解析氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相同，都為1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，所以A、B選項正確6人類探測月球時發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可作為未來核聚變的重要原料之一氦的該種同位素應表示為()A.HeB.H

16、eC.He D.He答案B解析氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定相同，質(zhì)量數(shù)為3，故應表示為He，因此B正確題組三對衰變的理解7對天然放射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A粒子帶正電，所以射線一定是從原子核中射出的B粒子帶負電，所以射線有可能是核外電子C粒子是光子，所以射線有可能是由原子發(fā)光產(chǎn)生的D射線、射線、射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的答案AD解析衰變的實質(zhì)是原子核中的兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個氦核放出的，衰變的實質(zhì)是一個中子變成一個質(zhì)子和一個電子，然后釋放出電子，射線是伴隨衰變和衰變而產(chǎn)生的所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的8“朝核危機”引起全球矚目，其焦點就是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆重水堆

17、核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(Pu)，這種钚239可由鈾239(U)經(jīng)過n次衰變產(chǎn)生，則n為()A2 B239C145 D92答案A解析衰變規(guī)律是質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1.Pu比U質(zhì)子數(shù)增加2，所以發(fā)生2次衰變，A對9最近幾年，科學家在超重元素的探測方面取得了重大進展.1996年，科學家們在研究某兩個重離子結(jié)合成超重元素的反應時，發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核X經(jīng)過6次衰變后的產(chǎn)物是Fm.由此可以判定生成的超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是()A124、259 B124、265C112、265 D112、277答案D解析題中的核X經(jīng)過6次衰變后成為Fm，注意到Fm的電荷數(shù)為10

18、0，質(zhì)量數(shù)為253，每發(fā)生一次衰變質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有A4×6253277，Z2×6100112，所以選項D正確10氪90(Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(Zr)，這些衰變是()A1次衰變，6次衰變B4次衰變C2次衰變D2次衰變，2次衰變答案B解析解法一推理計算法根據(jù)衰變規(guī)律，衰變不影響核的質(zhì)量數(shù)，發(fā)生一次衰變，核電荷數(shù)增加1；發(fā)生一次衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2.Kr衰變?yōu)閆r，質(zhì)量數(shù)不變，故未發(fā)生衰變；核電荷數(shù)增加4，一定是發(fā)生了4次衰變解法二列方程求解設Kr衰變?yōu)閆r，經(jīng)過了x次衰變，y次衰變，則有KrZrxHeye由質(zhì)量數(shù)守恒得90904x由電荷數(shù)守恒得36402xy解得x0，y4，即只經(jīng)過了4次衰變，選項B正確題組四半衰期的理解和有關(guān)計算11下列關(guān)于放射性元素的半衰期的幾種說法中正確的是()A同種放射性元素，在化合物中的半衰期比在單質(zhì)中長B把放射性元素放在低溫處，可以減緩放射性元素的衰