《第十九章第2节 放射性元素的衰变》学案(含答案)
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1、第 2 节 放射性元素的衰变1.知道放射现象的实质是原子核的衰变 2.了解半衰期的概念,知道半衰期的统计意义,能利用半衰期进行简单的计算 3知道两种衰变的性质,能运用衰变规律写出衰变方程一、原子核的衰变衰变:原子核由于放出 粒子或 粒子而转变为新核的变化1.衰变类型:常见的衰变有两种,放出 粒子的衰变为 衰变,放出 粒子的衰变为2.衰变 ,而 射线是伴随 射线或 射线产生的衰变方程3.(1)衰变: U Th He23892 23490 42(2)衰变: Th Pa 1e23490 23491 0衰变规律:原子核衰变时,遵循两个守恒定律,其一是电荷数守恒,其二是质量数4.守恒二、半衰期1定义:放
2、射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间2特点(1)不同的放射性元素,半衰期不同,甚至差别非常大(2)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3应用:利用半衰期非常稳定这一特点,可以通过测量其衰变程度来推断时间判一判 (1)原子核发生衰变,变成了一种新的原子核 ( )(2)原子核衰变时质量是守恒的( )(3)衰变时放出的电子就是核外电子 ( )(4)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律( )(5)对放射性元素加热时,其半衰期缩短( )提示:(1) (2) (3) (4) (5)做一做 关于天然放射现象,下列说法正确的是( )A放射性元素的原
3、子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B放射性物质放出的射线中, 粒子动能很大,因此贯穿物质的本领很强C当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生 衰变D放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时,辐射出 射线提示:选 D半衰期的概念是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,而不是原子核内的核子半数发生衰变所需的时间,选项 A 错误;放射性物质放出的射线中,粒子的动能很大,但由于它与外界物质的原子核碰撞时很容易损失能量,因此它贯穿物质的本领很小,选项 B 错误;放射性元素发生衰变是因为原子核不稳定所引起的,与核外电子的能量高低无关,选项 C 错误;放射性元素发
4、生衰变后的新核从高能级向低能级跃迁时会以光子的形式放出能量, 射线即为高能的光子流,选项 D 正确想一想 如图为 衰变、 衰变示意图(1)当原子核发生 衰变时,原子核的质子数和中子数如何变化?为什么?(2)当发生 衰变时,新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少?新核在元素周期表中的位置怎样变化?提示:(1) 衰变时,原子核内两个质子和两个中子结合成一个 粒子抛射出来,则核内的中子数和质子数都减少 2 个(2)衰变时,核内的一个中子变成一个质子留在核内 ,同时放出一个电子 ,则核电荷数增加 1.新核在元素周期表中的位置后移一位对原子核衰变的理解和应用1衰变规律:原子核发生衰变时,衰变前后的电荷
5、数和质量数都守恒2衰变实质衰变:原子核内两个质子和两个中子结合成一个 粒子,并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来,产生 衰变.2 n2 H He10 1 42衰变:原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内,同时放出一个电子,即 粒子放射出来n H e10 1 0 13衰变方程通式(1)衰变: X Y HeAZ A 4Z 2 42(2)衰变: X Y eAZ AZ 1 0 14衰变方程的书写(1)核反应过程一般是不可逆的,所以核反应只能用箭头,不能用等号(2)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒而杜撰出不符合实际的生成物来书写核反应方程(3)核反应中遵循质量数
6、守恒而不是质量守恒,核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化( 质量亏损)而释放出核能(4)当放射性物质发生连续衰变时,原子核中有的发生 衰变,有的发生 衰变,同时伴随着 辐射命题视角 1 对衰变实质的理解(多选) 对天然放射现象,下列说法中正确的是( )A 粒子带正电,所以 射线一定是从原子核中射出的B 粒子带负电,所以 射线有可能是核外电子C 粒子是光子,所以 射线有可能是由原子发光产生的D 射线、 射线、 射线都是从原子核内部释放出来的思路点拨 射线是在发生 或 衰变的过程中伴随产生的,其实质就是放射性原子核在发生 衰变或 衰变的过程中,产生的新核由于具有过多的能量 (处于激发态)而辐
7、射出来的光子解析 衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的, 衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子,然后释放出电子, 射线伴随 衰变或 衰变的产生而产生所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的答案 AD命题视角 2 对衰变规律的应用本题中用大写字母代表原子核E 经 衰变成为 F,再经 衰变成为 G.再经 衰变成为 H.上述系列衰变可记为 E F G H,另一系列衰变为 P Q R S,已知 P 是 F 的同位素,则( ) AQ 是 E 的同位素,R 是 F 的同位素BR 是 E 的同位素,S 是 F 的同位素CR 是 G 的同位素, S 是 H 的同位素DQ 是 G
8、的同位素,R 是 H 的同位素思路点拨 本题考查的是 衰变与 衰变的规律,关键是弄清楚各核的质子数与中子数,再由电荷数(或质子数)相等确定同位素解析 以 P、F 的质量数与电荷数为基数 ,每次 衰变核的质量数减少 4,电荷数减少 2,每次 衰变核的质量数不变,电荷数增加 1,由此可确定各原子核的情况: F,AZE, G, H; P, Q, R, S.故选项 B 正确A 4Z 2 AZ 1 A 4Z 1 AZ AZ 1 AZ 2 A 4Z答案 B命题视角 3 对衰变次数的计算放射性元素 Th 经过_次 衰变和_ 次 衰变成了稳定元素23290Pb.20882解析 法一:由于 衰变不会引起质量数的
9、变化,故可先根据质量数的变化确定 衰变的次数因为每进行一次 衰变,质量数减少 4,所以 衰变的次数为x 次6 次232 2084再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定 衰变的次数 .6 次 衰变,电荷数应减少 2612,而每进行一次 衰变,电荷数增加 1,所以 衰变的次数为y12 (9082)次4 次法二:设经过 x 次 衰变、y 次 衰变,根据质量数和电荷数守恒得:2322084x90822xy两式联立得:x6,y 4.答案 6 4如何求解粒子的 、 衰变次数设放射性元素 X 经过 n 次 衰变和 m 次 衰变后,变成稳定的新元素 Y,则衰变AZ AZ方程为X Yn Hem eAZ AZ
10、42 0 1根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程AA4n,ZZ 2nm以上两式联立解得:n ,m Z Z A A4 A A2【通关练习】1关于天然放射现象,下列说法正确的是( )A 射线是由氦原子核衰变产生B 射线是由原子核外电子电离产生C 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D通过化学反应不能改变物质的放射性解析:选 D、 射线是天然放射性元素原子核衰变时产生的 射线是核反应过程中发生质量亏损时释放出来的,故 A、B、C 三项错误;放射性是核本身的一种性质,故D 项正确2(2017广州高二检测)原子核 U 经放射性衰变变为原子核 Th,继而经放射23892 23490性衰变变为原子核 Pa,再经
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