19.2放射性元素的衰变.docx

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1、2放射性元素的衰变目标定位1 .知道原子核的衰变2知道两种衰变的规律及实质，并能熟练写出衰变方程.3. 理解半衰期的统计意义.F预习导学 坦梳理识记-点拨一、原子核的衰变原子核放出a粒子或B粒子,由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种 原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变.原子核衰变时电荷数和质量数都守恒.二、a衰变原子核进行a衰变时，质量数减少4,电荷数减少2.辇U的a衰变方程为辞U-铜Th+担e.三、P衰变原子核进行P衰变时，质量数不变,电荷数增加1，钳Th的0衰变方程为/Th一置也士金.四、半衰期1 .放射性元素的原子核有生数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期.2

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.声课堂讲义上理解深化探究一、原子核的衰变1 .原子核放出a粒子或B粒子后，变成另一种原子核，这种现象称为原子核的衰变.2 . a 衰变：AZXA4Z2Y+3He原子核进行a衰变时，质量数减少4,电荷数减少2.a衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作 为一个整体从较大的原子核中释放出来.3 . B 衰变：AZX-zdY + de原子核进行0衰变时，质量数不变，电荷数增加LP衰变的实质：原了核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即。粒子，使核电荷数增加1,但0衰变不

3、改变原子核的质量数，其转化方程为：加一lH 十 一丫已4 .衰变规律衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒.5 .y射线是在发生a或p衰变过程中伴随产生的，且丁射线是不带电的，因此y射线并不 影响原子核的核电荷数，不会改变元素在周期表中的位置.6 .确定衰变次数的方法设放射性元素2X经过次a衰变和加次0衰变后，变成稳定的新元素9：Y,则衰变方程为 zXY+弟He+加e.根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A=A+4, Z=Z +2m.【例11原子核23892U经放射性衰变变为原子核23490Th,继而经放射性衰变变为原子核 23491Pa,再经放射性衰变变为原子核23492U.放射性衰变、和依次为(

4、)A. a衰变、0衰变和0衰变B. 0衰变、a衰变和。衰变C. 0衰变、0衰变和a衰变D. a衰变、0衰变和a衰变解析 根据衰变反应前后的质量数守恒和电荷数守恒特点，23892U核与23490Th核比较可知, 衰变的另一产物为担e,所以衰变为a衰变，选项B、C错误；234%Pa核与23492U核比 较可知，衰变的另一产物为-怛，所以衰变为。衰变，选项A正确，D错误.答案A【例2】锣U核经一系列的衰变后变为锣Pb核，问：一共经过几次a衰变和几次P衰变？锣Pb与锣U相比，质子数和中子数各少了多少？综合写出这一衰变过程的方程.解析(1)设锣U衰变为锣Pb经过x次a衰变和y次0衰变，由质量数守恒和电荷

5、数守恒可 得238 = 206+4x92=82+2尢一y 联立解得x=8, y=6.即一共经过8次a衰变和6次p衰变.(2)由于每发生一次a衰变质子数和中子数均减少2,每发生一次0衰变中子数少1,而质子 数增加1,故遭Pb较锣U质子数少10,中子数少22.(3)衰变方程为锣U一锣Pb+8拓e+6-?e.答案(1)8次a衰变，6次0衰变(2)10个22个见解析借题发挥衰变次数的判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒.(2)每发生一次a衰变质子数、中子数均减少2.每发生一次B衰变中子数减少1,质子数增加1.针对训练1锵U经过机次a衰变和次P衰变，变成锣Pb,则（）A.冽=7, n = 3

6、 B. m=7, =4C.m=14, =9 D. m=14, =18答案B解析 根据题意有：2354加=207,922加+ = 82,解两式得根=7, =4,选项B正确.二、对半衰期的理解1 .对半衰期的理解半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元 素的半衰期不同，有的差别很大.2 .半衰期公式式中N原、相原表示衰变前的原子数和质量，N余、相余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数 和质量，/表示衰变时间，工表示半衰期.3 .适用条件半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法 确定其何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变

7、的概率，即某时刻衰变的可能性，因此, 半衰期只适用于大量的原子核.【例3】碘131核不稳定，会发生0衰变，其半衰期为8天.碘131核的衰变方程：*1 一（衰变后的元素用X表示）.（2）经过 天75%的碘131核发生了衰变.解析（1）根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得衰变方程：I一盘X+）e.（2）每经1 个半衰期，有半数原子核发生衰变，经2个半衰期将剩余;，即有75%发生衰变，即经过的 时间为16天.答案怛（2）16针对训练2放射性元素（貂Rn）经a衰变成为针（错Po）,半衰期约为3.8天；但勘测表明， 经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素锯Rn的矿石，其原因是 （）

8、A.目前地壳中的逮Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B.在地球形成的初期，地壳中元素锹Rn的含量足够高C.当衰变产物错Po积累到一定量以后，锵P。的增加会减慢逮Rn的衰变进程D.锯Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期答案A解析 元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，一般与原子所处的物理、化学状态以及周 围环境、温度无关，C、D错；即使元素氢的含量足够高，经过漫长的地质年代，地壳中也 几乎没有氯了，一定是来自于其他放射性元素的衰变，故A对，B错.F对点练习建m 巩固应用反馈原子核的衰变1.原子核发生B衰变时，此B粒子是（）A.原子核外的最外层电子B.原子核外的电子跃迁时放出

9、的光子C.原子核内存在着电子D.原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子答案D2 . “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核 电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的杯239（费Pu）,这种杯239可由铀239（国 U）经过次p衰变而产生，则为（ ）A. 2 B. 239 C. 145 D. 92答案A解析P衰变规律是质量数不变，质子数增加1 .赞Pu比锣U质子数增加2,所以发生2次0 衰变，A对.对半衰期的理解及计算3 .下列有关半衰期的说法正确的是（）A.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B.放射性

10、元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度答案A解析 放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放 射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素 决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误.4 .氨222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤，它是世界 卫生组织公布的主要环境致癌物质之一.其衰变方程是澎Rn-谜Po+.已知貂Rn的 半衰

11、期约为3.8天，则约经过 天，16 g的麓Rn衰变后还剩1 g.答案 iHe 15.2解析 根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反应的另一种生成物为犯e.根 据m余=机原（3岁和生=4,解得？=3.8X4=15.2天.F题组训练叁 解疑-纠偏检测（时间：60分钟）题组一对原子核的衰变的理解1.由原子核的衰变可知（）A.放射性元素一次衰变就同时产生a射线和。射线B.放射性元素发生。衰变，产生的新核的化学性质不变C. a衰变说明原子核内部存在氢核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，辐射出丫射线答案D解析 原子核发生衰变时，一次衰变只能是a衰变或p衰变，而不能同时

12、发生a衰变和p 衰变，发生衰变后产生的新核往往处于高能级，要向外以丫射线的形式辐射能量，故一次衰 变只可能同时产生a射线和y射线，或P射线和y射线，A错，D对；原子核发生衰变后， 核电荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变化，B错；原子核内的2个中子和 2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核 中被抛射出来，于是放射性元素发生了 a衰变，C错.2. 一个放射性原子核发生一次p衰变，则它的（）A.质子数减少一个，中子数不变B.质子数增加一个，中子数不变C.质子数增加一个，中子数减少一个D.质子数减少一个，中子数增加一个答案c解析P衰变的实质是一个中

13、子变成一个质子和一个电子，故中子减少一个而质子增加一 个.故A、B、D错，C对.3.原子核X经过一次a衰变成原子核Y,原子核Y再经一次。衰变变成原子核Z,则下列 说法中正确的是（）A.核X的中子数比核Z的中子数多2B.核X的质子数比核Z的质子数多5C.核Z的质子数比核X的质子数少1D.原子核X的中性原子的电子数比原子核Y的中性原子的电子数少1答案C解析 根据衰变规律，发生一次a衰变减少两个质子和两个中子，发生一次p衰变减少一个 中子而增加一个质子.中性原子的电子数等于质子数.4.有一种新型锲铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素银63徽Ni）和铜 两种金属作为长寿命电池的材.料，

14、利用银63发生p衰变时释放电子给铜片，把银63和铜片 作电池两极，外接负载为负载提供电能.下面有关该电池的说法正确的是（）A.银63的衰变方程是骏Ni一%Cu+）eB.银63的衰变方程是骏Ni-的Cu+（，eC.外接负载时银63的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从银片到铜片答案AC解析 锲63的衰变方程为奥Ni-?e+Cu,选项A对，B错.电流方向为正电荷定向移 动方向，在电池内部电流从铜片到锲片，锲片电势高，选项C对，D错.5 .铀裂变的产物之一氮90像Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的错90优Zr）, 这些衰变是（）A.1次a衰变，6次0衰变 B. 4次。衰变C.2次a衰变

15、 D. 2次a衰变，2次0衰变答案B解析 原子核每经过一次a衰变，质量数减少4,电荷数减少2;每经过一次0衰变，电荷 数增加1,质量数不变.90190方法一a哀变的次数为=。（次），9090p衰变的次数为m=5+40-36=4（次）.方法二 设氢9。像Kr）经过次a衰变，y次0衰变后变成倍90（版），由衰变前后的质量数、 电荷数守恒得4x+90=90,2x40 = 36,解得x=0, y=4.6 .在横线上填上粒子符号和衰变类型.锣U-钳Th+,属于 衰变锢Th-钾Pa+,属于 衰变锣Po-铅）At+,属于 衰变（4虔Cu-%Co+,属于 衰变答案（1）& a （2）-?e p （3）-?e

16、p （4）*He a解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，（1）中生成的粒子为?He,属于a衰变；（2） 中生成的粒子为一%，属于。衰变；（3）中生成的粒子为一盟，属于0衰变；（4）中生成的粒子为 2He,属于a衰变.题组二对半衰期的理解和计算7 .关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（）A.原子核全部衰变所需要的时间的一半8 .原子核有半数发生衰变所需要的时间C.相对原子质量减少一半所需耍的时间D.元素原子核总质量减半所需要的时间答案BD解析 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子 核全部衰变所需要的时间的一半不同.放射性元素发生衰变后成了一种新的

17、原子核，原来的 放射性元素原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质 量也减半，故选项B、D正确.8 .碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为z的碘131,经过32天后，该药物中碘 131的含量大约还有（）m m m 一 mA，B8 C-16 D32答案C解析 根据半衰期公式加余=加原（需，将题目中的数据代入可得C正确，A、B、D错误.9 .日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘131是放射性同位素，衰变时会发 出B射线与Y射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注.下面 关于核辐射的相关知识，说法正确的是（）A.人类无法通过改

18、变外部环境来改变碘131衰变的快慢B.碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C.。射线与丫射线都是电磁波，但丫射线穿透本领比p射线强D.碘131发生0衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案AD解析 衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A正确；半衰期是大量原子核 衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B错误；p射线是高速电子流，丁射线是电磁 波，故C错误；p衰变的实质是苗一巨+ 一怛，D正确.10.某放射性元素原为8 g,经6天时间已有6 g发生了衰变，此后它再衰变1 g,还需几天？ 答案3天解析8 g放射性元素已衰变了 6

19、g,还有2 g没有衰变，现在要求在2 g的基础上再衰变1g, 即再衰变一半，故找出元素衰变的半衰期就可得出结论.由半衰期公式加余=加原（不，得86=8义（刁2=2,即放射性元素从8 g衰变了 6g余下2g时需要2个半衰期.由，=2知工=3天，故再衰 变1 g还需3天.题组三综合应用11.天然放射性铀(23892U)发生衰变后产生社(23490Th)和另一个原子核.请写出衰变方程；7)若衰变前铀(23892U)核的速度为0,衰变产生的针(钳Th)核的速度为5,且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度.121答案(1)见解析(2号解析赞U-锢Th+iHe设另一新核的速度为/ ,铀核质量为23

20、8加，由动量守恒定律得：238根0=2345+4加/得：V121=rv12.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个a粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图1所示)，今测得两个相切圆半径之比n :厂2=1 ： 44.求：图1(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个圆是a粒子的径迹？(说明理由)答案90 (2)见解析解析(1)设衰变后新生核的电荷量为外，a粒子的电荷量为伙=2%它们的质量分别为加 和m2,衰变后的速度分别为Vi和s,所以原来原子核的电荷量q=q-qi.mV根据轨道半径公式有Bq?又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则见功=加2。2, 以上三式联立解得q=90e.即这个原子核原来所含的质子数为90.因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是a粒子的径迹, 圆轨道1是新生核的径迹.