Question

11．一個中子轟擊鈾核（${\;}_{92}^{235}$U）可裂變生成鋇（${\;}_{56}^{141}$Ba）和氪（${\;}_{36}^{92}$Kr）．已知${\;}_{92}^{235}$U、${\;}_{56}^{141}$Ba、${\;}_{36}^{92}$Kr和中子的質(zhì)量分別是235.043 9u、140.913 9u、91.897 3u和1.008 7u．寫出鈾裂變反應(yīng)方程，并計算235g的²³⁵U裂變時放出的能量．（N_A=6.02×10²³ mol^-1）

Answer 1

分析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可正確書寫核反應(yīng)方程；
算出反應(yīng)前后質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mc²可以求出釋放能量；
根據(jù)質(zhì)量可知摩爾數(shù)，從而算出鈾核的個數(shù)，進而確定235g的²³⁵U裂變時釋放的能量．

解答 解：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得該核反應(yīng)方程為：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n；
反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為：
△m=（235.0439+1.0087-140.9139-91.8973-3×1.0087）u=0.2153u
根據(jù)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mc²可以求出釋放能量為：
△E=△mc²=0.2153×930MeV=2×10² MeV
235g鈾235的摩爾數(shù)為n=$\frac{235}{235}$=1；
235g鈾235個數(shù)為N=1×6.02×10²³=6.02×10²³個；
因此235g鈾235完全裂變時釋放的能量E=6.02×10²³×2.153×10² MeV≈1.3×10²⁶MeV；
答：核反應(yīng)方程為：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n．
235g鈾235完全裂變時釋放的能量1.3×10²⁶MeV．

點評 本題主要考查了核反應(yīng)方程的書寫與愛因斯坦質(zhì)能方程的直接應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．