Question

2011年3月11日下午，日本宮城縣發(fā)生里氏9.0級(jí)大地震，引發(fā)的海嘯導(dǎo)致福島核電站發(fā)生重大核事故．
（1）核電站中核燃料鈾或钚在中子的撞擊下，原子核發(fā)生分裂，產(chǎn)生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時(shí)釋放大量能量，這些能量可用于驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電．
①從物質(zhì)的變化上看，核變化與化學(xué)變化的相同點(diǎn)是都產(chǎn)生新物質(zhì)；從原子的變化上看，核變化與化學(xué)變化的不同點(diǎn)是：在核變化中原子

本身發(fā)生了變化

；而在化學(xué)變化中原子

本身不變

．
②右圖為元素周期表中钚元素的相關(guān)信息，下列說法正確的是

B

．
A．钚是非金屬元素        B．钚原子核外有94個(gè)電子
C．钚元素的中子數(shù)94      D．钚的相對(duì)原子質(zhì)量為244g
（2）右圖為核電站爆炸事故模擬圖．海嘯使冷卻水不能循環(huán)，核燃料產(chǎn)生的衰變熱把水變成水蒸氣，堆心中包裹核燃料的鋯合金無法被冷卻，暴露在水蒸氣中，當(dāng)溫度超過1200℃時(shí)，鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣．大量的高溫氫氣進(jìn)入廠房，與廠房?jī)?nèi)的空氣接觸發(fā)生了爆炸．
①鋯（Zr）與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的化學(xué)方程式為

Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂

．
②進(jìn)入廠房的氫氣為什么發(fā)生的是爆炸，而不是平靜燃燒？其原因是：

ABC

．
A．氫分子和氧分子大量接觸反應(yīng)   B．有限空間     C．反應(yīng)放出大量的熱
③我國石島灣核電站將采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質(zhì)，這樣做有什么優(yōu)點(diǎn)？

氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣

．

Answer 1

分析：（1）①由題意，“鈾或钚在中子的撞擊下，原子核發(fā)生分裂，產(chǎn)生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時(shí)釋放大量的能量”，可知核變化與化學(xué)變化的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)．
②根據(jù)圖中元素周期表可以獲得的信息：原子序數(shù)、相對(duì)原子質(zhì)量、元素符號(hào)、元素種類等，進(jìn)行分析判斷即可．
（2）①由題意“鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣”，則可知反應(yīng)物和生成物，反應(yīng)條件為高溫，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．
②根據(jù)氣體發(fā)生爆炸的條件進(jìn)行分析判斷．
③石島灣核電站將采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質(zhì)，注意考慮氦氣的化學(xué)性質(zhì)．

解答：解：（1）①由題意，“鈾或钚在中子的撞擊下，原子核發(fā)生分裂，產(chǎn)生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時(shí)釋放大量的能量”，可知核變化與化學(xué)變化的不同點(diǎn)為：核變化是原子發(fā)生了變化，而化學(xué)變化原子本身不變．
②由元素周期表中钚元素的相關(guān)信息，可知钚是金屬元素；根據(jù)“原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)”，可知其核外電子數(shù)為94；該原子的相對(duì)原子質(zhì)量為244，根據(jù)相對(duì)原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，中子數(shù)=244-94=150；注意：相對(duì)原子質(zhì)量的單位是“1”，而非“g”，故D說法錯(cuò)誤；故B選項(xiàng)正確．
（2）①由題意“鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣”，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zr+2H₂O

高溫  .

 ZrO₂+2H₂（水蒸汽為氣態(tài)，故H₂右邊沒加“↑”）．
②可燃性氣體或易燃物的粉塵在空氣中的含量達(dá)到爆炸極限時(shí)，遇到明火發(fā)生劇烈燃燒，導(dǎo)致有限空間里氣體的體積急劇膨脹，從而引起爆炸．氫氣是可燃性氣體，在有限空間內(nèi)氫分子和氧分子大量接觸反應(yīng)放出大量的熱，而引起爆炸；故選ABC．
③氦氣屬于稀有氣體，氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，故采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質(zhì)更為安全．
故答案為：（1）①本身發(fā)生了變化；本身不變；②B；（2）①Zr+2H₂O

高溫  .

 ZrO₂+2H₂；②ABC；③氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣．

點(diǎn)評(píng)：本題難度不是很大，但綜合性較強(qiáng)，考查同學(xué)們新信息獲取、靈活運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)（元素周期表一格的含義、化學(xué)變化的基本特征、化學(xué)方程式的書寫等）綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．