Интерактивные задания, страница 52 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Пройдите по ссылке QR-кода и выполните задания.

QR-код на изображении ведёт на страницу урока «Деление атомных ядер. Цепные ядерные реакции» на образовательном портале «Российская электронная школа». Ниже представлены решения тренировочных заданий из этого урока.

Задание №1

В задании необходимо вставить пропущенные слова в текст, описывающий процесс деления ядер.

Текст: «Делением тяжёлых атомных ядер называется ядерная реакция, в результате которой происходит расщепление исходного тяжёлого ядра на два (реже три) более лёгких ядра, называемых [---]. При этом также могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном [---]), [---] и [---]».

Проанализируем утверждение и варианты ответа.

1. Продукты расщепления исходного тяжелого ядра называются осколками деления.

2. Кроме осколков, при делении могут возникать другие частицы. К ним относятся нейтроны, которые поддерживают цепную реакцию, и кванты электромагнитного излучения (гамма-кванты). Иногда (в редких случаях так называемого тройного деления) могут испускаться и лёгкие ядра, в основном альфа-частицы (ядра гелия).

3. Таким образом, остальные продукты реакции — это нейтроны и кванты электромагнитного излучения.

Заполненный текст выглядит следующим образом:

«Делением тяжёлых атомных ядер называется ядерная реакция, в результате которой происходит расщепление исходного тяжёлого ядра на два (реже три) более лёгких ядра, называемых осколками деления. При этом также могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и кванты электромагнитного излучения».

Ответ: осколками деления, альфа-частицы, нейтроны, кванты электромагнитного излучения.

Задание №2

Требуется определить второй продукт в ядерной реакции деления:

$${}^{235}_{92}U + {}^1_0n \rightarrow {}^{144}_{56}Ba + ? + 3({}^1_0n)$$

Для определения неизвестного продукта (обозначим его ${}^A_ZX$) воспользуемся законами сохранения массового числа (A) и зарядового числа (Z).

1. Закон сохранения массового числа (суммы верхних индексов):

Сумма массовых чисел до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции.

$235 + 1 = 144 + A + 3 \cdot 1$

$236 = 144 + A + 3$

$236 = 147 + A$

$A = 236 - 147 = 89$

2. Закон сохранения зарядового числа (суммы нижних индексов):

Сумма зарядовых чисел до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции.

$92 + 0 = 56 + Z + 3 \cdot 0$

$92 = 56 + Z$

$Z = 92 - 56 = 36$

Элемент с зарядовым числом Z = 36 в таблице Менделеева — это криптон (Kr).

Ответ: Неизвестный продукт реакции — изотоп криптона ${}^{89}_{36}Kr$.

Задание №3

Нужно расположить события в правильной хронологической последовательности для осуществления управляемой цепной ядерной реакции.

1. Попадание в ядро урана-235 теплового нейтрона. Это событие инициирует акт деления.

2. Деление ядра урана-235 с испусканием 2–3 быстрых нейтронов. Это непосредственный результат поглощения нейтрона ядром.

3. Замедление нейтронов до тепловых скоростей. Быстрые нейтроны, образовавшиеся при делении, неэффективно вызывают деление ядер урана-235. Поэтому их необходимо замедлить в специальном веществе — замедлителе (например, в воде или графите).

4. Поглощение избыточных нейтронов управляющими стержнями. Чтобы реакция была управляемой и не перешла во взрыв, коэффициент размножения нейтронов должен быть равен единице. Лишние тепловые нейтроны поглощаются стержнями из кадмия или бора.

После этого оставшийся тепловой нейтрон вызывает следующее деление, и цикл повторяется.

Ответ: Правильная последовательность событий: 2, 3, 1, 4.

Задание №4

Дано:

Масса урана, $m = 1$ кг

Энергия, выделяющаяся при делении одного ядра, $E_1 = 200$ МэВ

Молярная масса урана-235, $M \approx 235$ г/моль

Число Авогадро, $N_A = 6.02 \times 10^{23}$ моль⁻¹

Элементарный заряд, $e = 1.6 \times 10^{-19}$ Кл

Перевод в СИ:

$m = 1$ кг

$M = 0.235$ кг/моль

$E_1 = 200 \text{ МэВ} = 200 \times 10^6 \text{ эВ} = 200 \times 10^6 \times 1.6 \times 10^{-19} \text{ Дж} = 3.2 \times 10^{-11} \text{ Дж}$

Найти:

Общая энергия, $E_{общ}$ — ?

Решение:

1. Найдем количество вещества (число молей) $\nu$ в 1 кг урана-235.

$\nu = \frac{m}{M}$

$\nu = \frac{1 \text{ кг}}{0.235 \text{ кг/моль}} \approx 4.255 \text{ моль}$

2. Определим число ядер $\text{N}$ в данной массе урана, используя число Авогадро $N_A$.

$N = \nu \cdot N_A$

$N = 4.255 \text{ моль} \cdot 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 2.56 \times 10^{24}$ ядер

3. Рассчитаем общую энергию $E_{общ}$, которая выделится при делении всех ядер.

$E_{общ} = N \cdot E_1$

$E_{общ} = 2.56 \times 10^{24} \cdot 3.2 \times 10^{-11} \text{ Дж} \approx 8.192 \times 10^{13} \text{ Дж}$

Эту энергию можно выразить в тераджоулях (ТДж), где $1 \text{ ТДж} = 10^{12} \text{ Дж}$.

$E_{общ} \approx 81.92 \text{ ТДж}$

Ответ: $E_{общ} \approx 8.2 \times 10^{13}$ Дж.