《2023年高考化学热点专项导航与精练（新高考专用）》专项35 核反应的变化（解析版）

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第六篇物质结构与性质

专项 35 核反应的变化

核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的

一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，热中子轰击

铀-235 原子后会放出 2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变。

聚变由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，

生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原

子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。

如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的

原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

1．(2022•山东卷)138O、158O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：

；。下列说法正确的是( )

A．X的中子数为 2

B．X、Y互为同位素

C．138O、158O可用作示踪原子研究化学反应历程

D．自然界不存在 138O2、158O2分子是因其化学键不稳定

【答案】B

【解析】根据质量守恒可知，结合题中的人工合成反应，推知 X微粒为 62He，Y微粒为 42He。A项，

X微粒为 62He，根据质量数等于质子数加中子数可知，该微粒的中子数为 4，A错误；B项，X微粒为

62He，Y微粒为 42He，二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子，故互为同位素，B正确；C项，.由

题干信息可知，138O与158O的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误；D项，自

然界中不存在 138O2与158O2并不是其化学键不稳定，而是由于 138O与158O的半衰期很短，很容易发生核变化，

转化为气体其他原子，O=O 的键能与形成该键的核素无关，D错误；故选 B。

2．(2021•河北选择性考试)用中子轰击 X原子产生 α粒子(即氮核 He)的核反应为： X+ n→ Y+

He。已知元素 Y在化合物中呈+1 价。下列说法正确的是( )

A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的 NaOH 溶液

B．Y单质在空气中燃烧的产物是 Y2O2

C．X和氢元素形成离子化合物

D．6Y和7Y互为同素异形体

【答案】A

【解析】根据核反应为：可知，X的质量数 N为4+7-1=10，又因为 Y在化合物

中呈+1 价，则推知 Y位于 IA 族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为 7，所以得出 Y为Li，其质子数

p=3，所以 X的质子数 Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知 X属于 B元素。A项，

H3BO3为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将 NaOH 溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂

抹H3BO3，以中和碱液，A正确；B项，Y为Li，在空气中燃烧的产物只有 Li2O，B错误；C项，X为B，

与氢元素会形成 BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与 H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；D

项，6Li 和7Li 两者的质子数均为 3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；故选 A。

3．(2020•新课标Ⅰ卷)1934 年约里奥–居里夫妇在核反应中用 α粒子(即氦核)轰击金属原子，

得到核素，开创了人造放射性核素的先河： + → + 。其中元素 X、Y的最外层电子数

之和为 8。下列叙述正确的是( )

A．的相对原子质量为 26 B．X、Y均可形成三氯化物

C．X的原子半径小于 Y的 D．Y仅有一种含氧酸

【答案】B

【解析】原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此W+4=30+1，则 W=27，X与Y原子之间质

子数相差2，因 X元素为金属元素，Y的质子数比X大，则 Y与X位于同一周期，且Y位于 X右侧，且元

素X、Y的最外层电子数之和为 8，设X最外层电子数为 a，则 Y的最外层电子为 a+2，解得 a=3，因此X

为Al，Y为P。A项，的质量数为 27，则该原子相对原子质量为 27，故 A错误；B项，Al 元素均可

形成 AlCl3，P元素均可形成 PCl3，故 B正确；C项，Al 原子与 P原子位于同一周期，且Al 原子序数大于 P

原子序数，故原子半径Al>P，故 C错误；D项，P的含氧酸有 H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故 D错误；故选

B。

1．核聚变和核裂变统称核反应

“原子是化学变化中的最小单位”。化学只研究原子以上级别的变化，原子核内部的变化，不属于化

学的范畴。尽管核裂变、聚变生成新的物质，但这中变化是元素的改变，已经超出了化学的范围了，化学

变化只是元素(原子)的重新组合，而不会有新的元素(原子)的产生。

2．质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)

1．(2022·河北省高三模拟)X 的一种核素俘获一个 α粒子后放出一个中子：。下列

说法错误的是( )

A．和含有相同数目的中子 B．与放射性核素互为同位素

C．X的原子半径大于 Y D．X和Y均位于元素周期表中的 p区

【答案】A

【解析】根据反应式可得：a+2=15，27+4=b+1，则 a=13，b=30。X、Y分别为Al、P元素。A项，

27Al 的中子数为 27-13=14，30P的中子数为 30-15=15，因此二者中子数不相同，故 A项错误；B项，30P和

32P质子数相同，中子数不同，互为同位素，故 B项正确；C项，根据元素周期律，同周期元素，随着原子

序数增大，原子半径逐渐减小，因此Al 原子半径大于 P，故 C项正确；D项，Al、P元素均位于元素周期

表中的 p区，故 D项正确；故选 A。

2．(2022·江苏省高三模拟)1919 年，卢瑟福通过实验，实现了人类历史上第一次人工核反应，其反应

原理为。下列说法正确的是( )

A．178O和188O互为同素异形体

B．的原子结构示意图为

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