Question

2011年3月11日下午，日本宮城縣發(fā)生里氏9.0級大地震，引發(fā)的海嘯導致福島核電站發(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，產生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時釋放大量能量，這些能量可用于驅動汽輪機發(fā)電．
①從物質的變化上看，核變化與化學變化的相同點是都產生新物質；從原子的變化上看，核變化與化學變化的不同點是：在核變化中原子

本身發(fā)生了變化

；而在化學變化中原子

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個電子
C．钚元素的中子數(shù)94      D．钚的相對原子質量為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，當溫度超過1200℃時，鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣．大量的高溫氫氣進入廠房，與廠房內的空氣接觸發(fā)生了爆炸．
①鋯（Zr）與水發(fā)生反應產生氫氣的化學方程式為

Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂

．
②進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   B．有限空間     C．反應放出大量的熱
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，這樣做有什么優(yōu)點？

氦氣的化學性質穩(wěn)定，不會和鋯發(fā)生反應生成氫氣

．

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，產生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時釋放大量的能量”，可知核變化與化學變化的相同點和不同點．
②根據(jù)圖中元素周期表可以獲得的信息：原子序數(shù)、相對原子質量、元素符號、元素種類等，進行分析判斷即可．
（2）①由題意“鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣”，則可知反應物和生成物，反應條件為高溫，寫出反應的化學方程式即可．
②根據(jù)氣體發(fā)生爆炸的條件進行分析判斷．
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，注意考慮氦氣的化學性質．

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，產生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時釋放大量的能量”，可知核變化與化學變化的不同點為：核變化是原子發(fā)生了變化，而化學變化原子本身不變．
②由元素周期表中钚元素的相關信息，可知钚是金屬元素；根據(jù)“原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質子數(shù)=電子數(shù)”，可知其核外電子數(shù)為94；該原子的相對原子質量為244，根據(jù)相對原子質量=質子數(shù)+中子數(shù)，中子數(shù)=244-94=150；注意：相對原子質量的單位是“1”，而非“g”，故D說法錯誤；故B選項正確．
（2）①由題意“鋯（Zr）與水蒸氣發(fā)生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣”，反應的化學方程式為：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到爆炸極限時，遇到明火發(fā)生劇烈燃燒，導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，在有限空間內氫分子和氧分子大量接觸反應放出大量的熱，而引起爆炸；故選ABC．
③氦氣屬于稀有氣體，氦氣的化學性質穩(wěn)定，不會和鋯發(fā)生反應生成氫氣，故采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質更為安全．
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氦氣的化學性質穩(wěn)定，不會和鋯發(fā)生反應生成氫氣．

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