Phản ứng phân hạch là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Phản ứng phân hạch là gì lớp 10 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 10 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Phản ứng phân hạch.

Phản ứng phân hạch là gì (chi tiết nhất)

1. Phản ứng phân hạch là gì?

- Phản ứng phân hạch là phản ứng phân chia hạt nhân nặng thành hai hay nhiều mảnh có khối lượng nhẹ hơn.

Ví dụ: Khi bắn phá bằng neutron chậm thì hạt nhân bị phân chia thành hai mảnh:

+ năng lượng

- Khi một mol uranium phản ứng giải phóng một năng lượng khổng lồ là $2\cdot {10}^{10}kJ$, có sức công phá tương đương với 20 000 tấn thuốc nổ TNT (trinitrotoluene), gấp rất nhiều lần so với năng lượng toả ra từ một phản ứng hoá học.

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Khái niệm phản ứng hạt nhân

- Phản ứng hạt nhân là sự biến đổi hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố hoá học này thành hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố hoá học khác.

- Trong các phản ứng hoá học, chỉ có lớp vỏ electron trong nguyên tử bị thay đổi (thêm vào, hoặc bớt đi, hoặc dùng chung electron với nguyên tử khác…), còn hạt nhân nguyên tử không thay đổi. Trong các phản ứng hạt nhân, thành phần của hạt nhân nguyên tử bị thay đổi, do đó nguyên tố hoá học bị biến đổi.

- Sự khác biệt quan trọng giữa phản ứng hoá học và phản ứng hạt nhân là sự biến đổi năng lượng trong các phản ứng hạt nhân lớn hơn nhiều so với các phản ứng hoá học.

2.2. Định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích

Trong phản ứng hạt nhân, cả số khối và điện tích đều được bảo toàn.

Sau khi tách ra một hạt α (hạt nhân nguyên tử helium, kí hiệu là ), hạt nhân nguyên tử ban đầu bị giảm đi 2 đơn vị điện tích hạt nhân và 4 đơn vị của số khối. Ví dụ:

(Phương trình biểu diễn này được gọi là phương trình hạt nhân)

Sau khi tách ra một hạt β (), hạt nhân nguyên tử ban đầu tăng thêm 1 đơn vị điện tích hạt nhân, số khối không thay đổi. Ví dụ:

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Xét phản ứng phân hạch đơn giản sau:

. X là hạt nhân nào sau đây?

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta có:

⇒ X là hạt nhân

Câu 2. Cho phản ứng hạt nhân Hạt nhân X có cấu tạo gồm:

A. 54 proton và 86 neutron.

B. 54 proton và 140 neutron.

C. 86 proton và 140 neutron.

D. 86 proton và 54 neutron.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Bảo toàn điện tích (Z): 0 + 92 = 38 + Z_X​ + 2×0 ⟹ Z_X​ = 92 – 38 = 54

Bảo toàn số khối (A): 1 + 235 = 94 + A_X​ + 2×1 ⟹ A_X​ = 236 − 96 = 140

Số neutron của hạt nhân X là: N_X ​= A_X​ − Z_X ​= 140 – 54 = 86

Vậy hạt nhân X có cấu tạo gồm: 54 proton và 86 neutron.

Câu 3. Phản ứng phân hạch hạt nhân là

A. phản ứng có sự kết hợp của hai hay nhiều hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn.

B. là phản ứng biến đổi của hạt nhân nguyên tử do tương tác với các hạt khác.

C. phản ứng phân chia hạt nhân nặng thành hai hay nhiều mảnh có khối lượng nhẹ hơn.

D. là quá trình hạt nhân tự phát biến đổi thành hạt nhân khác kèm theo bức xạ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phản ứng phân hạch hạt nhân là phản ứng phân chia hạt nhân nặng thành hai hay nhiều mảnh có khối lượng nhẹ hơn.

Câu 4. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Phản ứng phân hạch hạt nhân là phản ứng thu nhiệt.

B. Năng lượng tỏa ra từ phản ứng phân hạch ít hơn năng lượng tỏa ra từ một phản ứng hoá học.

C. Năng lượng tỏa ra từ phản ứng phân hạch lớn hơn rất nhiều lần so với năng lượng toả ra từ một phản ứng hoá học.

D. Năng lượng tỏa ra từ phản ứng phân hạch xấp xỉ năng lượng toả ra từ một phản ứng hoá học.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Năng lượng tỏa ra từ phản ứng phân hạch lớn hơn rất nhiều lần so với năng lượng toả ra từ một phản ứng hoá học.

Câu 5. Cần đốt cháy bao nhiêu kg than đá chứa 80% C để tạo ra lượng nhiệt bằng năng lượng giải phóng ra khi 1 gam phân hạch? (Biết khi phân hạch 1 mol tỏa ra năng lượng là 1,8.10¹⁰ kJ, đốt cháy hoàn toàn 1 mol C tỏa ra năng lượng 393,5 kJ)

A. 2920 kg.

B. 920 kg.

C. 320 kg.

D. 3935 kg.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

1 mol tương ứng với 1.235 = 235 gam

Khi phân hạch 235 gam tỏa ra năng lượng là 1,8.10¹⁰ kJ

Khi phân hạch 1 gam tỏa ra năng lượng là 235.1,8.10¹⁰​ kJ

Đốt cháy hoàn toàn 1 mol C tỏa ra năng lượng 393,5 kJ.

⇒ Đốt cháy hoàn toàn x mol C tỏa ra được năng lượng $\frac{1,{8.10}^{10}}{235}$ kJ

⇒ x = $\frac{1,{8.10}^{10}}{235.393,5}$ mol

⇒ Khối lượng C cần dùng là $\frac{1,{8.10}^{10}}{235.393,5}.12$ (gam)

⇒ Khối lượng than đá cần dùng là: $\frac{1,{8.10}^{10}}{235.393,5}\mathrm{.12.}\frac{100}{80}\approx 2,{92.10}^6\text{gam}\approx 2920\text{kg}$

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Phản ứng oxi hóa - khử là gì?

• Phản ứng thu nhiệt, phản ứng tỏa nhiệt là gì?

• Sản phẩm khử là gì?

• Phương pháp thăng bằng electron là gì?

• Tương tác van der Waals là gì?

• Phản ứng thu nhiệt là gì?

---