Question

11．一个中子轰击铀核（${\;}_{92}^{235}$U）可裂变生成钡（${\;}_{56}^{141}$Ba）和氪（${\;}_{36}^{92}$Kr）．已知${\;}_{92}^{235}$U、${\;}_{56}^{141}$Ba、${\;}_{36}^{92}$Kr和中子的质量分别是235.043 9u、140.913 9u、91.897 3u和1.008 7u．写出铀裂变反应方程，并计算235g的²³⁵U裂变时放出的能量．（N_A=6.02×10²³ mol^-1）

Answer 1

分析 根据质量数和电荷数守恒可正确书写核反应方程；
算出反应前后质量亏损，根据爱因斯坦质能方程△E=△mc²可以求出释放能量；
根据质量可知摩尔数，从而算出铀核的个数，进而确定235g的²³⁵U裂变时释放的能量．

解答 解：根据质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n；
反应前后质量亏损为：
△m=（235.0439+1.0087-140.9139-91.8973-3×1.0087）u=0.2153u
根据根据爱因斯坦质能方程△E=△mc²可以求出释放能量为：
△E=△mc²=0.2153×930MeV=2×10² MeV
235g铀235的摩尔数为n=$\frac{235}{235}$=1；
235g铀235个数为N=1×6.02×10²³=6.02×10²³个；
因此235g铀235完全裂变时释放的能量E=6.02×10²³×2.153×10² MeV≈1.3×10²⁶MeV；
答：核反应方程为：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n．
235g铀235完全裂变时释放的能量1.3×10²⁶MeV．

点评 本题主要考查了核反应方程的书写与爱因斯坦质能方程的直接应用，难度不大，属于基础题．