Question

【題目】2011年3月11日下午，日本宮城縣發(fā)生里氏9.0級(jí)大地震，引發(fā)的海嘯導(dǎo)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(chǎn)生鋇、氙、碘、銫、鍶等原子和一些粒子及射線，同時(shí)釋放大量的能量，這些能量可用于驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。從物質(zhì)的變化上看，核變化與化學(xué)變化的相同點(diǎn)是_______；從原子的變化上看，核變化與化學(xué)變化的不同點(diǎn)是_______。

(2)下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(chǎn)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(wú)法被冷卻，暴露在水蒸氣中，當(dāng)溫度超過(guò)1200℃時(shí)，鋯(Zr)與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯(ZrO2)和氫氣。大量的高溫氫氣進(jìn)入廠房，與廠房?jī)?nèi)的空氣接觸發(fā)生了爆炸。

①鋯(Zr)與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的化學(xué)方程式為_______。

②進(jìn)入廠房的氫氣為什么發(fā)生的是爆炸，而不是平靜燃燒？___________。

③山東省石島灣核電站將采用氦氣代替水作冷卻劑和熱傳輸物質(zhì)，這樣做有什么優(yōu)點(diǎn)？____________________________。

Answer 1

【答案】都產(chǎn)生新物質(zhì) 核變化是原子發(fā)生了變化，而化學(xué)變化原子本身不變 Zr＋2H2O 2rO2＋2H2 因?yàn)闅浞肿雍脱醴肿釉谟邢蘅臻g里大量接觸反應(yīng) 氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣

【解析】

(1)有新的物質(zhì)生成的變化叫化學(xué)變化。決定物質(zhì)種類的是組成和結(jié)構(gòu)，核變過(guò)程中元素的種類改變，物質(zhì)的種類也改變，所以從物質(zhì)的變化上看，核變化與化學(xué)變化的相同點(diǎn)是都產(chǎn)生新物質(zhì)；從原子的變化上看，核變化與化學(xué)變化的不同點(diǎn)是核變化是原子發(fā)生了變化，而化學(xué)變化原子本身不變；(2)①溫度超過(guò)1200℃時(shí)，鋯(Zr)與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋯(ZrO2)和氫氣的化學(xué)方程式為Zr＋2H2O 2rO2＋2H2；②爆炸發(fā)生的條件是：可燃性氣體或粉塵與空氣的混合物中含量達(dá)到爆炸極限，且燃燒發(fā)生在有限的空間；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(zhì)，這樣做的優(yōu)點(diǎn)：氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)和鋯發(fā)生反應(yīng)生成氫氣。