教材案例专练3 未来的能源——核聚变能1.2020年4月，我国自主设计，被称为“人造太阳”的“东方超环”核聚变实验装置取得重大突破，该核聚变的基础原料是海水中提取的氘和氚。下列叙述正确的是( )A.氕、氘、氚三种原子互为同位素B.氚原子内中子数和核外电子数之差为2C.H元素的相对原子质量是由三种氢原子质量数的算术平均值D.海水中的H2O与D2O互为同素异形体答案 A解析 A.氕原子、氘原子和氚原子的质子数均为1，中子数分别是0、1和2，氕、氘、氚三种原子互为同位素，故A正确；B.氚原子内中子数为2，核外电子数为1，氚原子内中子数和核外电子数之差为1，故B错误；C.H元素的相对原子质量是指H元素中各个原子的相对原子质量×其所占的比例所得，故C错误；D.海水中的H2O与D2O是化合物，不是同种元素组成的单质，不互为同素异形体，故D错误。2.嫦娥五号返回器携带“月球土特产”在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。经探测，月壤中含有大量3He，这是一种未来可能进行热核聚变发电的清洁能源，而地球上主要是4He。下列有关说法中正确的是( )A.4g3He原子中有NA个中子B.3He与4He互为同分异构体C.3He与4He互为同素异形体D.3He与4He的化学性质完全相同答案 D解析 A.1个3He原子中质量数为3，含有1个中子，4g3He中子数不是NA，A错误；B.3He与4He含有的质子数相同，而中子数不同，互为同位素，不是同分异构体，B错误；C.同素异形体为同种元素形成的不同单质，3He与4He互为同位素，C错误；D.3He与4He的化学性质相同，物理性质不同，D正确。3.eq\o\al(13,6)C可以作为核聚变材料。下列关于eq\o\al(13,6)C的叙述正确的是( )A.eq\o\al(13,6)C和eq\o\al(14,6)C是同一种核素B.eq\o\al(13,6)C原子核内中子数为6C.eq\o\al(13,6)C原子核内质子数为13D.eq\o\al(13,6)C和eq\o\al(14,6)C互为同位素答案 D解析 A.eq\o\al(13,6)C和eq\o\al(14,6)C所含质子数相同，但质量数(或中子数)不同，不是同种核素，A错误；B.中子数＝质量数－质子数，所以eq\o\al(13,6)C原子核内中子数为13－6＝7，B错误；C.左下角数字为质子数，所以eq\o\al(13,6)C原子核内质子数为6，C错误；D.eq\o\al(13,6)C和eq\o\al(14,6)C为碳元素的不同核素，互为同位素，D正确。4.核能的和平利用对于完成“节能减排”的目标有着非常重要的意义。尤其是核聚变，因其释放能量大，无污染，成为当前研究的一个热门课题。其反应原理为eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H―→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。下列说法中正确的是( )A.D和T是质量数不同，质子数相同的氢的两种元素B.通常所说的氢元素是指eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H是氢的三种核素，互为同位素D.这个反应既是核反应，也是化学反应答案 C解析 A项，D和T是质量数不同，质子数相同的氢的两种核素，错误；B项，eq\o\al(1,1)H是氢元素的一种核素，氢元素是指核电荷数即质子数为1的原子，符号为H，错误；C项，eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H的质子数相同，中子数不同，属于同种元素的不同核素，互为同位素，正确；D项，该反应是原子核内发生的反应，属于核反应，不是化学反应，错误。5.核能是能量的重要来源，用少量的核燃料可以获得十分巨大的能量，1mol天然气中的甲烷完全燃烧时，放出882.8kJ的热，而1mol锂核跟1mol氢核生成2mol氨核的核聚变反应，放出的热量高达0.96×1012J。有关锂原子和锂的化合物的说法不正确的是( )A.质量数为7的锂原子核内中子数是4B.锂原子的半径比钠原子的半径小C.锂与钠、钾不同，锂保存用石蜡密封D.氢氧化锂的碱性比氢氧化钠强答案 D解析 A.锂原子的核内质子数为3，则质量数为7的锂原子核内中子数是4，故A正确；B.Li和Na同主族，且Na的原子序数大，则锂原子的半径比钠原子的半径小，故B正确；C.锂的密度比煤油小，则与钠、钾不同，锂保存用石蜡密封，故C正确；D.Li的金属性比Na弱，则氢氧化锂的碱性比氢氧化钠弱，故D错误。6.由短周期元素W、X、Y、Z构成的化合物结构式如图所示，其中W、Y原子的最外层都满足8电子结构；W、X同主族，W、Y同周期，Y是地壳中含量最多的元素，Z有一种同位素原子是核聚变的原料。下列说法错误的是( )A.原子半径：Y>ZB.同周期第一电离能小于W的元素有4种C.最简单氢化物的沸点：WX答案 B解析 由短周期元素W、X、Y、Z构成的化合物结构式如图所示，其中W、Y原子的最外层都满足8电子结构；W、X同主族，W、Y同周期，Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O，W为N，X为P，Z有一种同位素原子是核聚变的原料，则Z为H。A.根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，因此原子半径：Y(O)>Z(H)，故A正确；B.同周期第一电离能小于N的元素有Li、Be、B、C、O共5种，故B错误；C.同周期从左到右非金属性逐渐增强，其简单氢化物越稳定，因此最简单氢化物的沸点：W(NH3)X(H3PO4)，故D正确。