Question

11．利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生核反應(yīng)，釋放出大量的內(nèi)能，就象造出一個(gè)“人造太陽(yáng)”．研究發(fā)現(xiàn)，1L海水中提取的氫同位素，在核反應(yīng)中釋放出的能量，相當(dāng)于300kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所釋放的能量，己知標(biāo)準(zhǔn)煤熱值是3.0×10⁷J/kg．請(qǐng)分析：
（1）氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生的反應(yīng)屬于核反應(yīng)中的哪種類型？
（2）要獲得1×10¹²J的電能，需要從多少升海水中提取氫的同位素才能實(shí)現(xiàn)？（設(shè)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是50% ）
（3）煤燃燒會(huì)向大氣排放大量的CO₂，造成大氣污染．則300kg含碳量為90%的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)會(huì)向大氣中排放多少千克的CO₂？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子核的反應(yīng)包括核裂變和核聚變進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是50%進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳，結(jié)合題中所給的數(shù)據(jù)進(jìn)行解答．

解答 解：（1）通過(guò)分析可知，氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生的反應(yīng)屬于核反應(yīng)中聚變；
（2）要得到1×1012J的電能，需要的熱能
1×$\frac{1012J}{50%}$=2×1012J
1升海水中提取的氫同位素，在核反應(yīng)中釋放出的能量相當(dāng)于
300千克×3×107J/kg=9×109J
需要海水
2×1012J/9×109J=222.2；
（3）設(shè)完全燃燒300kg標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生CO₂為m
300kg標(biāo)準(zhǔn)煤中含碳：300kg×90%=270kg
C～CO₂
12  44
270kg m
$\frac{12}{270kg}$=$\frac{44}{m}$
m=990kg．
故答案為：（1）輕核聚變；
（2）需要海水222.2L；
（3）設(shè)完全燃燒300kg標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量為990kg．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問(wèn)題，然后結(jié)合俄知識(shí)和題中所給的知識(shí)進(jìn)行解答．