Bài 2. Hạt nhân nguyên tử. Nguyên tố hóa học. Đồng vị
Lý thuyết
Mục lục
* * * * *
Bài tập trắc nghiệm 1.12 ,1.13 trang 5 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
1.12. Ba nguyên tử X, Y, Z có số proton và số nơtron như sau :
X : 20 proton và 20 nơtron,
Y: 18 proton và 22 nơtron,
Z : 20 proton và 22 nơtron.
a) Những nguyên tử là các đồng vị của cùng một nguyên tố là
A. X, Y. B. X, Z.
C. Y, Z. D. X, Y, Z.
b) Những nguyên tử có cùng số khối là
A. X, Y. B. X, Z
C. Y, Z. D. X, Y, Z.
1.13. Cacbon tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị 12C và 13C, trong đó đồng vị 12C chiếm 98,9%.
Biết rằng đồng vị 12C có nguyên tử khối bằng 13,0034, đồng vị 12C có nguyên tử khối bằng 12, nguyên tử khối trung bình của cacbon là
A. 12,150. B. 12,011.
C. 12,512. D. 12,250.
Hướng dẫn giải
1.12
a) B
b) A
1.13: Đáp án đúng: B
Bài 1.14 trang 5 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Dãy nào sau đây gồm các đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học ?
A. \({}_{18}^{40}X,{}_{19}^{40}Y\)
B. \({}_{14}^{28}X,{}_{14}^{29}Y\)
C. \({}_{6}^{14}X,{}_{7}^{14}Y\)
D. \({}_{9}^{19}X,{}_{20}^{10}Y\)
Hướng dẫn giải
Đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học tức là cùng số hiệu nguyên tử Z. Chỉ có \({}_{14}^{28}X,{}_{14}^{29}Y\) là hợp lí
Đáp án B.
Bài 1.15 trang 5 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Đồng có 2 đồng vị bền là \({}_{29}^{63}Cu\) và \({}_{29}^{65}Cu\) . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần phần trăm của đồng vị \({}_{29}^{63}Cu\) .
Hướng dẫn giải
\({\overline A _{Cu}} = {{63.x + (65.(100 - x)} \over {100}} = 63,54 \to x = 73\% \)
Bài 1.16 trang 5 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Hãy cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton, sô nơtron, sô electron và số khối của các nguyên tử sau đây :
\({}_{11}^{23}Na, {}_{6}^{13}C, {}_{9}^{19}F, {}_{17}^{35}Cl, {}_{20}^{44}Ca \)
Hướng dẫn giải
\({}_{11}^{23}Na\) có Z = số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron = 11, số khối bằng 23, số nơtron bằng 12.
\({}_{6}^{13}C\) có Z=6, số khối A= 13, số nơtron = 7
\({}_{9}^{19}F \) có Z=9, số khối A= 19, số nơtron = 10
\({}_{17}^{35}Cl \) có Z=17, số khối A= 35, số nơtron = 18
\({}_{20}^{44}Ca \) có Z=20, số khối A= 44, số nơtron = 24
Bài 1.17 trang 6 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Cho các đồng vị của hiđro \({}^1H,{}^2H,{}^3H\)
a) Đồng vị nào không có nơtron ?
b) Đồng vị nào có số nơtron gấp đôi số proton ?
Hướng dẫn giải
a) Đồng vị \({}^1H\)
b) Đồng vị \({}^3H\)
Bài 1.18 trang 6 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Khi cho hạt nhân \({}_{2}^{4}He\) bắn phá vào hạt nhân \({}_{7}^{14}N\) người ta thu được một proton và một hạt nhân X.
Hỏi số khối A và số đơn vị điện tích hạt nhân z của hạt nhân X và hãy cho biết X là nguyên tố gì ?
Hướng dẫn giải
Phản ứng trên có thể viết: \({}_2^4He + {}_7^{14}N \to {}_1^1p + {}_Z^AX\)
Vì số hạt ( proton cũng như số hạt nơtron) được bảo toàn nên A =(4+14) – 1 = 17, Z= (2+7) – 1 = 8. Với Z = 8 ta có nguyên tử oxi.
Phương trình trên sẽ là: \({}_2^4He + {}_7^{14}N \to {}_1^1p + {}_8^17O\)
(Chính phản ứng này Rơ – dơ – pho đã phát hiện ra proton, một cấu tử của hạt nhân)
Bài 1.19 trang 6 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
a) Hãy cho biết khối lượng (tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử) và điện tích của nơtron (tính theo điện tích đơn vị).
b) Khi cho hạt nhân \({}_2^4He\) bắn phá vào hạt nhân beri \({}_4^9Be\), người ta thu được một nơtron và một hạt nhân Y.
Hỏi số khối A và số đơn vị điện tích hạt nhân Z của hạt nhân Y và hãy cho biết Y là nguyên tố gì ?
Hướng dẫn giải
a) Nơtron có khối lượng ≈ lu, không mang điện tích (nơtron được kí hiệu là \({}_0^1n\)).
b) Phản ứng này có thể viết : \({}_2^4He + {}_4^9Be \to {}_0^1n + {}_Z^AY\)
A = (4 + 9) - 1 = 12 ; Z = (2+4) – 0 =6
Với z = 6 nên nguyên tố đó là cacbon.
Phương trình trên sẽ là : \({}_2^4He + {}_4^9Be \to {}_0^1n + {}_6^{12}C\)
(Chính từ phản ứng này, Chat-uých đã phát hiện ra nơtron, một cấu tử của hạt nhân).
Bài 1.20 trang 6 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Thế nào là cacbon-12 \(\left( {{}^{12}C\,\,hay\,\,{}_6^{12}C\,} \right)\) ? Hãy cho biết thành phần cấu tạo của nguyên tử cacbon-12.
Hướng dẫn giải
Trong tự nhiên, nguyên tố cacbon có hai đồng vị : \({}^{12}C (98,9%) \)và \( {}_6^{12}C \)(1,1%). Chính đồng vị \( {}_6^{12}C \) đã được chọn làm cơ sở để định nghĩa đơn vị khối lượng nguyên tử, được gọi là cacbon-12 hay \({}^{12}C\).
Với Z = 6 và A = 12, nguyên tử \( {}_6^{12}C \) có 6 proton, 6 nơtron ở hạt nhân và
electron ở vỏ nguyên tử.
Bài 1.21 trang 6 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Khi đưa khối khí đơteri (\({}_1^2H\)) lên một nhiệt độ cao (hàng triệu độ) thì do va chạm, từng cặp hai hạt nhân \({}_1^2H\) có thể kết hợp với nhau tạo thành hạt nhân mới (phản ứng nhiệt hạch).
Hỏi số khối, số đơn vị điện tích hạt nhân của hạt nhân mới được hĩnh thành và hãy cho biết đó là hạt nhân của nguyên tử gì ?
Hướng dẫn giải
Mỗi hạt nhân đơteri \({}_1^2H\) có 1 proton và 1 nơtron : A = 2 và Z = 1.
Hạt nhân mới hình thành có số đơn vị điện tích Z = 1 + 1 = 2, có số khối A = 2 + 2 = 4.
Đó là hạt nhân heli vì z = 2 đặc trưng cho nguyên tố heli.
Phản ứng tổng hợp hai hạt nhân đơteri được biểu diễn bằng phương trình :
\({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^4He\)
(Phản ứng này kèm theo hiện tượng hụt khối lượng đáng kể và do đó toả ra nhiều nhiệt, đó là nguyên tắc của bom H).
Bài 1.22 trang 6 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Gọi A là số khối của hạt nhân nguyên tử. Bán kính R của hạt nhân được tính gần đúng bằng hệ thức :
R = \({r_o}\root 3 \of A \,( = {r_o}{A^{1/3}})\)
với \(r_o\) = 1,2.10-13 cm.
Hãy tính khối lượng riêng của hạt nhân và cho biết khối lượng riêng đó có phụ thuộc vào số khối không ? (Coi nguyên tử khối trùng với số khối).
Hướng dẫn giải
Thể tích của hạt nhân:
\(V = {4 \over 3}\pi {R^3} = {4 \over 3}\pi {(1,{2.10^{ - 13}})^3}A\,\,c{m^3}\)
Khối lượng m của hạt nhân: \(m = {A \over {6,{{022.10}^{23}}}}(g)\)
Khối lượng riêng của hạt nhân:
Ta thấy biểu thức tính khối lượng riêng D không chứa số khối A (sau khi đã làm đơn giản) tức là D không phụ thuộc vào số khối A. Như vậy, theo hệ thức gần đúng nói trên thì khối lượng riêng của mọi hạt nhân đều như nhau.
Bài 1.23 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Hiđro có các đồng vị: \({}^1H,{}^2H\) và oxi có các đồng vị : \({}^{16}O,{}^{17}O,{}^{18}O\)
Hãy viết công thức của các loại phân tử nước khác nhau.
Hướng dẫn giải
Công thức của các loại phân tử \(H_2O\) :
Bài 1.24 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Clo tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị :
\(^{35}Cl\) có nguyên tử khối là 34,97.
\(^{37}Cl\) có nguyên tử khối ià 36,97.
Biết rằng đồng vị \(^{35}Cl\) chiếm 75,77% ; hãy tính nguyên tử khối trung bình của clo tự nhiên.
Hướng dẫn giải
\(\overline A = {{34,97.75,77 + 36,97.24,23} \over {100}} = 35,45\)
Bài 1.25 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Các đồng vị của hiđro tồn tại trong tự nhiên chủ yếu là \({}_1^1H\) và \({}_1^2H\)
Đồng vị thứ ba \({}_1^3H\) CÓ thành phần không đáng kể. Coi các đồng vị trên
có nguyên tử khối tương ứng là 1 và 2 ; nguyên tử khối trung bình của hiđro tự nhiên là 1,008. Hãy tính thành phần phần trăm số nguyên tử của hai đồng vị \({}_1^1H\) và \({}_1^2H\).
Hướng dẫn giải
Gọi x là thành phần phần trăm của \({}^1H\), thành phần phần trăm của \({}_1^2H\) sẽ là 100 –x
Ta có \({{1.x + 2.(100 - x)} \over {100}} = 1,008\)
Giải ra ta được: x = 99,2.
Kết quả:thành phần : \({}_1^1H\) là 99,2%
\({}_1^2H\) là 0.8%
Bài 1.26 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Nguyên tử \(^{{\bf{40}}}{\bf{Ar}}\) và \(^{{\bf{40}}}{\bf{Ca}}\) có cùng số khối là 40. Vậy chúng có phải là những đồng vị không ?
Hướng dẫn giải
Chúng không phải là những đồng vị bởi vì hai nguyên tử này có điện tích hạt nhân khác nhau : \({}_{18}Ar\) và \({}_{20}Ca\)
Những nguyên tử có điện tích hạt nhân khác nhau có cùng nguyên tử khối gọi là những đồng lượng.
Bài 1.27 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Cho các hạt nhân nguyên tử sau đây, cùng với số khối và điện tích hạt nhân :
A(11 ; 5) ; B(23 ; 11); C(20 ; 10);
D(21 ; 10); E(10 ; 5) ; G(22 ; 10)
+ Ở đây có bao nhiêu nguyên tố hoá học ?
+ Mỗi nguyên tố có bao nhiêu đồng vị ?
+ Mỗi đồng vị có bao nhiêu electron ? Bao nhiêu nơtron ?
Hướng dẫn giải
+ Ở đây có 3 nguyên tố hoá học ở các ô số 5, 10, 11.
Nguyên tố ở ô số 10 là neon (Z = 10). Neon có 3 đồng vị là :
\({}_{10}^{20}C\,\,\,\,;\,\,\,{}_{10}^{21}D\,\,\,;\,\,\,{}_{10}^{22}G\)
Tất cả 3 đồng vị của nguyên tố neon đều có cùng số electron là 10 (bằng số proton) nhưng số nơtron lần lượt là 10, 11, 12.
+ \({}_5^{10}E\,\,\,;\,\,\,\,\,{}_5^{11}A\)
Đó là 2 đồng vị của nguyên tố bo (Z = 5)
Cả 2 đồng vị của nguyên tố bo đều có 5 electron nhưng số nơtron lần lượt là 5 và 6.
+ \({}_{11}^{23}B\)
Đó là đồng vị của nguyên tố natri (Z = 11). Đồng vị này có 11 electron và 12 nơtron.
Bài 1.28 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Nguyên tố chì có 4 đồng vị : \({}_{82}^{204}Pb\,(2,5\% ),{}_{82}^{206}Pb\,(23,7\% ),{}_{82}^{207}Pb\,(22,4\% ),\) còn lại là \({}_{82}^{208}Pb\). Tính nguyên tử khối trung bình của chì.
Hướng dẫn giải
Bài 1.29 trang 7 Sách bài tập (SBT) Hóa học 10
Agon tách từ không khí là một hỗn hợp của 3 đồng vị sau :
\(^{40}Ar{\rm{ }}\left( {99,6\% } \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{\,^{38}}Ar{\rm{ }}\left( {0,063\% } \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{\,^{36}}Ar{\rm{ }}\left( {0,337\% } \right)\)
Tính thể tích của 20 gam agon ở điều kiện tiêu chuẩn.
Hướng dẫn giải
Nguyên tử khối trung bình của agon là :
\({{40.99,6 + 36.0,377 + 38.0,06} \over {100}} = {\rm{ }}39,98\)
Ở điều kiện tiêu chuẩn, 1 mol agon tức là 39,98 g chiếm thể tích là 22,4 lít.
22 4 20
Vậy thể tích của 20 gam agon là
\({{22,4.20} \over {39,98}} = 11,20\) (lít)
Có thể bạn quan tâm
Có thể bạn quan tâm
