Giải bài tập SBT Hóa 10 Bài 1: Thành phần nguyên tử

Beri và oxi lần lượt có khối lượng nguyên tử bằng :

mBe = 9,012u; mO =15,999u.

Khối lượng nguyên tử beri và oxi tính theo g lần lượt là

A. 14,964.10^-24g và 26.566.10^-24g

B. 26,566.10^-24g và 14,964.10^-4g

C. 15.10^-24g và 26.10^-24g

D. 9g và 16g

Phương pháp giải

Ta có: 1u = 1,6605.10^-24 gam

Hướng dẫn giải

Ta có: 1u = 1,6605.10^-24 gam

mBe = 9,012u = 9,012.1,6605.10^-24 gam = 14,964.10^-24 gam

mO = 15,999u = 15,999.1,6605.10^-24 gam = 26,566.10^-24 gam

→ Chọn A

Trong nguyên tử, hạt mang điện dương là

A. electron       

B. proton

C. nơtron         

D. proton và nơtron

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết cấu tạo nguyên tử

Hướng dẫn giải

Hạt mang điện tích dương trong nguyên tử là proton.

⇒ Chọn B

Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Hạt nhân nguyên tử hiđro có 1 proton

B. Hạt nhân nguyên tử hiđro chỉ có 1 proton, không có nơtron

C. Hạt nhân nguyên tử của các đồng vị của hidro đều có proton và nơtron

D. Hạt nhân nguyển tử của các đồng vị của hiđro đều có nơtron

Phương pháp giải

Nguyên tử H có 1 proton và 1 electron.

Hướng dẫn giải

Hạt nhân nguyên tử hiđro chỉ có 1 proton, không có nơtron.

→ Đáp án B

Khối lượng riêng của natri kim loại bằng 0,97 g/cm³. Trong tinh thể kim loại natri, các nguyên tử chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe rỗng. Bán kính nguyên tử Natri gần bằng

A. 189 pm.         

B. 266 pm.         

C. 170 pm.         

D. 250 pm.

Phương pháp giải

\({d_{Na}} = 0,97\,\,g/c{m^3};{M_{Na}} = 22,99\,\,g/mol \to {V_{tinh\,\,the}} = \dfrac{{{M_{Na}}}}{{{d_{Na}}}}\)

Mà trong tinh thể kim loại, các nguyên tử chiếm 74% thể tích \( \to {V_{1\,\,mol\,\,Na}} = 0,74.{V_{tinh\,\,the}}\)

Lại có 1 mol Na = 6,022.10²³ nguyên tử Na \( \to {V_{1\,\,nguyen\,\,tu\,\,Na}} = \dfrac{{{V_{1\,\,mol\,\,Na}}}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\)

Mà \({V_{1\,\,nguyen\,\,tu\,\,Na}} = \dfrac{4}{3}.\pi .{r^3}\)

→ r = ?

Hướng dẫn giải

d_Na= 0,97g/cm³; M_Na = 22,99g/mol

→ \({V_{tinhthe}} = \frac{{{M_{Na}}}}{{{d_{Na}}}} = \frac{{22,99}}{{0,97}} = 23,7c{m^3}\)

Mà trong tinh thể kim loại, không gian trống chiếm 26% thể tích 

→V_1 molNa = 0,74.V_tinhthe = 0,74.23,7 = 17,54cm³

Lại có 1 mol Na = 6,022.10²³ nguyên tử Na 

\( \to {V_{1{\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} nguyentu}} = \frac{{{V_{1{\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} molNa}}}}{{6,{{022.10}^{23}}}} = \frac{{17,54}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\)

= 29,12.10^-24

Mà \({V_{1\,\,\,nguyentu}}{\,_{Na}} = \frac{4}{3}.\pi .{r^3}\)

\(\frac{4}{3}.\pi .{r^3} = 29,{123.10^{ - 24}}\)

r = 189.10⁻¹⁰

Chọn A.

Theo định nghĩa, số Avogađro là một số bằng số nguyên tử đồng vị cacbon-12 có trong 12 g đồng vị cacbon-12.

Số Avogađro được kí hiệu là N.

N= 6,0221415.10²³ thường lấy là 6,022.10²³

a) Hãy tính khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon-12.

b) Hãy tính số nguyên tử có trong 1 gam đồng vị cacbon-12.

Phương pháp giải

a. Trong 12 gam đồng vị cacbon-12 có 6,022.10²³ nguyên tử

→ m_{1 nguyên tử C} = \(\dfrac{{12}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\) gam

b. Trong 12 gam đồng vị cacbon-12 có 6,022.10²³ nguyên tử

→ trong 1 gam đồng vị cacbon-12 có \(\dfrac{{6,{{022.10}^{23}}}}{{12}}\) nguyên tử cacbon-12

Hướng dẫn giải

a) Khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon -12 mC

mC = 12 : (6.022.10²³) = 1.9927.10^-23 g

b) Số nguyên tử có trong 1g đồng vị cacbon-12:

n = (6.022.10²³) : 12= 5,018.10²² nguyên tử

a) Hãy định nghĩa thế nào là một đơn vị khối lượng nguyên tử (u).

b) Hãy tính đơn vị khối lượng nguyên tử (u) ra gam.

c) Hãy cho biết khối lượng nguyên tử đồng vị cacbon-12 tính ra đơn vị khối lượng nguyên tử u.

d) Biết rằng khối lượng của nguyên tử đồng vị cacbon-12 gấp 11,9059 lần khối lượng của nguyên tử hiđro (H), hãy tính khối lượng của nguyên tử hiđro ra u.

Phương pháp giải

a. Xem thêm lý thuyết về Thành phần nguyên tử 

b. Ta có: \(1u = \dfrac{1}{{12}}.{m_C}\)

Mà \({m_C} = 12\,\,gam/mol = \dfrac{{12}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\) gam/nguyên tử

→ 1u = ?

c. Vì \(1u = \dfrac{1}{{12}}.{m_C}\)

→ mC

d. Vì \(1u = \dfrac{1}{{12}}.{m_C}\)

→ mC = 12u

Mà mC = 11,9059.mH

→ mH = ?

Hướng dẫn giải

a) Một đơn vị khối lượng nguyên tử bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon-12(mC).

b) Ta có: \(1u = \frac{1}{{12}}.{m_C}\)

Mà  \({m_C} = 12g/mol = \frac{{12}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\) gam/nguyên tử

→ \(1u = \frac{{1g}}{{6,{{022.10}^{23}}}} = 1,{6605.10^{ - 24}}g\)

c) Vì \(1u = \frac{1}{{12}}.{m_C}\)

nên mC = 12u

d) \({m_H} = \frac{{12}}{{11,9059}} = 1,0079u\)

Khi điện phân nước, người ta xác định được là ứng với 1 gam hiđro sẽ thu được 7,936 gam oxi.

Hỏi một nguyên tử oxi có khối lượng gấp bao nhiêu lần khối lượng của một nguyên tử hiđro ?

Phương pháp giải

Phân tử H₂O chứa 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử O

1g H thu được 7,936 g O 

→  mO  = 2.7,936.mH

Hướng dẫn giải

Phân tử nước H₂O được cấu tạo bởi 2 nguyên tử H và một nguyên tử O. Như vậy, khối lượng nguyên tử O gấp 15,872 (7,936×2) lần khối lượng nguyên tử H.

Khi phóng chùm tia \(\alpha \) vào một lá vàng mỏng, người ta thấy rằng trong khoảng 10⁸ hạt \(\alpha \) có một hạt gặp hạt nhân.

a) Một cách gần đúng, hãy xác định đường kính của hạt nhân so với đường kính của nguyên tử.

b) Với sự thừa nhận kết quả trên, hãy tính đường kính của nguyên tử nếu ta coi hạt nhân có kích thước như một quả bóng bàn có đường kính bằng 3 cm.

Phương pháp giải

Cứ 10⁸ hạt \(\alpha \) có 1 hạt gặp hạt nhân nên tiết diện hạt nhân bằng \(\dfrac{1}{{{{10}^8}}}\) tiết diện nguyên tử.

Mà đường kính ~ căn bậc hai tiết diện hình tròn → đường kính hạt nhân khoảng \(\dfrac{1}{{{{10}^4}}}\) đường kính nguyên tử

Hướng dẫn giải

a) Hạt nhân như vậy có tiết diện hình tròn bằng 1/10⁸ tiết diện của nguyên tử. Vì đường kính tỉ lệ với căn bậc hai của diện tích hình tròn nên hạt nhân có đường kính vào khoảng 1/10⁴ đường kính của nguyên tử.

b) Với giả thiết như đề bài thì đường kính nguyên tử sẽ là : 3.10⁴cm = 300m.

Nếu ta định nghĩa : “Một đơn vị cacbon (đvC) bằng \(\dfrac{1}{{12}}\) khối lượng của một nguyên tử cacbon” thì có chính xác không ? Vì sao ?

Phương pháp giải

Xem lại định nghĩa về nguyên tử khối

Hướng dẫn giải

Vì nguyên tố cacbon là một hỗn hợp đồng vị \({}^{12}C,{}^{13}C\) ... cho nên nguyên tử khối trung bình của cacbon là 12,0111 (chứ không phải chính xác là 12). Nếu lấy đơn vị cacbon theo định nghĩa nêu trong câu hỏi thì đơn vị đó sẽ lớn hơn đơn vị cacbon theo định nghĩa như sau :

“Một đơn vi cacbon bằng \(\dfrac{1}{{12}}\) khối lượng của một nguyên tử cacbon \({}^{12}C\)”

Tuy nhiên, vì sự khác nhau không lớn, nên định nghĩa trên không sai mà chỉ thiếu chính xác.

Xác định khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử hiđro, coi nó như một khối cầu có bán kính là 1.10¹⁵m. So sánh với urani là chất có khối lượng riêng bằng 19.103 kg/m³

Phương pháp giải

Ta có: \(D = \dfrac{M}{V}\)

\(V = \dfrac{4}{3}\pi {r^3}\) 

Hướng dẫn giải

Thể tích của hạt nhân nguyên tử hiđro là :

\(V = \frac{4}{3}.\pi .{r^3} = \frac{4}{3}.3,14.{({10^{ - 3}})^3}\)

= 4.10^-39 cm^-3

Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử hiđro là:

D = (khối lượng hạt nhân nguyên tử hiđro): (thể tích hạt nhân nguyên tử hiđro)

\( \approx \frac{1}{{{{4.10}^{ - 39}}}} = 0,{25.10^{39}}u/c{m^3}\)

hay 0,25.10³⁹.1,66.10^-24 g/cm³

≈ 4,15.10¹⁴gam/cm³ hay 4,15.10¹¹kg/cm³ hay 4,15.108 tấn/cm³

Khối lượng riêng của urani là 19.1013 kg/m³

So với khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử hidro thì khối lượng riêng của nguyên tử urani không đáng kể.

Một loại tinh thể nguyên tử, có khối lượng riêng là 19,36g/cm³. Trong đó, các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích của tinh thể, còn lại là các khe rỗng. Bán kính của nguyên tử là 1,44Å

a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử, từ đó suy ra khối lượng mol nguyên tử.

b) Hạt nhân nguyên tử có 118 nơtron, nguyên tử khối được coi bằng tổng khối lượng proton và nơtron. Tính số proton

Phương pháp giải

a) 1 mol chứa N = 6,022.10²³ nguyên tử

→ M = V.D.N

b) nguyên tử khối ≈ số khối A = P + N

Hướng dẫn giải

a) Khối lượng riêng của nguyên tử là:

\(D = \frac{{19,36.100}}{{74}} = 26,16(g/c{m^3})\)

Khối lượng của 1 mol nguyên tử:

\(M = V.D.N = \frac{4}{3}.\pi .{r^3}.D.N\)

\( = \frac{4}{3}.3,14.{(1,{44.10^{ - 8}})^3}.26,16.6,{022.10^{23}}\)

= 197 (g/mol)

b) Nguyên tử khối là 197.

ta có: nguyên tử khối ≈ số khối = P+N

số proton = 197 – 118 = 79