Giải SBT Hoá học 10 Chân trời bài 2 Thành phần của nguyên tử
Hướng dẫn giải bài 2 Thành phần của nguyên tử - sách SBT hóa học 10. Đây là vở bài tập nằm trong bộ sách "Chân trời sáng tạo" được biên soạn theo chương trình đổi mới của Bộ giáo dục. Hi vọng, với cách hướng dẫn cụ thể và giải chi tiết học sinh sẽ nắm bài học tốt hơn.
Bài tập 2.1. Phát biểu nào dưới đây không đúng?
A. Nguyên tử được cấu thành từ các hạt cơ bản là proton, neutron và electron.
B. Hầu hết hạt nhân nguyên tử được cấu thành từ các hạt proton và neutron.
C. Vỏ nguyên tử được cấu thành bởi các hạt electron
D. Nguyên tử có cấu trúc đặc khít, gồm vỏ nguyên tử và hạt nhân nguyên tử.
Hướng dẫn: Đáp án: D (do nguyên tử có cấu trúc rỗng.)
Bài tập 2.2. Cho 1 mol kim loại X. Phát biểu nào dưới đây đúng?
A. 1 mol X chứa số lượng nguyên tử bằng số lượng nguyên tử trong 1 mol nguyên tử hydrogen.
B. 1 mol X chứa số lượng nguyên tử bằng số lượng nguyên tử trong 1/12 mol carbon.
C. 1 mol X có khối lượng bằng khối lượng 1 mol hydrogen.
D. 1 mol X có khối lượng bằng 1/12 khối lượng 1 mol carbon.
Hướng dẫn: Đáp án: A
Bài tập 2.3. Thành phần nào không bị lệch hướng trong trường điện?
A. Tia α. B. Proton
C. Nguyên tử hydrogen D. Tia âm cực
Hướng dẫn: Đáp án: C
Do Nguyên tử hydrogen trung hòa về điện nên không bị lệch hướng trong trường điện.
Bài tập 2.4. Phát biểu nào sai khi nói về neutron?
A. Tồn tại trong hạt nhân nguyên tử.
B. Có khối lượng bằng khối lượng proton.
C. Có khối lượng lớn hơn khối lượng electron.
D. Không mang điện.
Hướng dẫn: Đáp án: B (Khối lượng neutron xấp xỉ bằng khối lượng proton.)
Bài tập 2.5. Nguyên tử R có điện tích lớp vỏ nguyên tử là 41,6.10−19C. Điều khẳng định nào sau đây là không chính xác?
A. Lớp vỏ nguyên tử R có 26 electron.
B. Hạt nhân nguyên tử R có 26 proton.
C. Hạt nhân nguyên tử R có 26 neutron.
D. Nguyên tử R trung hòa về điện.
Hướng dẫn: Đáp án: C
Khi biết điện tích lớp vỏ nguyên tử chỉ xác định được số proton và số electron chưa thể xác định được số neutron.
Bài tập 2.6. Hạt nhân của nguyên tử nguyên tố A có 24 hạt, trong đó số hạt không mang điện là 12. Số electron trong A là
A. 12. B. 24. C. 13. D. 6.
Hướng dẫn: Đáp án: A
Trong nguyên tử nguyên tố A:
- Hạt nhân của nguyên tử có 24 hạt ⇒ số proton + số neutron = 24.
- Số hạt không mang điện là 12 ⇒ số neutron là 12.
Vậy nguyên tử A có số electron = số proton = 24 – 12 = 12.
Bài tập 2.7. Trong nguyên tử Al, số hạt mang điện tích dương là 13, số hạt không mang điện là 14. Số hạt electron trong Al là bao nhiêu?
A. 13. B. 15. C. 27. D. 14.
Hướng dẫn: Đáp án: A
Số hạt electron = số hạt mang điện tích dương = 13.
Bài tập 2.8. Đặc điểm của electron là
A. mang điện tích dương và có khối lượng.
B. mang điện tích âm và có khối lượng.
C. không mang điện và có khối lượng.
D. mang điện tích âm và không có khối lượng.
Hướng dẫn: Đáp án: B
Bài tập 2.9. Nhận định nào sau đây không đúng?
A. Tất cả các hạt nhân nguyên tử đều chứa proton và neutron.
B. Nguyên tử có kích thước vô cùng nhỏ và trung hòa về điện.
C. Lớp vỏ nguyên tử chứa electron mang điện tích âm.
D. Khối lượng nguyên tử hầu hết tập trung ở hạt nhân.
Hướng dẫn: Đáp án: A (do có một loại nguyên tử hydrogen không chứa neutron trong hạt nhân).
Bài tập 2.10. Cho các phát biểu sau:
(1) Tất cả các hạt nhân nguyên tử đều được cấu tạo từ các hạt proton và neutron.
(2) Khối lượng nguyên tử tập trung phần lớn ở lớp vỏ.
(3) Trong nguyên tử, số electron bằng số proton.
(4) Trong hạt nhân nguyên tử, hạt mang điện là proton và electron.
(5) Trong nguyên tử, hạt electron có khối lượng không đáng kể so với các hạt còn lại.
Số phát biểu đúng là:
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Hướng dẫn: Đáp án: B
Các phát biểu đúng: (3) và (5).
(1) sai vì có một loại nguyên tử hydrogen không có neutron.
(2) sai vì khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân nguyên tử.
(4) sai vì hạt nhân nguyên tử không chứa electron.
Bài tập 2.11. Kết quả nào trong thí nghiệm bắn phá lá vàng của Rutherford chỉ ra sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử?
Hướng dẫn:
Đa số hạt α bay xuyên thẳng qua lá vàng mỏng với hướng di chuyển không đổi.
Một số hạt α bị lệch hướng, chứng tỏ có va chạm trước khi bay ra khỏi lá vàng, một số hạt α bị lệch hướng do chịu tác động của một lượng lớn điện tích dương tập trung trong không gian rất nhỏ của nguyên tử vàng.
Các electron của nguyên tử quay quanh lõi trung tâm, giống như các hành tinh quay quanh Mặt Trời. Phần lõi này được gọi là hạt nhân nguyên tử.
Bài tập 2.12. Hãy điền những dữ liệu còn thiếu vào các chỗ trống trong các câu sau:
a) Trong ống tia âm cực, tia âm cực được phát ra từ điện cực âm được gọi là (1) ….
b) Đơn vị nhỏ nhất của một nguyên tố có thể tồn tại đơn lẻ hoặc tồn tại trong các phân tử được gọi là (2) …..
c) Hạt mang điện tích dương được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử được gọi là (3) ….
d) Hạt không mang điện tồn tại trong hạt nhân nguyên tử được gọi là (4) ….
e) Hạt trong nguyên tử có khối lượng nhỏ nhất và khối lượng lớn nhất, tương ứng là (5) …. và (6) …..
Hướng dẫn:
1. cathode; 2. nguyên tử; 3. proton; 4. neutron; 5. electron; 6. neutron.
Bài tập 2.13. Tia âm cực phát ra trong ống âm cực bị lệch hướng khi đặt trong trường từ. Một dây dẫn mang điện cũng có thể bị hút bởi trường từ. Tia âm cực bị lệch hướng khi đặt gần một vật mang điện âm. Tính chất nào của tia âm cực được thể hiện qua các hiện tượng này?
Hướng dẫn: Tia âm cực là dòng electron mang điện tích âm.
Bài tập 2.14. Electron sinh ra trong ống tia âm cực chứa khí neon có khác electron sinh ra trong ống tia âm cực chứa khí chlorine không? Vì sao?
Hướng dẫn: Electron sinh ra trong ống tia âm cực chứa khí neon giống electron sinh ra trong ống tia âm cực chứa khí chlorine. Vì các electron không khác nhau về bản chất trong các môi trường khác nhau.
Bài tập 2.15. Nguyên tử mang điện tích dương, điện tích âm hay trung hòa? Giải thích vì sao một nguyên tử có thể tồn tại ở trạng thái này.
Hướng dẫn: Nguyên tử trung hòa về điện vì trong nguyên tử, số proton bằng số electron (hay số đơn vị điện tích dương bằng số đơn vị điện tích âm).
Bài tập 2.16. X là nguyên tố hóa học có trong thành phần của chất có tác dụng oxi hóa và sát khuẩn cực mạnh, thường được sử dụng với mục đích khử trùng và tẩy trắng trong lĩnh vực thủy sản, diệt nhuộm, xử lí nước cấp, nước thải, nước bể bơi. Nguyên tử X có tổng số các loại hạt bằng 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt. Xác định thành phần cấu tạo của nguyên tử X.
Hướng dẫn:
Gọi p, n và e lần lượt là số proton, neutron và electron của X. Trong đó p = e.
Theo bài ra, ta có hệ phương trình:
2p + n = 52
2p - n = 16
Giải HPT có: p = 17, n = 18
Vậy trong X có 17 proton; 17 electron và 18 neutron.
Bài tập 2.17. Các hợp chất của nguyên tố Y được sử dụng như là vật liệu chịu lửa trong các lò sản xuất sắt, thép, kim loại màu, thủy tinh và xi măng. Oxide của Y và các hợp chất khác cũng được sử dụng trong nông nghiệp, công nghiệp hóa chất và xây dựng. Nguyên tử Y có tổng số các hạt là 36. Số hạt không mang điện bằng một nửa hiệu số giữa tổng số hạt với số hạt mang điện tích âm. Xác định thành phần cấu tạo của nguyên tử Y.
Hướng dẫn:
Gọi p, n và e lần lượt là số proton, neutron và electron của Y. Trong đó p = e.
Theo bài ra ta có hệ phương trình:
2p + n = 36
n = (36 - p) : 2
Giải HPT có: p = 12; n = 12
Vậy trong Y có 12 proton; 12 electron và 12 neutron.
Bài tập 2.18. Nitrogen giúp bảo quản tinh trùng, phôi, máu và tế bào gốc. Biết nguyên tử nitrogen có tổng số hạt là 21. Số hạt không mang điện chiếm 33,33%. Xác định số đơn vị điện tích hạt nhân của nitrogen.
Hướng dẫn:
Gọi p, n và e lần lượt là số proton, neutron và electron của nitrogen. Trong đó p = e.
Số hạt không mang điện chiếm 33,33%
⇒ số neutron = n = $\frac{33,33}{100}.21$ = 7(1)
Lại có tổng số hạt là 21: p + e + n = 21 ⇒ 2p + n = 21 (2)
Thế n = 7 vào (2) được p = 7.
Vậy nguyên tử nitrogen có số đơn vị điện tích hạt nhân là 7.
Bài tập 2.19. Magnesium oxide (MgO) được sử dụng để làm dịu cơn đau ợ nóng và chua của chứng đau dạ dày. Tổng số hạt mang điện trong hợp chất MgO là 40. Số hạt mang điện trong nguyên tử Mg nhiều hơn số hạt mang điện trong nguyên tử O là 8. Xác định điện tích hạt nhân của Mg và O.
Hướng dẫn:
Tổng số hạt mang điện trong hợp chất MgO là 40 nên:
(pMg + eMg) + (pO + eO) = 40 hay 2pMg + 2pO = 40 (1)
Lại có, số hạt mang điện trong nguyên tử Mg nhiều hơn số hạt mang điện trong nguyên tử O là 8 nên:
(pMg + eMg) - (pO + eO) = 8 hay 2pMg - 2pO = 8 (2)
Từ (1) và (2) giải hệ phương trình ta được: pMg = 12 và pO = 8.
Vậy điện tích hạt nhân Mg là +12; điện tích hạt nhân O là +8.
Bài tập 2.20. Helium là một khí hiếm được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như hàng không, hàng không vũ trụ, điện tử, điện hạt nhân và chăm sóc sức khỏe. Nguyên tử helium có 2 proton, 2 neutron và 2 electron. Cho biết khối lượng của electron trong nguyên tử helium chiếm bao nhêu phần trăm khối lượng nguyên tử.
Hướng dẫn:
Ta có: mp ≈ mn ≈ 1u; me = 0,00055u.
Thành phần phần trăm khối lượng electron trong nguyên tử helium:
%e = $\frac{0,00055.2}{0,00055.2+1.2+1.2}.100%$ = 0,027%
Bài tập 2.21*. Khi phóng chùm tia α vào một lá vàng mỏng, người ta thấy rằng trong khoảng 108 hạt α 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.
Hướng dẫn:
a) Một cách gần đúng ta có hạt nhân có tiết diện hình tròn bằng $\frac{1}{10^{8}}$ 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 $\frac{1}{10^{4}}$ đường kính của nguyên tử.
b) Nếu ta coi hạt nhân có kích thước như một quả bóng bàn có đường kính bằng 3 cm thì đường kính của nguyên tử sẽ là: 3 . $10^{4}$ = 30 000 cm = 300 m.
Bài tập 2.22*. Calcium là một loại khoáng chất có vai trò rất quan trọng trong cơ thể người. Trong cơ thể, calcium chiếm 1,5 – 2% trọng lượng, 99% lượng calcium tồn tại trong xương, răng, móng và 1% trong máu. Calcium kết hợp với phosphorus là thành phần cấu tạo cơ bản của xương và răng, làm cho xương và răng chắc khỏe. Khối lượng riêng của calcium kim loại là 1,55 g/cm3. Giả thiết rằng, trong tinh thể calcium, các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Xác định bán kính nguyên tử calcium. Cho nguyên tử khối của calcium là 40.
Cho biết công thức tính thể tích hình cầu là V = $\frac{4\pi r^{3}}{3}$ trong đó r là bán kính của hình cầu.
Hướng dẫn:
Bài tập 2.23*. Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử iron lần lượt là 1,28 $\overset{o}{A}$ và 56 g/mol. Tính khối lượng riêng của iron. Biết rằng trong tinh thể, các tinh thể iron chiếm 74% thể tích còn lại là phần rỗng.
Hướng dẫn:
Đổi 1,28 $\overset{o}{A}$= 1,28.$10^{-8}$ cm.
Khối lượng của 1 nguyên tử Fe: $\frac{56}{6,02.10^{23}}$ (gam)
Thể tích của 1 nguyên tử Fe:
$\frac{4}{3}πr^{3}$ ≈ $\frac{4}{3}π(1,28.10^{−8})^{3}$($cm^{3}$)
Khối lượng riêng của iron: d = $\frac{m_{1nt}}{V_{1nt}}$ ≈ 10,59(g/$cm^{3}$)
Do Fe chiếm 74% thể tích trong tinh thể nên khối lượng riêng thực tế của Fe là:
10,59.$\frac{74}{100}$=7,84(g/$cm^{3}$)
Bài tập 2.24*. Nguyên tử Fe ở 20°C có khối lượng riêng là 7,87 g/cm3. Với giả thiết này, tinh thể nguyên tử Fe là những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể, phần còn lại là những khe rỗng giữa các quả cầu. Cho biết khối lượng nguyên tử của Fe là 55,847. Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Fe.
Hướng dẫn:
Bài tập 2.25*. Nguyên tử kẽm (Zn) có nguyên tử khối bằng 65u. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, với bán kính r = 2×10-15m. Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là bao nhiêu tấn trên một centimet khối (tấn/cm3)?
Hướng dẫn:
