Title 4.1. Bài toán về kích thước, khối lượng nguyên tử, đồng vị nguyên tử ✅

CHỦ ĐỀ 4: TƯ DUY GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐẶC THÙ THUỘC LỚP 11 VÀ LỚP 10 4.1. Bài toán về kích thước, khối lượng nguyên tử, đồng vị nguyên tử. A. Một số công thức cần biết + Khối lượng của hạt proton và nơtron Pn 27 mm1u 1u1,6605.10(kg)     + Kích thước và khối lượng riêng của nguyên tử Cần nhớ một số công thức: Khối lượng riêng của một chất : m D V. Thể tích khối cầu : 34 Vr; 3 r là bán kính của khối cầu. Liên hệ giữa D và V ta có công thức : 3 m D 4 .3,14.r 3  + Với bài toán liên quan tới tinh thể ta giải như sau: Giả sử có 1 mol nguyên tử: 3tinhthe tinhthe1.n.tu23 V.%m4 VVrr... D6,023.103 + Công thức tính NTK trung bình (bài toán về đồng vị): 121x2x%X.A%X.A... A 100   B. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Nguyên tử khối của canxi là 40,078. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử canxi. Định hướng tư duy giải: Ta có: 272727 Ca1u1,6605.10(kg)m40,078.1,6605.1066,5495.10(kg) Ví dụ 2: Nguyên tử kẽm có bán kính 10r1,35.10m và có khối lượng nguyên tử là 65u. a. Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm. b. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân với bán kính 15r2.10m. Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm. Định hướng tư duy giải: a. Ta có công thức: 2727 33 nt 3103 m65.1,6605.1065.1,6605.10 D10,478.10(kg/m) 44V ..r.3,14.(1,35.10) 33     b. 2727 183 hn 3153 m65.1,6605.1065.1,6605.10 D3,2225.10(kg/m) 44V ..r.3,14.(2.10) 33     Ví dụ 3: Giả thiết trong tinh thể, các nguyên tử sắt là những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể, phần còn lại là các khe rỗng giữa các quả cầu, cho khối lượng nguyên tử của Fe là 55,85 ở 20 o C khối lượng riêng của Fe là 7,78g/cm 3 . Cho V hc =4r 3 /3. Bán kính nguyên tử gần đúng của Fe là: A. 1,44.10 -8 cm. B. 1,29.10 -9 cm. C. 1,97.10 -8 cm. D. Kết quả khác. Định hướng tư duy giải: Giả sử có 1 mol nguyên tử Fe 3tinhthem55,85V7,179cm D7,78 2438tinhthe 1.n.tu23 V.0,754 V8,94.10rr1,29.10cm 6,023.103   Ví dụ 4: Nguyên tử X có cấu trúc mạng lập phương tâm diện (hình bên). Phần trăm thể tích không gian trống trong mạng lưới tinh thể của X là A. 32 %. B. 26 %. C. 74 %. D. 68 %. Định hướng tư duy giải: a là độ dài ô mạng cơ sở; r là bán kính nguyên tử
Từ hình vẽ 3 3 4 11 4...r NT.8.64 3 82f0,7426% a a24r         Ví dụ 5: Cho biết 28 14 29 14 30 14 Si92,23% Si4,67%Si? Si3,10%       Định hướng tư duy giải: Áp dụng công thức về đồng vị: 28.92,2329.4,6730.3,10 Si28,109 100   Ví dụ 6: Clo ( Cl) tự nhiên là hỗn hợp của 2 đồng vị 35 17Cl và 37 17Cl trong đó đồng vị 35 17Cl chiếm 75,77% a. Tính nguyên tử khối trung bình của Clo. b. Tính % khối lượng của đồng vị 35 17Cl trong hợp chất CuCl 2 (biết M Cu =64) c. Tính % khối lượng của đồng vị 35 17Cl trong hợp chất HClO 4 (biết H=1; O=16). d. Xác định số đồng vị 35 17Cl có trong 1,5 mol phân tử HClO 4 Định hướng tư duy giải: a. 35 17 37 17 Cl:75,77%75,77.3524,23.37 Cl35,485 100Cl:24,23%      b. 352.0,7577.35 %Cl39,297% 642.35,485  c. 350,7577.35 %Cl26,391% 135,48516.4  d. 352323Cl1,5.0,7577.6,02.106,842.10  (nguyên tử) BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Nguyên tử khối của sắt là 55,85. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử sắt. Câu 2: Nguyên tử khối của kali là 39,10. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử kali. Câu 3: Nguyên tử khối của magie là 24,31. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử magie. Câu 4: Nguyên tử khối của đồng là 63,54. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử đồng. Câu 5: Nguyên tử khối của photpho là 30,97. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử photpho. Câu 6: Nguyên tử khối của oxi là 15,999. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử oxi. Câu 7: Nguyên tử natri có bán kính r = 0,157 (nm) và có khối lượng nguyên tử là 23u. Tính khối lượng riêng của nguyên tử natri. Câu 8: Nguyên tử magie có bán kính r = 0,136 (nm) và có khối lượng nguyên tử là 24u. Tính khối lượng riêng của nguyên tử magie. Câu 9: Nguyên tử silic có bán kính r = 0,117 (nm) và có khối lượng nguyên tử là 28u. Tính khối lượng riêng của nguyên tử silic. Câu 10: Nguyên tử nhôm có bán kính r = 0,125 (nm) và có khối lượng nguyên tử là 27u. Tính khối lượng riêng của nguyên tử nhôm. Câu 11: Ở 20 o C khối lượng riêng của Au là D Au = 19,32 g/cm 3 . Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Au là những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể. Biết khối lượng nguyên tử của Au là 196,97. Tính bán kính nguyên tử của Au là : A. 1,44.10 -8 cm B. 2,54.10 -8 cm C. 1,84.10 -8 cm D. 1,68.10 -8 cm. Câu 12: Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm 3 . Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Bán kính nguyên tử canxi tính theo lí thuyết là A. 0,155nm. B. 0,185nm. C. 0,196 nm. D. 0,168 nm.
Câu 13: Cho biết KLNT của Mg là 24,305 và khối lượng riêng của magie kim loại là 31,74g/cm. Giả thiết các nguyên tử Mg là những hình cầu nội tiếp trong các hình lập phương. Bán kính gần đúng của Mg là : A. 4,41.10 -8 cm B. 3,61.10 -8 cm C. 1,41.10 -8 cm D. 1,01.10 -8 cm. Câu 14: Khối lượng riêng của Li là 0,53g/cm 3 và nguyên tử khối của Li là 6,94. Trong tinh thể Li, có 32% theo thể tích là khe trống, bán kính nguyên tử gần đúng của Li là: A. 1,52.10 -8 cm B. 1,12.10 -8 cm C. 1,18.10 -8 cm D. 1,25.10 -8 cm Câu 15: Trong tự nhiên đồng có hai đồng vị là: 63 29Cu và 65 29Cu. Nguyên tử khối trung bình là 63,54 a. Tính % các đồng vị của đồng trong tự nhiên. b. Tính % khối lượng của đồng vị 63 29Cu có trong CuSO 4 (biết O=16; S=32). c. Trong 100 gam CuSO 4 có bao nhiêu nguyên tử 63 29Cu Câu 16: Trong tự nhiên brom có hai đồng vị là: 79 35Br chiếm 50,69% và 81 35Br chiếm 49,431%. a. Tìm nguyên tử khối trung bình của brom? b. Tính % khối lượng đồng vị 79 35Br có trong HBrO 4 (biết H=1; O=16). c. Trong 100 gam HBr có bao nhiêu nguyên tử 79 35Br . Câu 17: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là 63 29Cu và 65 29Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Thành phần phần trăm tổng số nguyên tử của đồng vị 65 29Cu là: A. 27% B. 50% C. 54% D. 73% Câu 18: Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền: 37 17Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, còn lại là 35 17Cl. Thành phần % theo khối lượng của 37 17Cl trong HClO 4 là: A. 8,92% B. 8,43% C. 8,56% D. 8,79% Câu 19: Nguyên tố X có hai đồng vị, đồng vị thứ nhất 35X chiếm 75%. Nguyên tử khối trung bình của X là 35,5. Đồng vị thứ hai là A. 34X. B. 37X. C. 36X. D. 38X. Câu 20: Nguyên tố Cu có nguyên tử khối trung bình là 63,54 có 2 đồng vị X và Y, biết tổng số khối là 128. Số nguyên tử đồng vị X = 0,37 số nguyên tử đồng vị Y. Vậy số nơtron của đồng vị Y ít hơn số nơtron của đồng vị X là: A. 2. B. 4. C. 6. D. 1. Câu 21: Một nguyên tố R có 2 đồng vị có tỉ lệ số nguyên tử là 27/23. Hạt nhân của R có 35 hạt proton. Đồng vị thứ nhất có 44 hạt nơtron, đồng vị thứ 2 có số khối nhiều hơn đồng vị thứ nhất là 2. Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố R là bao nhiêu? A. 79,2. B. 79,8. C. 79,92. D. 80,5. Câu 22: Trong tự nhiên Ag có hai đồng vị bền là 107Ag và 109Ag. Nguyên tử khối trung bình của Ag là 107,87. Hàm lượng 107Ag có trong AgNO 3 là (biết N =14; O =16) A. 43,12%. B. 35,59%. C. 35,56%. D. 35,88%. Câu 23: Nguyên tố Brom có 2 đồng vị là 79Br và 81Br. Khi cho Br 2 phản ứng vừa đủ với 3,45 gam Na thu được 15,435 gam muối. Cho biết nguyên tử khối của Na là 23, thành phần % về số nguyên tử của đồng vị 79Br trong hỗn hợp hai đồng vị là A. 45% B. 54,38% C. 44,38% D. 55% Câu 24: Hidro được điều chế bằng cách điện phân nước, hidro đó gồm 2 loại đồng vị 1 1H và 2 1D. Biết nguyên tử khối của hidro là 1,008, nguyên tử khối của oxi là 16. Trong 27,024 gam nước nói trên có số nguyên tử đồng vị 2 1D là A. 14,214.10 21 B. 33,502.10 22 C. 13,352.10 21 D. 14,455.10 21 Câu 25: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là 63 29Cu và 65 29Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Thành phần phần trăm của đồng vị 65 29Cu trong CuSO 4 là : A. 17% B. 11% C. 21% D. 14% ĐỊNH HƯỚNG GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Định hướng tư duy giải Ta có: 272727 Fe1u1,6605.10(kg)m55,85.1,6605.1092,7389.10(kg) Câu 2: Định hướng tư duy giải Ta có: 272727 K1u1,6605.10(kg)m39,10.1,6605.1064,9255.10(kg) Câu 3: Định hướng tư duy giải Ta có: 272727 Mg1u1,6605.10(kg)m24,31.1,6605.1040,3668.10(kg) Câu 4: Định hướng tư duy giải Ta có: 272727 Cu1u1,6605.10(kg)m63,54.1,6605.10105,5082.10(kg) Câu 5: Định hướng tư duy giải Ta có: 272727 P1u1,6605.10(kg)m30,97.1,6605.1051,42569.10(kg) Câu 6: Định hướng tư duy giải Ta có: 272727 O1u1,6605.10(kg)m15,999.1,6605.1026,5663.10(kg) Câu 7: Định hướng tư duy giải Ta có công thức: 2727 33 nt 3103 m23.1,6605.1023.1,6605.10 D2,3572.10(kg/m) 44V ..r.3,14.(1,57.10) 33     Câu 8: Định hướng tư duy giải Ta có công thức: 2727 33 nt 3103 m24.1,6605.1024.1,6605.10 D3,7841.10(kg/m) 44V ..r.3,14.(1,36.10) 33     Câu 9: Định hướng tư duy giải Ta có công thức: 2727 33 nt 3103 m28.1,6605.1028.1,6605.10 D6,9338.10(kg/m) 44V ..r.3,14.(1,17.10) 33     Câu 10: Định hướng tư duy giải Ta có công thức: 2727 33 nt 3103 m27.1,6605.1027.1,6605.10 D5,4828.10(kg/m) 44V ..r.3,14.(1,25.10) 33     Câu 11: Định hướng tư duy giải Ta có: Thể tích của 1 mol tinh thể Au: 3 Au 196,97 V10,195cm 19,32 Thể tích của 1 nguyên tử Au: 243 23 751 10,195..12,7.10cm 1006,023.10   Bán kính của Au: 24 8 333V3.12,7.10 r1,44.10cm 4.4.3,14     Câu 12: Định hướng tư duy giải + Thể tích 1 mol tinh thể Ca : 340 V28,81cm 1,55 + Thể tích 1 mol nguyên tử Ca : 3V28,81.74%19,1cm + Thể tích 1 nguyên tử Ca : 233 23 19,1 V3,17.10cm 6,02.10   Áp dụng công thức : 38 343V Vrr1,96.10cm0,196nm 34.    Câu 13: Định hướng tư duy giải + Thể tích 1 mol tinh thể Ca : 324,305 V13,986cm 1,74