Bài tập tự luận trong chương nguyên tử

BÀI TẬP TỰ LUẬN CHƯƠNG NGUYÊN TỬ.  A. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ. Bài 1. So sánh điện tích và khối lượng của proton, nơtron và electron dựa vào bảng sau: Tên Kí hiệu Khối lượng Điện tích Electron e me= 9,1095 x 10-31kg me= 0,549 x 10-3 u -1,6.10-19C Proton p mp= 1,6726 x 10-27kg mp = 1 u +1,6.10-19C Nơtron n mn= 1,6750 x 10-27kg mn= 1 u 0 Bài 2. Dựa vào bảng trên, hãy tính khối lượng của một nguyên tử cacbon( gồm 6p, 6n và 6e).            Tính tỉ số khối lượng của electron trong nguyên tử so với khối lượng toàn nguyên tử. Đáp án : MC = 20,07.10-27kg; = 3 phần vạn . Bài 3. Electron trong nguyên hiđro chuyển động xung quanh hạt nhân bên trong một khối cầu có bán kính lớn hơn bán kính hạt nhân là 10.000 lần. Nếu ta phóng đại hạt nhân lên thành quả bóng có đường kính 6 cm thì bán kính khối cầu sẽ là bao nhiêu? Đáp án : r = 300 m. Bài 4. Biết ràng nguyên tử sắt gồm 26p, 30n và 26e. a) Tính khối lượng electron có trong 1kg sắt. b) Tính khối lượng sắt chứa 1 kg electron. Đáp án : a) 0,255 g; b) 3920 kg. Bài 5. Nguyên tử kẽm có bán kính là r = 1,35.10-10m, có khối lượng nguyên tử là 54 u. a) Tìm khối lượng riêng của nguyên tử sắt. b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung vào hạt nhân với bán kính r = 2.10-15m. Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm. Đáp án : a) d = 10 g/cm3  b) 2.1039 u hay 3,32.1015 gam (hơn 3 tỉ tấn). Bài 6. Tính bán kính gần đúng của nguyên tử canxi, biết thể tích của một mol canxi bằng 25,87cm3. Biết trong tinh thể, nguyên tử canxi chỉ chiếm 75% thể tích, còn lại là các khe trống. Đáp án : r = 1,97.10-8 cm. Bài 7. Xác định bán kính gần đúng của Ca, Fe và Au nếu tỉ khối (khối lượng riêng) của các kim loại đó lần lượt là 1,55 ; 7,9 ; 19,3. Cho Ca = 40,08; Fe = 55,935; Au = 196,97. Đáp án : rCa = 1,97.10-8 cm; rAu = 1,44. 10-8cm; rFe = 1,28. 10-8cm. Bài 8. a) Bao nhiêu electron mang điện tích tổng cộng 1 Culong? b) 1mol electron mang điện tích tổng cộng là bao nhiêu Culong? Đáp án : a) 6,25. 1018 e; b) 96.368 C. Bài 9. Tính khối lượng bằng gam của một 1mol electron, 1mol proton. Đáp án : 0,0005675 gam ; 1,0074 gam. Bài 10. Biết rằng 1 nguyên tử oxi được tạo nên bởi 8p, 8n, 8e . Tính tỉ số khối lượng cuả electron trong nguyên tử so với khối lượng toàn nguyên tử. Từ đó có thể rút ra kết luận gì không? Đáp án : 0,000272. Bài 11. Tính bán kính gần đúng của nguyên tử Au ở 200C biết ở nhiệt độ đó khối lượng riêng của Au là 19,32 g/cm3, và giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Au là những hình cầu chiếm 75% thể tích, phần còn lại là những khe rỗng. Cho khối lượng nguyên tử Au là 196,97. Đáp án : rAu = 1,44.10-8 cm. Bài 12. Cho rằng hạt nhân nguyên tử và chính nguyên tử H có dạng hình cầu. Hạt nhân nguyên tử hiđro có bán kính gần đúng bằng 10-15 m, bán kính nguyên tử H bằng 0,53.10-15m. a) Hãy xác định khối lượng riêng của hạt nhân và nguyên tử H. b) So sánh kết quả tìm được so với khối lượng riêng của Au kim loại:19,32 g/cm3. Đáp án : d = 2,66 g/cm3 Bài 13. Cho biết khối lượng của nguyên tử C gấp 11,905 lần khối lượng của nguyên tử H. Hãy tính nguyên tử khối của H ra u và ra gam. Cho biết khối lượng của nguyên tử C bằng 12 u. Đáp án : 1,008 u và 1,673.10-24gam Bài 14. Bán kính nguyên tử hidro gần bằng 0,053 nm, còn bán kính hạt nhân gần bằng 10-5nm. Cho rằng cả hạt nhân và nguyên tử có dạng hình cầu, hãy tính tỉ lệ thể tích toàn nguyên tử so với thể tích hạt nhân. Đáp án : 1,5.1014 lần. Bài 15. Bán kính gần đúng của một nơtron là 1,5.10-10 m, còn khối lượng của nơtron là 1,675.10-27kg. Tính khối lượng riêng của nơtron (xem nơtron có dạng cầu). Đáp án : 118.109 kg/cm3. B. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – ĐỒNG VỊ. Bài 1. a) Định nghĩa nguyên tố hoá học.     b) Vì sao số hiệu nguyên tử lại đặc trưng cho một nguyên tố hoá học? Bài 2. Nêu sự khác nhau giữa điện tích hạt nhân và số khối. Bài 3. Viết công thức các loại phân tử nước biết rằng hiđro và oxi có các đồng vị sau: Bài 4. Tính khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tố niken biết rằng trong tự nhiên, đồng vị của Ni tồn tại theo tỉ lệ sau:     67,76%     26,16%    2,42%     3,66%    Từ kết quả trrên hãy giải thích vì sao nguyên tử có số hiệu nguyên tử nhỏ lại có khối lượng nguyên tử trung bình lớn và ngược lại. Đáp án : 58, Bài 5. Đồng có 2 đồng vị . Khối lượng nguyên tử trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần phần trăm của mỗi loại đồng vị tồn tại trong tự nhiên. Đáp án : 27% và 37%. Bài 6. Hiđro đi chế từ nước nguyên chất có khối lượng nguyên tử trung bình là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị trong 1ml nước? (Trong nước, chủ yếu tồn tại 2 đồng vị là ). Đáp án : 5,35.1020 nguyên tử. Bài 7. Oxi trong tự nhiên là một hỗn hợp 3 đồng vị 99,757%             0,039%              0,204% Tính số nguyên tử của mỗi loại đồng vị khi có một nguyên tử. Đáp án : 2558 và 5 nguyên tử. Bài 8. Agon tách ra từ không khí là một hỗn hợp của 3 đồng vị : 40Ar (99,6%)                   38Ar (0,063%)                       36Ar (0,337%) Tính thể tích của 20 gam agon ở điều kiện tiêu chuẩn. Đáp án : 11,21 lít. Bài 9. Căn cứ và đâu người ta biết rằng giữa nguyên tố hiđro (Z=1) và nguyên tố urani (Z=92) chỉ có 90 nguyên tố, không còn nguyên tố nào khác? Bài 10. Các nguyên tố hoá học có điện tích hạt nhân Z > 82 đều có tính phóng xạ, hạt nhân nguyên tử không bền và tự phân huỷ. a) Dựa vào bảng tuần hoàn, xem xét đối với các nguyên tử có Z < 82 thì tỉ số nơtron/proton cao nhất bằng bao nhiêu ? Thấp nhất bằng bao nhiêu? b) Trong số 20 nguyên tố đầu, trừ hiđro ra thì tỉ số đó cao nhất là bao nhiêu, thấp nhất là bao nhiêu ? Bài 11. Một nguyên tố X có hai đồng vị có tỉ lệ số nguyên tử là . Hạt nhân của X có 35 proton. Đồng vị 1 có 44 nơtron. Đồng vị 2 có nhiều hơn đồng vị 1 là 2 nơtron. Tính khối lượng nguyên tử trung bình của X. Đáp án : 79,92. Bài 12. Nêu sự khác nhau giữa số điện tích hạt nhân và số khối của nguyên tử. Bài 13. Nguyên tử X có 3 đồng vị là A chiếm 92,3%, B chiếm 4,7%, C chiếm 3%. Tổng số hkối của 3 đồng vị là 87. Số nơtron trong B nhiều hơn A một hạt. Khối lượng nguyên tử trung bình của X là 28,107 u.     a) Hãy tìm số khối của A, B ,C.     b) Nếu trong A có số n = số p. Hãy tìm số nơtron trong mỗi đồng vị. Đáp án : a) A = 28 ; B = 29 ; C = 30 ; b) A = 14 ; B = 15 ; C = 16 . Bài 14. Cho một dung dịch chứa 8,19 g muối NaX tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 20,09 g kết tủa. a) Tìm khối lượng nguyên tử và gọi tên X. b) X có hai đồng vị tự nhiên trong đó đồng vị một có số nguyên tử nhiều hơn ồng vị hai là 50%. Hạt nhân đồng một có ít hơn hạt nhân ồng vị hai là 2 nơtron. Tìm số khối của mỗi đồng vị. Đáp án : 35,5 (Clo) ; 35 và 37. Bài 15. Oxi có 3 đồng vị là : . Cacbon có 2 đồng vị là : . Hỏi có thể có bao nhiêu lọai phân tử khí cacbonic? Viết công thức phân tử và tính khối lượng phân tử của chúng. Bài 16. Cho các nguyên tử sau, các nguyên tử nào là đồng vị của nhau: Bài 17. Xác định điện tích hạt nhân, số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, nguyên tử khối của nguyên tử sau: Bài 18. Viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố sau, biết: a)  Silic có điện tích hạt nhân là 14+, số nơtron là 14. b)  Kẽm có 30 electron và 35 nơtron. c)  Kali có 19 proton và 20 nơtron. d)  Neon có số khối là 20, số proton bằng số nơtron Bài 19. Xác định cấu tạo hạt (tìm số electron, số proton, số nơtron), viết kí hiệu nguyên tử của các nguyên tử sau, biết: a) Tổng số hạt là 115, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt. b) Tổng số hạt là 95, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt. c) Tổng số hạt là 40, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện dương là 1 hạt. d) Tổng số hạt là 36, số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện. e) Tổng số hạt là 52, số hạt không mang điện bằng 1,06 lần số hạt mang điện âm. f) Tổng số hạt là 49, số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện. Đáp án : Bài 20. Liti trong tự nhiên có hai đồng vị: 7Li chiếm 92,5% và 6Li chiếm 7,5%. Tính nguyên tử khối trung bình của Li Bài 21. Brom có hai đồng vị : 79Br chiếm 50,7% còn lại là  81Br. Tính nguyên tử khối trung bình của Br. Bài 21. Tính nguyên tử lượng trung bình của các nguyên tố sau, biết trong tự nhiên chúng có các đồng vị là: Đáp án : a) 58,74 ; b) 16,00 ; c) 55,97 ; d) 207,20  C. CẤU HÌNH ELECTRON. Bài 1. a) Căn cứ vào đâu để sắp xếp các electron theo từng lớp trong vỏ nguyên tử? b) Các electron thuộc lớp K hay lớp L liên kết với hạt nhân chặt chẽ hơn? Bài 2. Trong nguyên tử, những electron nào quyết định tính chất hoá học của một nguyên tố ? Bài 3. Viết cấu hình electron của các nguyên tử có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 11? Nhận xét sự biến đổi số electron lớp ngoài cùng. Bài 4. Có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của nguyên tố có số hiệu nguyên tử : a) 3, 11, 19 ; b) 8, 16 ; c) 9, 17. Bài 5. a) Viết cấu hình electron của các cặp nguyên tử có số hiệu nguyên tử là : 3, 11 ; 4, 12 ; 7, 15 ; 8, 16 ; 10, 18 b) Nhận xét số electron lớp ngoài cùng của từng cặp. c) Những cặp nào là kim loại, phi kim, khí hiếm ? Bài 6. Tổng số hạt nơtron, proton và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 40 .     a) Xác định số khối của nguyên tử đó.     b) Viết cấu hình electron của nguyên tố đó. Đáp án : a) 27. Bài 7. Cho biết cấu hình electron của các nguyên tố sau:                 1)  1s2 2s2 2p6 3s2 3p4                      2)  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1                 3)  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 a) Nguyên tố nào là kim loại ? phi kim ? khi hiếm ? b) Đối với môĩ nguyên tử, lớp electron nào liên kết với hạt nhân chặt chẽ nhất ? c) Có thể xác định khối lượng của các nguyên tố không ? vì sao? Bài 8. Dựa vào bảng tuần hoàn gọi tên các nguyên tố có có hình electron sau:                               a)  1s2 2s1                           d)  1s2 2s2 2p6 3s2                      b)  1s2 2s2 2p5                    e)  1s2 2s2 2p6 3s2 3p3                c)  1s2 2s2 2p6                     f)  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Những nguyên tố nào là kim loại ? phi kim ? khí hiếm ? Có bao nhiêu electron ngoài cùng ? Bài 9. Viết cấu hình electron của oxi (Z = 8) và lưu huỳnh (Z = 16), nitơ (Z = 7) và phot pho (Z = 15). Nhận xét về số electron ngoài cùng của từng cặp. Chúng là kim loại hay phi kim ? Bài 10. Lớp electron ngoài cùng có những đặc điểm gì ? Bài 11. Biết được sự phân bố electron trong nguyên tử của các nguyên tố thì có lợi gì ? Bài 12. Trong những nguyên tố có số hiêụ nguyên tử từ Z = 1 đến Z = 36, những nguyên tố nào có cấu hình electron thỏa mãn 2 điều kiện :     - Lớp ngoài cùng có 8 electron.     - Lớp ngoài cùng chứa số electron tối đa. Bài 13. a) Viết cấu hình electron đầy đủ cho các nguyên tử có lớp electron ngoài cùng là :                   a)   2s1                           d)   3s2 3p1               g) 3s2 3p6                b)   2s2 2p3                    e)   3s2 3p3               c)   2s2 2p6                     f)   3s2 3p5                  b) Căn cứ vào nguyên tắc nào để có thể viết được ? c) Gọi tên các nguyên tố đó ? Bài 14. Kể tên, viết kí hiệu, số hiệu nguyên tử của 5 nguyên tố có lớp electron ngoài cùng bão hoà. Bài 15. Cũng câu hỏi trên đối với 5 nguyên tố lớp ngoài cùng chỉ có 1 electron. Đối với 5 nguyên tố lớp ngoài cùng có 7 electron. Bài 16. Sử dụng bảng tuần hoàn hãy xác định các nguyên tố và viết cấu hình electron theo obitan nếu cho biết số electron của các nguyên tố trên từng phân lớp như sau :     a) 2,2       b) 2, 5       c) 2, 8, 5         d) 2, 8, 3         e) 2, 8, 7         f) 2, , 8, 2 Bài 17. Hãy cho biết các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 36, nguyên tố nào có : a) 8 electron lớp ngoài cùng. b) 2 electron lớp ngoài cùng. c) 2 electron độc thân ở lớp ngoài cùng. d) 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng. Bài 18. Nguyên tử X có 3 lớp electron. Lớp thứ 3 có 4 electron. a) Nguyên tử X có bao nhiêu electron ? Bao nhiêu proton ? b) Số hiệu nguyên tử của X là bao nhiêu? Bài 19. Viết cấu hình electron của các nguyên tử có Z = 21, 23, 26, 28. Những nguyên tố nào là kim loại, phi kim hay khí hiếm? Bài 20. Cấu hình electron ở lớp ngoài cùng của các nguyên tử sau lần lượt là 3s23p1 ; 3s1 ; 3s23p6; 3s23p63d5 ; 4p3. a)  Viết cấu hình electron đầy đủ của mỗi nguyên tử. b)  Cho biết mỗi nguyên tử có mấy lớp electron, số electron trên mỗi lớp là bao nhiêu? c)  Nguyên tố nào là kim loại, phi kim, khí hiếm? Giải thích? Bài 21. Cho các nguyên tử sau:            A: có điện tích hạt nhân là 36+.                B: có số hiệu nguyên tử là 20.          C: có 3 lớp electron, lớp M chứa 6 electron.                D: có tổng số electron trên phân lớp proton là 9. a) Viết cấu hình e của A, B, C, D. b) Ở mỗi nguyên tử, lớp electron nào đã chứa số electron tối đa? Bài 22. Ba nguyên tử A, B, C có số hiệu nguyên tử là 3 số tự nhiên liên tiếp. Tổng số e của chúng là 51. Hãy viết cấu hình electron và cho biết tên của chúng. Đáp án: 16: S, 17: Cl, 18: Ar Bài 23. Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử một nguyên tố là 21. a) Hãy xác định tên nguyên tố đó. b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó. c) Tính tổng số electron trong nguyên tử của nguyên tố đó. Bài 24. Nguyên tố X có cấu hình electron sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. a) Cho biết nguyên tử X có bao nhiêu electron. b) X có mấy lớp electron, mỗi lớp có mấy electron. c) X là kim loại, phi kim hay khí hiếm? Tại sao.