Bài 2 Phản ứng hạt nhân A/ Câu hỏi đầu bài Mở đầu trang 15 Chuyên đề Hóa 10 Sự phát triển của hóa học thời cổ và trung đại có sự đóng góp quan trọng của các nhà gia kim thuật, những người có ước mơ bi[.]
Bài 2: Phản ứng hạt nhân A/ Câu hỏi đầu Mở đầu trang 15 Chuyên đề Hóa 10: Sự phát triển hóa học thời cổ trung đại có đóng góp quan trọng nhà gia kim thuật, người có ước mơ biến thủy ngân (Hg, Z = 80) thành vàng (Au, Z = 79) Tất nhiên họ thành công Tuy nhiên ngày điều trở thành thật nhờ biến đổi hạt nhân nguyên tử Sự biến đổi hạt nhân sau mơ tả q trình này? A Loại proton từ hạt nhân Hg B Thêm proton vào hạt nhân Hg Trả lời: Một nguyên tử nguyên tố thủy ngân (Hg, Z = 80) có 80 proton hạt nhân Một nguyên tử nguyên tố vàng (Au, Z = 79) có 79 proton hạt nhân Sự biến đổi hạt nhân cách loại proton từ hạt nhân Hg biến thủy ngân thành vàng I Phóng xạ tự nhiên phóng xạ nhân tạo Phóng xạ tự nhiên Câu hỏi trang 16 Chun đề Hóa 10: Qua thí nghiệm nghiên cứu thành phần tia xạ từ phóng xạ tự nhiên (Hình 2.1), cho biết dịng hạt α, β, γ mang điện tích dương, âm hay khơng mang điện Trả lời: Dòng hạt α (hạt nhân 42 He ) mang điện tích dương Dịng hạt β ( 01 e ) mang điện tích âm Dịng hạt γ khơng mang điện Luyện tập trang 16 Chun đề Hóa 10: Vì hạt α có giá trị điện tích lớn gấp đơi hạt β lại bị lệch trường điện? Trả lời: Gia tốc hạt tính biểu thức: a F | q | E m m Gia tốc hạt tỉ lệ thuận với giá trị điện tích, tỉ lệ nghịch với khối lượng hạt Tia α chất hạt nhân nguyên tử 42 He có khối lượng lớn nhiều so với tia β có chất electron nên dù điện tích có lớn gia tốc hạt tia β lớn so với tia α nên điện trường bị lệch nhiều Câu hỏi trang 16 Chuyên đề Hóa 10: Vì tia γ khơng bị lệch trường điện? Trả lời: Tia γ không bị lệch trường điện tia γ dịng hạt khơng mang điện tích Câu hỏi trang 16 Chuyên đề Hóa 10: Nhận xét tổng số khối tổng điện tích trước sau phản ứng Trả lời: Tổng số khối tổng điện tích trước sau phản ứng khơng thay đổi Ví dụ minh họa: 60 27 CO → 60 28 Ni + β + γ Tổng số khối trước = tổng số khối sau = 60 Tổng điện tích trước (= 27) = tổng điện tích sau (28 – = 27) Sự phóng xạ nhân tạo Câu hỏi trang 17 Chuyên đề Hóa 10: Nêu giống khác phóng xạ tự nhiên phóng xạ nhân tạo Trả lời: - Giống nhau: Đều trình biến đổi hạt nhân nguyên tử đồng thời phát tia xạ - Khác nhau: + Phóng xạ tự nhiên: Là trình biến đổi hạt nhân tự phát, khơng phụ thuộc vào tác động bên Sơ đồ tổng quát: Hạt nhân mẹ → Hạt nhân + Tia xạ + Phóng xạ nhân tạo: Là q trình biến đổi hạt nhân không tự phát, gây tác động bên lên hạt nhân Sơ đồ tổng quát: Tia xạ + Hạt nhân → [Hạt nhân trung gian] → Hạt nhân + Tia xạ II Phản ứng hạt nhân định luật bảo tồn số khối điện tích Phản ứng hạt nhân Câu hỏi trang 17 Chuyên đề Hóa 10: Cho phản ứng hóa học C + O2 → CO2 Phản ứng hóa học khác phản ứng phóng xạ tự nhiên nhân tạo điểm nào? Trả lời: - Phản ứng hóa học có biến đổi electron lớp vỏ nguyên tử nguyên tố 4 2 Cụ thể: C O CO Nguyên tử C nhường electron, nguyên tử O nhận electron - Các phản ứng phóng xạ tự nhiên nhân tạo biến đổi proton hạt nhân nguyên tử Định luật bảo tồn số khối điện tích Câu hỏi trang 18 Chuyên đề Hóa 10: Cho phản ứng hạt nhân sau: 16 O 167 N A Z X Xác định số khối, điện tích tên gọi hạt nhân AZ X Trả lời: Theo định luật bảo toàn số khối: 16 = 16 + A ⇒ A = Theo định luật bảo tồn điện tích: 8=7+Z⇒Z=1 Vậy hạt nhân cần tìm có tên gọi H (hydrogen) số khối A = 0, điện tích hạt nhân Z=1 III Ứng dụng phản ứng hạt nhân Vận dụng trang 19 Chuyên đề Hóa 10: trị dựa theo phản ứng sau đây: 60 27 CO → 60 28 Ni + β + γ 60 27 CO dùng phương pháp xạ Do nguồn xạ đặt thể bệnh nhân nên tia xạ trị cần phải có khả đâm xuyên (khả xuyên qua lớp vật chất) lớn Dựa vào chất tia γ β, em dự đốn tia γ hay tia β có tác dụng xạ trị đặt 60 27 CO ngồi thể bệnh nhân Trả lời: Tia γ có khả đâm xuyên lớn tia β ⇒ Tia γ có tác dụng xạ trị đặt 60 27 CO thể bệnh nhân Khả đâm xuyên qua số vật chất tia phóng xạ Bài tập: Bài tập trang 21 Chuyên đề Hóa 10: Xác định số khối điện tích hạt nhân X trình sau: a) 22 11 Na ?? X 01 e 35 b) ?? X 17 Cl 01 e c) 63 28 Ni ?? X 1 e d) ?? X 94 Be 01 e ( 01 e hạt positron, cịn kí hiệu β+) Trả lời: a) 22 11 Na ?? X 01 e Theo định luật bảo toàn số khối: 22 = AX + ⇒ AX = 22 Theo định luật bảo toàn điện tích: 11 = ZX + (+1) ⇒ ZX = 10 Vậy hạt nhân X có số khối A = 22, điện tích hạt nhân Z = 10 35 b) ?? X 17 Cl 01 e Theo định luật bảo toàn số khối: AX = 35 + ⇒ AX = 35 Theo định luật bảo toàn điện tích: ZX = 17 + (-1) ⇒ ZX = 16 Vậy hạt nhân X có số khối A = 35, điện tích hạt nhân Z = 16 c) 63 28 Ni ?? X 1 e Theo định luật bảo toàn số khối: 63 = AX + ⇒ AX = 63 Theo định luật bảo toàn điện tích: 28 = ZX + (-1) ⇒ ZX = 29 Vậy hạt nhân X có số khối A = 63, điện tích hạt nhân Z = 29 d) ?? X 94 Be 01 e Theo định luật bảo toàn số khối: AX = + ⇒ AX = Theo định luật bảo tồn điện tích: ZX = + (+1) ⇒ ZX = Vậy hạt nhân X có số khối A = 9, điện tích hạt nhân Z = Bài tập trang 21 Chuyên đề Hóa 10: Phân rã tự nhiên 208 82 Th tạo đồng vị bền 232 90 Pb , đồng thời giải phóng số hạt α β Xác định số hạt α β cho trình phân rã hạt nhân 232 90 Th Trả lời: Th → 232 90 208 82 Pb + x 42 He + y 01 e Theo định luật bảo toàn số khối: 232 = 208 + 4x + 0y (1) Theo định luật bảo tồn điện tích: 90 = 82 + 2x + (-1)y (2) Từ (1) (2) ta có: x = 6, y = Vậy trình phân rã hạt nhân Th giải phóng hạt α hạt β 232 90 Bài tập trang 21 Chuyên đề Hóa 10: Cần đốt cháy kg than đá chứa 80% C để tạo lượng nhiệt lượng giải phóng gam hạch Biết phân hạch mol 235 92 Trả lời: 235 92 U tương ứng với 1.235 = 235 gam Khi phân hạch 235 gam 235 92 U phân U tỏa lượng 1,8.1010 kJ, đốt cháy hoàn toàn mol C tỏa lượng 393,5 kJ mol 235 92 U tỏa lượng 1,8.1010 kJ Khi phân hạch gam 235 92 U tỏa lượng 1,8.1010 kJ 235 Đốt cháy hoàn toàn mol C tỏa lượng 393,5 kJ 1,8.1010 ⇒ Đốt cháy hoàn toàn x mol C tỏa lượng kJ 235 1,8.1010 ⇒x= mol 235.393,5 1,8.1010 ⇒ Khối lượng C cần dùng 12 (gam) 235.393,5 ⇒ Khối lượng than đá cần dùng là: 1,8.1010 100 12 ≈ 2,92.106 gam ≈ 2920 kg 235.393,5 80 Bài tập 4* trang 21 Chuyên đề Hóa 10: Một mảnh giấy lấy từ “Cuộn sách Biển Chết” (gồm 981 ghi khác phát 12 hang động phía đơng hoang mạc Judaea), xác định có 10,8 nguyên tử 146 C bị phân rã phút ứng với gam carbon mảnh giấy (Hình 2.3) Hãy tính tuổi mảnh giấy (t) dựa theo phương trình: t A ln k At Trong đó: A0 coi số nguyên tử 146 C bị phân rã phút với gam carbon sinh vật sống, A0 = 13,6 At coi số nguyên tử 146 C bị phân rã phút với gam carbon mẫu vật nghiên cứu Hằng số k = 1,21 × 10-4 năm-1 Trả lời: Tuổi mảnh giấy t ln A0 = k At 13,6 ≈ 1905 năm ln 4 1, 21.10 10,8 ... hạt nhân Câu hỏi trang 17 Chuyên đề Hóa 10: Cho phản ứng hóa học C + O2 → CO2 Phản ứng hóa học khác phản ứng phóng xạ tự nhiên nhân tạo điểm nào? Trả lời: - Phản ứng hóa học có biến đổi electron... (-1)y (2) Từ (1) (2) ta có: x = 6, y = Vậy trình phân rã hạt nhân Th giải phóng hạt α hạt β 232 90 Bài tập trang 21 Chuyên đề Hóa 10: Cần đốt cháy kg than đá chứa 80% C để tạo lượng nhiệt lượng giải. .. 1,8 .101 0 ⇒ Đốt cháy hoàn toàn x mol C tỏa lượng kJ 235 1,8 .101 0 ⇒x= mol 235.393,5 1,8 .101 0 ⇒ Khối lượng C cần dùng 12 (gam) 235.393,5 ⇒ Khối lượng than đá cần dùng là: 1,8 .101 0 100 12 ≈ 2,92 .106