HÓA HỌC HẠT NHÂN TRONG ĐỀ THI HSG QUỐC GIA QG 2000 Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây có định luật bảo toàn nào được dùng khi hoàn thành phương trình trên ?.. 2
Trang 1HÓA HỌC HẠT NHÂN TRONG ĐỀ THI HSG QUỐC GIA
QG 2000
Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây (có định luật bảo toàn nào được dùng khi hoàn thành phương trình trên ?)
a 92U238 90Th230 +
b 92U235 82Pb206 +
QG 2002
Liệu pháp phóng xạ được ứng dụng rộng rãi để chữa ung thư Cơ sở của liệu pháp đó là sự biến đổi hạt nhân
27Co59 + 0n1 X? (1)
X? 28Ni60 + ; h = 1,25 MeV (2)
a) Hãy hoàn thành phương trình của sự biến đổi hạt nhân trên và nêu rõ định luật nào được áp dụng để hoàn thành phương trình
b) Hãy cho biết điểm khác nhau giữa phản ứng hạt nhân với phản ứng oxi hoá-khử (lấy thí dụ từ phản ứng (2) và phản ứng Co + Cl2 CoCl2)
QG 2004
a) U238 tự phân rã liên tục thành một đồng vị bền của chì Tổng cộng có 8 hạt được phóng ra trong quá trình đó Hãy giải thích và viết phương trình phản ứng chung của quá trình này
b) Uran có cấu hình electron [Rn]5f36d17s2 Nguyên tử này có bao nhiêu electron độc thân? Có thể có mức oxi hoá cao nhất là bao nhiêu?
c) UF6 là chất lỏng dễ bay hơi được ứng dụng phổ biến để tách các đồng vị uran Hãy viết phương trình phản ứng có UF6 được tạo thành khi cho UF4 tác dụng với ClF3
QG 2006
Khi nghiên cứu một cổ vật dựa vào 14C (t1/2 = 5730 năm), người ta thấy trong mẫu đó có cả 11C; số nguyên tử 14C bằng số nguyên tử 11C; tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C bằng 1,51.108 lần Hãy:
a) Viết phương trình phản ứng phóng xạ beta (õ) của hai đồng vị đó
b) Tính tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C trong mẫu này sau 12 giờ kể từ nghiên cứu trên Cho biết 1 năm có 365 ngày
QG 2010
1 Urani có cấu hình electron [Rn] 5f36d17s2 Trong nguyên tử urani có bao nhiêu electron chưa ghép đôi? Số oxi hoá cực đại của urani có thể là bao nhiêu?
2 Một mẫu quặng urani tự nhiên có chứa 99,275 gam 238
92U; 0,720 gam 235
92U và 3,372.10-5 gam 226
88Ra Cho các giá trị chu kì bán hủy: t1/2(235
92U) = 7,04.108 năm, t1/2(238
92U) = 4,47.109 năm, t1/2(226
88Ra) = 1600 năm Chấp nhận tuổi của Trái Đất là 4,55.109 năm
a Tính tỉ lệ khối lượng của các đồng vị 235
92U /238
92U khi Trái Đất mới hình thành
b Nếu chưa biết chu kì bán huỷ của 238
92U thì giá trị này có thể tính như thế nào từ các dữ kiện đã cho?
(238
92U có chu kì bán hủy rất lớn Vì thế, chu kì bán hủy của nó không thể xác định bằng cách đo trực tiếp
sự thay đổi hoạt độ phóng xạ mà dựa vào cân bằng phóng xạ, được thiết lập khi chu kì bán hủy của mẹ rất lớn so với chu kì bán hủy của các con cháu Ở cân bằng phóng xạ thế kỉ, hoạt độ phóng xạ của mẹ và các con cháu trở thành bằng nhau Hoạt độ phóng xạ là tích số của hằng số tốc độ phân rã với số hạt nhân phóng xạ)
QG 2011 32P phân rã β- với chu kì bán huỷ 14,28 ngày, được điều chế bằng phản ứng giữa nơtron với hạt nhân 32S
a) Viết các phương trình phản ứng hạt nhân để điều chế 32P và biểu diễn sự phân rã phóng xạ của 32P b) Có hai mẫu phóng xạ 32P được kí hiệu là mẫu I và mẫu II Mẫu I có hoạt độ phóng xạ 20 mCi được lưu giữ trong bình đặt tại buồng làm mát có nhiệt độ 10 oC Mẫu II có hoạt độ phóng xạ 2 μCi bắt đầu được lưu giữ cùng thời điểm với mẫu I nhưng ở nhiệt độ 20 oC Khi hoạt độ phóng xạ của mẫu II chỉ còn 5.10-1 μCi thì lượng lưu huỳnh xuất hiện trong bình chứa mẫu I là bao nhiêu gam? Trước khi lưu giữ, trong bình không có lưu huỳnh
Cho: 1 Ci = 3,7.1010 Bq (1Bq = 1 phân rã/giây); số Avogađro N
A = 6,02.1023 mol-1; hoạt độ phóng xạ A
= λ.N (λ là hằng số tốc độ phân rã, N là số hạt nhân phóng xạ ở thời điểm t)
Trang 2QG 2012
Sự phân hủy phóng xạ 232Th tuân theo phản ứng bậc 1 Nghiên cứu về sự phóng xạ của thori đioxit, người ta cho biết chu kì bắn hủy của 232Th là 1,39.1010 năm Hãy tính số hạt bị bức xạ trong 1 giây cho 1 gam thori đioxit tinh khiết
Cho: tốc đô ánh sáng c = 3.108 m/s; hằng số Planck h = 6,625.10-34 J.s; NA = 6,022.1023 mol-1
Chọn ĐTQT 2005
Đồng vị phân rã phóng xạ đồng thời theo 2 phản ứng:
Thực nghiệm cho biết từ 1 mol 64Cu ban đầu, sau 25 giờ 36 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch HCl dư thì còn 16 gam chất rắn không tan
Từ một lượng đồng vị 64Cu ban đầu, sau 29 giờ 44 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch KOH dư thì phần chất rắn không tan có khối lượng bằng 50,4% khối lượng hỗn hợp
1 Tính các hằng số phóng xạ k1, k2 và chu kì bán rã của 64Cu
2 Tính thời gian để 64Cu còn lại 10%
3 Tính thời gian để khối lượng 64Zn chiếm 30% khối lượng hỗn hợp
Chọn ĐTQT 2007
Phòng thí nghiệm có mẫu phóng xạ Au198 với cường độ 4,0 mCi/1g Au Sau 48 giờ người ta cần một dung dịch có độ phóng xạ 0,5 mCi/1g Au Hãy tính số gam dung môi không phóng xạ pha với 1g Au để
có dung dịch nói trên Biết rằng Au198 có t1/2 = 2,7 ngày đêm
Chọn ĐTQT 2008
Cho các quá trình dưới đây:
He Li + β- ; N C + β+ ; Be Li + β+
a Quá trình nào có thể tự diễn biến? Vì sao?
b So sánh tốc độ cực đại của hạt sơ cấp ( β-, β+) ở các quá trình có thể tự diễn biến được
Cho: He = 6,01889 u ; Li = 6,01512 u ; N = 13,00574 u ; C = 13,00335 u ;
Be = 7,01693 u ; Li = 7,01600 u ; me = 0,00055 u ; 1eV = 1,602.10-19J
Chọn ĐTQT 2009
1 238U là đồng vị đầu tiên trong họ phóng xạ urani–rađi, các đồng vị của các nguyên tố khác thuộc họ này đều là sản phẩm của chuỗi phân rã phóng xạ bắt đầu từ 238U Khi phân tích quặng urani người ta tìm thấy 3 đồng vị của urani là 238U, 235U và 234U đều có tính phóng xạ
Hai đồng vị 235U và 234U có thuộc họ phóng xạ urani–rađi không? Tại sao? Viết phương trình biểu diễn các biến đổi hạt nhân để giải thích
Điện tích hạt nhân Z của thori (Th), protactini (Pa) và urani (U) lần lượt là 90, 91, 92 Các nguyên tố phóng xạ
tự nhiên có tính phóng xạ và
2 Ở nước ta, urani có thể thu được khi thuỷ luyện quặng Nông Sơn ở Quảng Nam bằng axit sunfuric
Sau khi kết tủa urani bằng kiềm, nước thải của dung dịch thuỷ luyện quặng urani có chứa đồng vị phóng
xạ 226Ra với nồng độ rất nhỏ, nhưng vẫn có thể ảnh hưởng đến môi trường Vì thế, người ta phải xử lí bằng cách cho vào nước thải này một lượng BaCl2 gần đủ cho phản ứng với lượng ion sunfat còn trong nước thải
Hãy tìm một cách giải thích phương án xử lí nước thải nói trên và viết các phương trình phản ứng cần thiết
3 Sản phẩm của xử lí nước thải chứa 226Ra có thể được kết khối trong xi măng (phương pháp xi măng hoá), bảo quản trong các thùng kim loại, rồi đem chôn giữ trong các kho thải phóng xạ
Cần giữ an toàn trong bao lâu để lượng Ra của khối chất thải này chỉ còn lại 1
1000 lượng ban đầu? Thời
gian bán huỷ của 226Ra là 1600 năm
7 4
7 3
6 2
6 3
13 7
13 6
13 7
6 2
6 3
13 6
7 4
7 3
Cu
64
29 k 1 3064Zn +
Cu
64 29
64 +
k2
Ni
28
vµ