Bài tập về đồng vị, nguyên tử khối trung bình lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập về đồng vị, nguyên tử khối trung bình lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về đồng vị, nguyên tử khối trung bình.

Bài tập về đồng vị, nguyên tử khối trung bình lớp 10 (cách giải + bài tập)

I. Lý thuyết và phương pháp giải

1. Đồng vị

Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có hạt nhân khác nhau về số neutron là đồng vị của nhau. Do đó, các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học (có cùng số proton) khác nhau về số khối do có số neutron khác nhau.

Ví dụ: Hydrogen có các đồng vị là $_1^{1}H$ (kí hiệu là H), $_1^{2}H$(kí hiệu là D), $_1^{3}H$(kí hiệu là T), …; Carbon có các đồng vị là $_6^{12}C$, $_6^{13}C$, …

2. Nguyên tử khối trung bình

Nguyên tử khối

Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử, cho biết khối lượng của một nguyên tử nặng gấp bao nhiêu lần 1 amu.

Ví dụ: Nguyên tử khối của ¹²C là 12 do khối lượng của một nguyên tử ¹²C là 12 amu.

Nguyên tử khối trung bình

- Nguyên tử khối của một nguyên tố hóa học có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị, có tính đến tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị tương ứng.

2.1. Bài toán thuận: Tính nguyên tử khối trung bình

- Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố gồm 2 đồng vị X và Y:

$\overline{A}=\frac{X\times a+Y\times b}{100}$

Trong đó:

$\overline{A}$: là nguyên tử khối trung bình

X, Y: lần lượt là nguyên tử khối của các đồng vị X, Y.

a_, b: lần lượt là tỉ lệ % số nguyên tử của các đồng vị X, Y.

- Mở rộng: Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X gồm i đồng vị:

$\overline{A_X}=\frac{a_1\times A_1+a_2\times A_2+\mathrm{...}+a_i\times A_i}{100}$

Trong đó:

$\overline{A_X}$: là nguyên tử khối trung bình của X

A_i: là nguyên tử khối đồng vị thứ i

a_i: là tỉ lệ % số nguyên tử đồng vị thứ i.

2.2. Bài toán nghịch: Biết nguyên tử khối trung bình, tính các đại lượng liên quan

Kết hợp các dữ kiện đề bài, lập phương trình hoặc hệ phương trình để giải.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Trong tự nhiên, chlorine có hai đồng vị là $_{17}^{35}\mathrm{Cl}$và $_{17}^{37}\mathrm{Cl}$ có tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng là 75,76% và 24,24%. Nguyên tử khối trung bình của chlorine là

Hướng dẫn giải

Nguyên tử khối trung bình của chlorine là

$\overline{A_{Cl}}=\frac{75,76.35+24,24.37}{100}$= 35,4848

Ví dụ 2: Neon có ba đồng vị bền trong tự nhiên. Tỉ lệ phần trăm số nguyên tử mỗi đồng vị được thể hiện trong bảng sau:

Số khối	A	21	22
Tỉ lệ (%)	90,9	0,3	8,8

Biết rằng nguyên tử khối trung bình của Ne là 20,18. Giá trị số khối A của đồng vị đầu tiên là

A. 19,00.

B. 20,00.

C. 20,01.

D. Không xác định được.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Áp dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình có:

$\overline{A}=\frac{90,9\times A+0,3\times 21+8,8\times 22}{90,9+0,3+8,8}=20,18\Rightarrow A=20$

Ví dụ 3: Đồng (copper) có hai đồng vị bền trong tự nhiên là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,55. Phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị ⁶³Cu và ⁶⁵Cu lần lượt là

A. 72,5% và27,5%.

B. 27,5% và72,5%

C. 25,0% và 75,0%.

D. 75,0% và 25,0%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Gọi % số nguyên tử của mỗi đồng vị ⁶³Cu và ⁶⁵Cu lần lượt là x và y (%).

Theo bài ra, ta có hệ phương trình:

Vậy phần số nguyên tử của mỗi đồng vị ⁶³Cu và ⁶⁵Cu lần lượt là 72,5 và 27,5.

III. Bài tập minh họa

Câu 1: Trong tự nhiên copper (kí hiệu: Cu hay còn gọi là đồng) có hai đồng vị là $_{29}^{63}\mathrm{Cu}$ chiếm 73% và $_{29}^{65}\mathrm{Cu}$. Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố Cu là

A. 63,54.

B. 64,54.

C. 64,00.

D. 64,50.

Câu 2. Chlorine có hai đồng vị bền trong tự nhiên, trong đó có một đồng vị là ³⁵Cl chiếm 77,5% số nguyên tử. Biết nguyên tử khối trung bình của chlorine là 35,45. Đồng vị còn lại là

A. ³⁷Cl.

B. ³⁶Cl.

C. ³⁸Cl.

D. ³⁹Cl.

Câu 3: Biết rằng khí hiếm argon (kí hiệu Ar) có 3 đồng vị: ${}_{18}^{36}\text{Ar}$ (0,3%); ${}_{18}^{38}\text{Ar}$ (0,06%); ${}_{18}^{40}\text{Ar}$ (99,6%). Nguyên tử khối trung bình của argon là

A. 38,97.

B. 39,97.

C. 37,97.

D. 39,97.

Câu 4: Nguyên tố R có hai đồng vị, nguyên tử khối trung bình là 79,91. Một trong hai đồng vị là ⁷⁹R(chiếm 54,5%). Nguyên tử khối của đồng vị thứ hai là

A. 80.

B. 81.

C. 82.

D. 80,5.

Câu 5: Trong tự nhiên nguyên tố chlorine (kí hiệu Cl) có 2 đồng vị: $_{17}^{A_1}\mathrm{Cl}$ và $_{17}^{A_2}\mathrm{Cl}$chiếm 75%. Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố chlorine là 35,5. Biết rằng $A_1-A_2$ = 2. Hai đồng vị của chlorine là

A. $_{17}^{37}\mathrm{Cl}$ và $_{17}^{35}\mathrm{Cl}$

B. $_{17}^{36}\mathrm{Cl}$và $_{17}^{35}\mathrm{Cl}$

C. $_{17}^{37}\mathrm{Cl}$và $_{17}^{36}\mathrm{Cl}$

D. $_{17}^{33}\mathrm{Cl}$và $_{17}^{35}\mathrm{Cl}$

Câu 6: Trong tự nhiên iron (kí hiệu Fe hay gọi là sắt) có hai đồng vị là $_{26}^{55}\mathrm{Fe}$và $_{26}^{56}\mathrm{Fe}$. Nguyên tử khối trung bình của Fe bằng 55,85. Thành phần phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị $_{26}^{55}\mathrm{Fe}$ và $_{26}^{56}\mathrm{Fe}$ lần lượt là

A. 15% và85%.

B. 85% và 15%

C. 25% và 75%.

D. 75% và 25%.

Câu 7: Chlorine là một nguyên tố có trong nhựa Polivinyl chloride (PVC), đây là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp Vinyl chloride (CH₂=CHCl). PVC là chất rắn vô định hình, cách điện tốt, khá trơ về mặt hóa học, dùng làm ống dẫn nước, vật liệu cách điện, gạch lát sàn trong xây dựng, ... Nguyên tử khối trung bình của chlorine là 35,5. Điều này cho biết về sự phong phú tương đối của hai đồng vị $_{17}^{35}\mathrm{Cl}$ và $_{17}^{37}\mathrm{Cl}$ có trong tự nhiên của Chlorine. Thành phần trăm số nguyên tử mỗi đồng vị của $_{17}^{35}\mathrm{Cl}$ và $_{17}^{37}\mathrm{Cl}$ lần lượt là

A. 27,3% và72,7%.

B. 72,7% và 27,3%

C. 25% và 75%.

D. 75% và 25%.

Câu 8: Trong tự nhiên nguyên tố hydrogen có 3 đồng vị: $_1^{1}H,_1^{2}H,_1^{3}H$. Hỏi có bao nhiêu loại phân tử H₂ được tạo thành từ các loại đồng vị trên?

A. 3.

B. 6.

C. 9.

D. 12.

Câu 9: Trong tự nhiên hydrogen có 3 đồng vị: $_1^{1}H,_1^{2}H,_1^{3}H$. Oxygen có 3 đồng vị $_{}^{16}{}_{8}O,_{}^{17}{}_{8}O,_8^{18}O$. Hỏi có bao nhiêu loại phân tử H₂O được tạo thành từ các loại đồng vị trên?

A. 3.

B. 6.

C. 9.

D. 18.

Câu 10: Nguyên tố potassium (kí hiệu: K) có các đồng vị: ${}_{19}^{39}\text{K}$ (chiếm 93,258%), ${}_{19}^{40}\text{K}$ (chiếm 0,012%) và ${}_{19}^{41}\text{K}$ (chiếm 6,730%). Nguyên tử khối trung bình của potassium là

A. 39,43.

B. 39,13.

C. 40,13.

D. 40,23.

Câu 11: Nguyên tố chlorine (kí hiệu: Cl) có hai đồng vị bền với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng là: ${}_{17}^{35}\text{Cl}$ chiếm 75,77% và ${}_{17}^{37}\text{Cl}$ chiếm 24,23%. Trong phân tử CaCl₂, % khối lượng của ${}_{17}^{35}\text{Cl}$ là (biết nguyên tử khối trung bình của Ca là 40)

A. 47,796.

B. 23,089.

C. 76,101.

D. 76,910.

Câu 12: Trong tự nhiên nguyên tố copper (kí hiệu: Cu) có 2 đồng vị là $_{29}^{63}\mathrm{Cu}$ và $_{29}^{65}\mathrm{Cu}$, trong đó đồng vị $_{29}^{65}\mathrm{Cu}$ chiếm 27% về số nguyên tử. Phần trăm khối lượng của $_{29}^{63}\mathrm{Cu}$ trong phân tử Cu₂O là (biết rằng nguyên tử khối của O bằng 16)

A. 35,71.

B. 64,29.

C. 73,00.

D. 35,50.

Câu 13: Trong tự nhiên, zirconium (kí hiệu Zr) khi phân tích phổ khối lượng^­ như biểu đồ và bảng sau:

Khối lượng nguyên tử (m)	90	91	92	94	96
% đồng vị	51,45	11,22	17,15	17,38	2,8

Nguyên tử khối trung bình của zirconium là

A. 91,32.

B. 92,32.

C. 93,21.

D. 92,31.

Câu 14: Trong tự nhiên potassium (kí hiệu là: K) có hai đồng vị $_{19}^{39}K$ và $_{19}^{41}K$. Thành phần phần trăm về khối lượng của $_{19}^{39}K$ có trong KClO₄ là (biết nguyên tử khối trung bình của K là 39,13; O là 16 và Cl là 35,5)

A. 25,3.

B. 26,3.

C. 73,0.

D. 27,0.

Câu 15: Một nguyên tố X gồm hai đồng vị là X₁ và X₂. Đồng vị X₁ có tổng số hạt là 18. Đồng vị X₂ có tổng số hạt là 20. Biết rằng % các đồng vị trong X bằng nhau và các loại hạt trong X₁ cũng bằng nhau. Nguyên tử khối trung bình của X là

A. 12.

B. 13.

C. 16.

D. 19.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Bài tập xác định cấu hình electron của nguyên tử, ion
• Trắc nghiệm lý thuyết Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
• Xác định vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn
• Xác định nguyên tố dựa vào phản ứng hóa học
• Bài tập về sự biến đổi tính chất của đơn chất, hợp chất trong một chu kì, một nhóm

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---