Chuyên đề Hóa 10 Bài 2 (Kết nối tri thức): Phản ứng hạt nhân

Giải bài tập Chuyên đề Hóa 10 Bài 2: Phản ứng hạt nhân

Giải bài tập trang 13, 15 Chuyên đề Hóa 10 Bài 2

A/ Câu hỏi đầu bài

Câu hỏi mở đầu trang 13 Chuyên đề Hóa 10: Loại phản ứng nào liên quan đến phóng xạ được sử dụng để chẩn đoán và điều trị bệnh trong y học, sản xuất điện năng và xác định niên đại trong khảo cổ, …?

Lời giải:

Đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân liên quan đến phóng xạ được sử dụng để chuẩn đoán và điều trị bệnh trong y học, sản xuất điện năng và xác định niên đại trong khảo cổ, …

B/ Câu hỏi giữa bài

II. Phóng xạ tự nhiên

Câu hỏi 1 trang 15 Chuyên đề Hóa 10: Hoàn thành phương trình hạt nhân sau đây:

a) $P_{15}^{32}\to ?+e_{-1}^0$

b) $K_{19}^{43}\to C_{20}^{43}a+?$

Lời giải:

a) $P_{15}^{32}\to ?+e_{-1}^0$

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 15 = Z + (-1) ⇒ Z = 16

Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 32 = A + 0 ⇒ A = 32

Hoàn thành phương trình hạt nhân: $P_{15}^{32}\to S_{16}^{32}+e_{-1}^0$

b) $K_{19}^{43}\to C_{20}^{43}a+?$

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 19 = Z + (-1) ⇒ Z = 20

Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 43 = A + 0 ⇒ A = 43

Hoàn thành phương trình hạt nhân: $K_{19}^{43}\to C_{20}^{43}a+e_{-1}^0$

Câu hỏi 2 trang 15 Chuyên đề Hóa 10: Viết phương trình biểu diễn sự phóng xạ của các đồng vị:

a) $R_{88}^{226}a\to ?+\alpha$

b) $N_{93}^{237}p\to ?+\alpha$

c) $S_{16}^{32}\to ?+\beta$

d) $H_1^3\to ?+\beta$

Lời giải:

Lưu ý:

- Hạt ∝ là hạt nhân nguyên tử $H_2^{4}e$và hạt β là $e_{-1}^0$.

- Trong phản ứng hạt nhân, cả số khối và điện tích đều được bảo toàn.

Câu hỏi 3 trang 15 Chuyên đề Hóa 10: Hạt nhân $T_{90}^{223}h$ bức xạ liên tiếp hai electron, tạo ra một đồng vị uranium. Viết phương trình biểu diễn quá trình đó.

Lời giải:

Phương trình biểu diễn quá trình hạt nhân $T_{90}^{223}h$ bức xạ liên tiếp hai electron, tạo ra một đồng vị uranium:

$T_{90}^{223}h\to U_{92}^{223}+2e_{-1}^0$

Giải bài tập trang 16 Chuyên đề Hóa 10 Bài 2

III. Phóng xạ nhân tạo

Câu hỏi 4 trang 16 Chuyên đề Hóa 10: Ở tầng cao khí quyển, do tác dụng của neutron có trong tia vũ trụ, $N_7^{14}$phân rã thành $C_6^{14}$và proton. Viết phương trình của phản ứng hạt nhân đó.

Lời giải:

Phương trình của phản ứng hạt nhân trên là:

$N_7^{14}+n_0^1\to 6_{14}^{}C+H_1^1$

Câu hỏi 5 trang 16 Chuyên đề Hóa 10: Hoàn thành các phản ứng hạt nhân sau:

Lời giải:

Câu hỏi 6 trang 16 Chuyên đề Hóa 10: Xét phản ứng phân hạch đơn giản sau:

${92}_{235}^{}U+0_1^{}n\to {52}_{137}^{}Te+X+2{(}_0^{1}n)$. X là hạt nhân nào sau đây?

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

${92}_{235}^{}U+0_1^{}n\to {52}_{137}^{}Te+X_Z^A+2{(}_0^{1}n)$

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 92 + 0 = 52 + Z + 2.0 ⇒ Z = 40

Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 235 + 1 = 137 + A + 2.1 ⇒ A = 97

⇒ X là hạt nhân $Z_{40}^{97}r$

IV. Ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân

Giải bài tập trang 18 Chuyên đề Hóa 10 Bài 2

Câu hỏi 7 trang 18 Chuyên đề Hóa 10: Hãy nêu những ứng dụng quan trọng của các đồng vị sau: $C_{27}^{60}o,P_{15}^{30},I_{53}^{131},P_{94}^{239}u$.

Lời giải:

- Đồng vị phóng xạ $C_{27}^{60}o$là nguồn phát xạ γ thông dụng nhất. Các tia γ phát ra từ Co có khả năng xuyên sau nên bức xạ γ được dùng để chụp ảnh, điều trị các khối u ở sâu trong cơ thể, …

$C_{27}^{59}o+n_0^1\to C_{27}^{60}o$

Sau đó $C_{27}^{60}o\to N_{28}^{60}i+e_{-1}^0$E ≈ 1,25 MeV

- Các tia phóng xạ phát ra từ $P_{15}^{30}hayS_{38}^{90}r$được dùng để điều trị các bệnh ung thư bên ngoài như ung thư da, bằng cách áp các túi nhựa đựng đồng vị vào vùng bị tổn thương.

- Đồng vị phóng xạ $I_{53}^{131}$dùng để chuẩn đoán và chữa bệnh bướu cổ.

- Đồng vị $P_{94}^{239}u$dùng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng hạt nhân để sản xuất ra điện (nhà máy điện nguyên tử) và các tàu phá băng, …

Câu hỏi 8 trang 18 Chuyên đề Hóa 10: Đồng vị phóng xạ plutonium ($P_{94}^{239}u$) có khả năng phân hạch hạt nhân để giải phóng ra một năng lượng cực lớn và được sử dụng trong nhà máy điện nguyên tử để sản xuất ra điện. Đồng vị $P_{94}^{239}u$có thể phân rã theo ba cách: (1) Nhận 1 electron; (2) bức xạ 1 positron; (3) bức xạ 1 hạt ∝.

Hãy viết phương trình cho mỗi trường hợp đó.

Lời giải:

Chú ý:

Hạt positron hay còn gọi là electron dương ($e_{+1}^0$)