1.1.1能层与能级（分层作业）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

第一章　原子结构与性质 第一节　原子结构 第1课时　能层与能级　基态与激发态 1.烟花又称花炮、焰火，汉族劳动人民发明较早，主要用于军事、盛大的典礼或表演中。下列对形成烟花的过程叙述错误的是(　　) A.与电子的跃迁有关 B.该过程中吸收能量 C.焰色试验属于物理变化 D.该过程中金属原子可能由激发态转化为基态 2.下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是(　　) A．激光笔产生红色光线 B．金属钠在空气中燃烧时的火焰呈黄色 C．用光束照射胶体时产生光亮的通路 D．焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案 3.元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于(　　) A.发射光谱 B.吸收光谱 C.连续光谱 D.线状光谱 4.电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取(　　) A．电子的运动轨迹图像 B．原子的吸收光谱 C．电子体积大小的图像 D．原子的发射光谱 5.下列能级书写正确且能量最高的是(　　) A.4s B.3p C.4d D.3f 6.下列有关M能层的说法正确的是(　　) A.表示第二电子层 B.最多能容纳8个电子 C.表示第三电子层 D.至少应该填充2个电子 7.下列有关认识中正确的是(　　) A.在同一能层不同能级上的电子，其能量肯定不同 B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C.各能层含有的能级数为n－1 D.各能层含有的电子数为2n2 8.下列有关能层和能级的叙述正确的是(　　) A．M能层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子 B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 C．无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2 D．任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 9.下列叙述正确的是(　　) A.钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的 B.能级能量：1s<2s<3s<4s C.在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量 D.同一原子中，2p、3p、4p能级的能量相同 10.填空题 (1)Li原子的下列四种状态中能量最低和能量最高的分别为________、________(填字母) A.1s能级上1个电子，2s能级上2个电子 B.2s能级上2个电子，2p能级上1个电子 C.2s能级上1个电子，2p能级上2个电子 D.1s能级上2个电子，2s能级上1个电子 (2)Be原子的下列四种状态中， A.1s能级上有2个电子，2s能级上有1个电子，2p能级上有1个电子 B.1s能级上有1个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有1个电子 C.1s能级上有2个电子，2s能级上有2个电子 D.1s能级上有1个电子，2s能级上有1个电子，2p能级上有2个电子 其中能量最低的是________，能量最高的是________。 11.下列关于同一种原子的基态和激发态的说法中，正确的是(　　) A.激发态时的能量比基态时高 B.激发态时比较稳定 C.由基态转化为激发态过程中放出能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 12.下列说法不正确的是(　　) A.p能级的能量一定比s能级的能量高 B.在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素 C.同一原子处于激发态时的能量一定高于其处于基态时的能量 D.焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色 13.下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是(　　) A.1s、2p、3d B.1s、2s、3s C.2s、2p、2d D.3p、3d、3f 14.下列关于能层和能级的说法正确的是(　　) A.原子核外每一能层最多可容纳的电子数为n2 B.能层序数较大的能级，能量不一定较高 C.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D.同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多 15.对焰色试验的描述正确的是(　　) A.焰色试验只是金属单质特有的性质 B.焰色试验是化学变化 C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来 D.焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象 16.(1)1861年德国人基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究的是________________________。 (2)含有钾元素的盐的焰色试验为________色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是________________________________________________________________________。 17.下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。 元素 相关信息 A 在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料 B 工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障 C 植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂 D 室温下其单质是呈黄色的粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰 E 它是人体不可缺少的微量元素，其单质也是日常生产和生活中不可缺少的金属原材料，常用于制造桥梁、楼房等 根据上述信息填空： (1)B元素的基态原子含有________个能层，其中第二能层中含有的能级：________；画出D的原子结构示意图：________________。 (2)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中的原子个数比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂，写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)某矿藏主要含D、E两种元素组成的化合物，它在空气中高温条件下生成一种有刺激性气味的气体和一种红色氧化物。试写出该反应的化学方程式：____________________。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章　原子结构与性质 第一节　原子结构 第1课时　能层与能级　基态与激发态 1.烟花又称花炮、焰火，汉族劳动人民发明较早，主要用于军事、盛大的典礼或表演中。下列对形成烟花的过程叙述错误的是(　　) A.与电子的跃迁有关 B.该过程中吸收能量 C.焰色试验属于物理变化 D.该过程中金属原子可能由激发态转化为基态 答案　B 解析　A.金属原子的核外电子先吸收能量，由基态转化为激发态，再将电子由激发态跃迁到基态，将能量以光的形式释放，从而形成烟花，A正确；B.将电子由激发态跃迁到基态，能量以光的形式释放，该过程中放出能量，B错误；C.焰色试验并没有化学反应发生，只是原子发生基态与激发态的转换，属于物理变化，C正确；D.在释放能量的过程中，金属原子由激发态转化为基态，D正确。 2.下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是(　　) A．激光笔产生红色光线 B．金属钠在空气中燃烧时的火焰呈黄色 C．用光束照射胶体时产生光亮的通路 D．焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案 答案　C 解析　当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子；相反，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。激光笔产生的红色光线是可见光，与原子核外电子的跃迁有关，故A正确；金属元素的焰色试验，与原子核外电子的跃迁有关，故B正确；用光束照射胶体时产生光亮的通路是胶体的性质，是丁达尔效应，与原子核外电子的跃迁无关，故C错误；燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案为金属元素的焰色试验，与原子核外电子的跃迁有关，故D正确。 3.元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于(　　) A.发射光谱 B.吸收光谱 C.连续光谱 D.线状光谱 答案　A 解析　焰色试验是待测物的金属元素吸收能量后，原子中的电子发生跃迁变为激发态，而激发态不稳定，释放能量变为较低能量的激发态或基态，产生发射光谱。 4.电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取(　　) A．电子的运动轨迹图像 B．原子的吸收光谱 C．电子体积大小的图像 D．原子的发射光谱 答案　B 解析　E(3d)<E(4p)，故电子由3d能级跃迁至4p能级时，吸收能量，形成吸收光谱。 5.下列能级书写正确且能量最高的是(　　) A.4s B.3p C.4d D.3f 答案　C 解析　相同能层中能级间能量关系为s＜p＜d＜f，能层数等于该能层含有的能级数，M能层没有f能级，则能量最高的为4d。 6.下列有关M能层的说法正确的是(　　) A.表示第二电子层 B.最多能容纳8个电子 C.表示第三电子层 D.至少应该填充2个电子 答案　C 解析　M能层表示第三电子层，A项错误，C项正确；M能层最多能容纳18个电子，B项错误；M能层可以填充1个电子，D项错误。 7.下列有关认识中正确的是(　　) A.在同一能层不同能级上的电子，其能量肯定不同 B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C.各能层含有的能级数为n－1 D.各能层含有的电子数为2n2 答案　A 解析　在多电子原子中，同一能层不同能级上的电子具有的能量不同，A项正确；各能层的能级都是从s能级开始，但不都是至f能级结束，如L能层只有2s、2p两个能级，M能层只有3s、3p、3d三个能级，B项错误；各能层含有的能级数与能层序数相同，C项错误；各能层最多容纳电子数为2n2，D项错误。 8.下列有关能层和能级的叙述正确的是(　　) A．M能层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子 B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 C．无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2 D．任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 答案　C 解析　A项，M能层有s、p、d共3个能级，最多能容纳 18个电子；B项，3d能级最多容纳10个电子，从N能层开始有f能级，最多容纳14个电子，不存在3f能级；C项，每个能层都从s能级开始，且s能级最多容纳2个电子；D项，K能层只有s能级，没有p能级。 9.下列叙述正确的是(　　) A.钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的 B.能级能量：1s<2s<3s<4s C.在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量 D.同一原子中，2p、3p、4p能级的能量相同 答案　B 解析　A.钠的焰色试验是电子由激发态转化成基态时释放能量产生的，A错误；B.能级能量1s＜2s＜3s＜4s，B正确；C.在基态多电子原子中，同能层的p能级电子的能量一定比s能级电子能量高，但能层不同则不一定存在这种关系，C错误；D.同一原子中，2p、3p、4p能级的能量2p＜3p＜4p, D错误。 10.填空题 (1)Li原子的下列四种状态中能量最低和能量最高的分别为________、________(填字母) A.1s能级上1个电子，2s能级上2个电子 B.2s能级上2个电子，2p能级上1个电子 C.2s能级上1个电子，2p能级上2个电子 D.1s能级上2个电子，2s能级上1个电子 (2)Be原子的下列四种状态中， A.1s能级上有2个电子，2s能级上有1个电子，2p能级上有1个电子 B.1s能级上有1个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有1个电子 C.1s能级上有2个电子，2s能级上有2个电子 D.1s能级上有1个电子，2s能级上有1个电子，2p能级上有2个电子 其中能量最低的是________，能量最高的是________。 答案　(1) D　C (2) C　D 解析　(1)各能级能量高低顺序为1s＜2s＜2p，故电子在1s能级上的能量最低，在2p能级上的能量最高，故1s上排布的电子数越多，2p上排布的电子数越少，则原子所处的能量越低，反之越高。(2)能量高低顺序为1s＜2s＜2p，其中C处于基态能量最低，D中高能级上排布的电子数最多，故D的能量最高。 11.下列关于同一种原子的基态和激发态的说法中，正确的是(　　) A.激发态时的能量比基态时高 B.激发态时比较稳定 C.由基态转化为激发态过程中放出能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 答案　A 解析　同一原子处于激发态时能量较高，较不稳定，A正确、B不正确；电子从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态时，也会产生原子光谱，D不正确。 12.下列说法不正确的是(　　) A.p能级的能量一定比s能级的能量高 B.在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素 C.同一原子处于激发态时的能量一定高于其处于基态时的能量 D.焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色 答案　A 解析　2p能级的能量小于3s能级的，A项错误；不同元素的特征谱线不同，故可以利用光谱分析法来鉴定元素，B项正确；基态是原子能量最低时的状态，C项正确；焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色，D项正确。 13.下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是(　　) A.1s、2p、3d B.1s、2s、3s C.2s、2p、2d D.3p、3d、3f 答案　A 解析　s能级最多能容纳2个电子，p能级最多能容纳6个电子，d能级最多能容纳10电子，f能级最多能容纳14个电子，B项1s、2s、3s均最多容纳2个电子，不合题意；C项中第二能层中不含d能级，故2d能级符号错误；D项中第三能层中不含f能级，故3f能级符号错误。 14.下列关于能层和能级的说法正确的是(　　) A.原子核外每一能层最多可容纳的电子数为n2 B.能层序数较大的能级，能量不一定较高 C.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D.同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多 答案　B 解析　原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误；能层序数较大的能级，能量不一定较高，如4s的能量低于3d，故B正确；不同能层的s能级，能层序数越大，其能量越高，即能量：1s＜2s＜3s，故C错误；同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数一样多，都为6个，故D错误。 15.对焰色试验的描述正确的是(　　) A.焰色试验只是金属单质特有的性质 B.焰色试验是化学变化 C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来 D.焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象 答案　D 解析　焰色试验是大多数金属元素的性质，是物理变化，从基态→激发态要吸收能量，从激发态→基态会释放能量。 16.(1)1861年德国人基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究的是________________________。 (2)含有钾元素的盐的焰色试验为________色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)原子光谱 (2)紫　电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量 17.下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。 元素 相关信息 A 在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料 B 工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障 C 植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂 D 室温下其单质是呈黄色的粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰 E 它是人体不可缺少的微量元素，其单质也是日常生产和生活中不可缺少的金属原材料，常用于制造桥梁、楼房等 根据上述信息填空： (1)B元素的基态原子含有________个能层，其中第二能层中含有的能级：________；画出D的原子结构示意图：________________。 (2)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中的原子个数比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂，写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)某矿藏主要含D、E两种元素组成的化合物，它在空气中高温条件下生成一种有刺激性气味的气体和一种红色氧化物。试写出该反应的化学方程式：____________________。 答案　(1)2　2s、2p　　(2)2N2H4＋N2O43N2＋4H2O　(3)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 解析　(1)氢气是一种清洁燃料，所以A为氢元素；臭氧对紫外线有吸收作用，是保护地球地表环境的重要屏障，所以B为氧元素，其基态原子含有K层与L层2个能层，L层为第二能层，有s、p两个能级(即2s和2p)；氮、磷、钾是植物生长三要素，N2O俗名“笑气”，是早期医疗中使用的麻醉剂，所以C为氮元素；单质硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，所以D为硫元素；日常生产和生活中最常用的金属是铁、铜和铝，其中只有铁是人体不可缺少的微量元素，所以E为铁元素。 (2)氮和氢形成的原子个数比为1∶2的化合物为N2H4，氮和氧形成的原子个数比为1∶2的化合物有NO2和N2O4，其中N2O4是无色气体，NO2是红棕色气体，N2H4和N2O4反应生成无毒的N2和H2O。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$