内容正文:
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 原子光谱
1.D 第一能层只有s能级,选D。
2.C f能级最多容纳14个电子,d能级最多容纳10个电子,p能级最多容纳6个电子,s能级最多容纳2个电子。
3.D M能层有s、p、d三个能级,s能级最多容纳2个电子,p能级最多容纳6个电子,d能级最多容纳10个电子,所以M能层最多能容纳的电子数为18。
4.C M能层有s、p、d 3个能级,最多可容纳18个电子,A错误; 3d能级最多可容纳10个电子,B错误;C项,每个能层都从s能级开始,且s能级最多可容纳2个电子,C正确; K能层只有s能级,不含有p能级,D错误。
5.D 每一能层含有的能级数与其能层序数n相等,A错误;各能层中最多可容纳的电子数是2n2,B错误;K层只有s一个能级,L层有s、p两个能级,M层有s、p、d三个能级,依次类推,所以各能层的能级都是从s能级开始,但并不都是至f能级结束,C错误;s能级最多容纳电子数为2,p能级最多容纳电子数为6,d能级最多容纳电子数为10,f能级最多容纳电子数为14,D正确。
6.D 由于E(4d)>E(4s),电子由4d能级跃迁至4s能级时,需释放能量,故光谱仪摄取的是发射光谱,D项正确。
7.C 同一原子处于激发态时能量较高,较不稳定,A、B错误;原子光谱分为吸收光谱和发射光谱,电子从激发态跃迁到基态时,也会产生原子光谱,D错误。
8.A 在电场作用下,基态氩原子的电子吸收能量跃迁到能量较高的能级,变为激发态原子,这一过程不会发出蓝紫色光;而电子从较高能量的能级跃迁到较低能量的能级时,将释放能量,从而产生蓝紫色光,A项正确。
9.D 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱的特征谱线相同,A、C正确;光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式,焰色试验是利用元素的特征原子光谱鉴别某些元素,B正确;每种元素都有自己的特征谱线,在历史上许多元素是通过原子光谱发现的,如铯和铷,但目前发现的元素并不都是通过原子光谱发现的,D错误。
10.B L能层为第二电子层,该能层上有两个能级,分别为2s、2p,A正确;钠原子3s能级的电子跃迁至低能级,可以是3s到2p、3s到2s、3s到1s、2p到2s、2p到1s以及2s到1s,因此最多会出现6条谱线,B错误;钾元素原子的核外电子由低能状态跃迁到高能状态,再由高能状态跃迁到低能状态时释放的能量与紫光的能量相同,从而呈现出紫色,C正确;基态砷原子核外有4个电子层,其中能量最高的能层为N能层,D正确。
11.D 元素K的焰色试验呈紫色,紫色光波长范围为400~430 nm,A错误;该实验装置测得的是氢原子的发射光谱,B错误;原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种,电子由基态跃迁到激发态时会产生原子吸收光谱,C错误;原子光谱可以用于定性鉴定元素,D正确。
12.D 由题可知,W、X、Y、Z分别为H、N、P、Cl元素。Y(P)、Z(Cl)均为第三周期元素,原子核外有三个电子层,L能层上均有2s、2p两个能级,A正确;W(H)元素原子核外只有1个电子,B正确;Z(Cl)元素原子的M层有3s、3p、3d共3个能级,M能层有7个电子,C正确;X(N)、Y(P)、Z(Cl)元素形成的简单离子分别为N3-、P3-和Cl-,其中P3-和Cl-具有相同的电子层结构,D错误。
13.(1)1s 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f
(2)2+6+10+14=32
(3)6 K、L 3 2p 6
解析:(1)K能层是第一能层,只有1s 1个能级。M能层是第三能层,有3个能级,即3s、3p、3d。N能层是第四能层,有4个能级,即4s、4p、4d、4f。(2)N能层是第四能层,有4个能级,即4s、4p、4d、4f,所以最多可容纳的电子数为2+6+10+14=32。(3)C是第6号元素,故其基态原子核外有2个电子层、有6个电子,结构示意图为,有2个电子层,占据的能级有1s、2s、2p,其中能量最高的能级为2p,此能级最多可容纳6个电子。
14.(1)原子光谱 (2)DE (3)2p
(4)M 3 4
解析:(1)用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱,不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。(2)激光的产生与电子跃迁有关,A不符合题意;焰色试验与电子跃迁有关,B不符合题意;原子光谱的产生是原子核外电子发生能级跃迁的结果,与电子跃迁有关,C不符合题意;燃烧放热是化学能转化为热能,与电子跃迁无关,D符合题意;石墨导电,与电子跃迁无关,E符合题意。(3)基态O原子能量最高的电子所在的能级是2p能级。(4)基态Si原子核外有14个电子,K、L、M能层上分别有2、8、4个电子,所以电子占据的最高能层为M能层,该能层有3s、3p、3d三个能级,排有4个电子。
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第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
题组一 能层与能级
1.(教材改编题)根据能量不同能层又可分为不同的能级,分别用s、p、d、f等字母表示,以下各能层不包含p能级的是( )
A.M B.N
C.L D.K
2.下列各能级可容纳的电子数最多的是( )
A.2s B.3p
C.4f D.5d
3.(2025·湛江高二下开学考)M能层包含的能级数和最多能容纳的电子数分别为( )
A.2 2 B.2 8
C.3 8 D.3 18
4.(2025·西安高二检测)下列有关能层和能级的叙述中正确的是( )
A.M能层有s、p 2个能级,最多能容纳8个电子
B.3d能级最多可容纳5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
5.下列有关认识正确的是( )
A.各能层含有的能级数为n-1
B.各能层含有的电子数为2n2
C.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
D.各能级按s、p、d、f的顺序最多容纳的电子数依次为2、6、10、14
题组二 基态与激发态 原子光谱
6.(2025·邢台高二月考改编)当原子的电子从4d能级跃迁到4s能级上时,可通过光谱仪直接摄取( )
A.电子运动轨迹 B.原子的吸收光谱
C.原子核内部结构 D.原子的发射光谱
7.下列关于同一种原子的基态和激发态的说法正确的是( )
A.基态时的能量比激发态时高
B.激发态时比较稳定
C.由基态转化为激发态吸收能量
D.电子仅在由基态跃迁到激发态时才会产生原子光谱
8.(鲁科版改编题)对充有氩气的霓虹灯管通电,灯管发出蓝紫色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由能量较高的能级向能量较低的能级跃迁时以光的形式辐射能量
B.电子由能量较低的能级向能量较高的能级跃迁时吸收除蓝紫色光以外的光
C.氩原子获得电子后转变成发出蓝紫色光的物质
D.在电流的作用下,氩原子与构成灯管的物质发生反应
9.吸收光谱和发射光谱统称为原子光谱。下列说法错误的是( )
A.同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱的特征谱线相同
B.焰色试验是利用元素的特征可见原子光谱鉴别某些元素
C.光谱仪可以摄取元素的吸收光谱和发射光谱
D.目前发现的元素都是通过原子光谱发现的
10.由玻尔的理论发展而来的现代量子物理学认为原子核外电子的可能状态是不连续的,因此各状态对应能量也是不连续的,这些能量值就是能级。下列说法中错误的是( )
A.硫原子的L能层上有两个能级,分别为2s、2p
B.钠原子3s能级的电子跃迁至低能级时,最多出现5条谱线
C.灼烧含钾元素的物质时出现特征紫色是由电子的跃迁引起的
D.基态砷原子(原子序数为33)的最高能层为N
11.激发态原子和基态原子可以通过电子跃迁的方式相互转换,跃迁过程中可得到原子光谱,下列说法正确的是( )
A.元素K的焰色试验呈紫色,紫色对应的辐射波长约为700 nm
B.以下实验装置测得的是氢原子的吸收光谱
C.电子仅在由激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D.原子光谱可用于定性鉴定元素
12.(2025·潍坊高二检测)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法错误的是( )
A.Y和Z元素原子核外L能层上均有2个能级
B.W元素原子核外只有1个电子
C.Z元素原子的M能层上有3个能级,有7个电子
D.X、Y、Z元素形成的简单离子具有相同的电子层结构
13.回答下列问题:
(1)用符号填写能层所含能级种类:
K: ;M: ;N: 。
(2)列式计算N能层最多能容纳的电子数: 。
(3)基态碳原子共有 个核外电子,核外电子占据的能层为 (填符号),碳原子占据的能级有 个,其中能量最高的能级是 ,此能级最多能填充 个电子。
14.(2025·聊城一中高二检测)在真空放电管内充入低压氢气,并在放电管两端的电极间加上高压电时,氢分子便分解为氢原子并放电发光,经光谱仪记录便可得到氢原子光谱(如图所示)。氢原子光谱是线状光谱。用光谱仪还可以记录氯原子与硅原子的光谱。
氢原子光谱的测定示意图
(1)在现代化学中,常利用 上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
(2)下列现象和应用与电子跃迁无关的是 (填字母)。
A.激光 B.焰色试验
C.原子光谱 D.燃烧放热
E.石墨导电
(3)基态O原子核外电子能量最高的电子所在的能级是 。
(4)基态Si原子中,核外电子占据最高能层的符号为 ,该能层上有 个能级,电子数为 。
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