第1章 第1节 第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 课后达标 素养提升-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

1．已知n为能层序数，下列有关认识正确的是(　　) A．各能层含有的电子数为2n2 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．各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍 解析：选D。各能层最多含有的电子数为2n2，A项错误；各能层的能级都是从s能级开始，但不一定从f能级结束，B项错误；各能层含有的能级数与其能层序数相等，C项错误；各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍，D项正确。 2．当碳原子核外一个电子由2s能级跃迁到2p能级时，下列说法正确的是(　　) A．碳原子由基态变为激发态 B．碳原子由激发态变为基态 C．该过程将产生发射光谱 D．碳原子要向外界环境释放能量 解析：选A。碳原子的核外电子排布中2s能级的一个电子跃迁到2p能级，碳原子由基态变为激发态，能量升高，产生吸收光谱。 3．(2024·沈阳高二月考)原子中的某一能层最多能容纳的电子数多于32，该能层可能是　(　　) A．L层　　　　　　　 B．M层 C．N层 D．O层 解析：选D。每一能层最多能容纳的电子数为2n2，所以最多能容纳的电子数多于32的能层至少是第五能层(O层)。 4．下列生活中的现象与原子核外电子跃迁有关的是(　　) A．钢铁长期使用后生锈 B．LED灯发光 C．金属导线导电 D．卫生丸久置后消失 解析：选B。钢铁长期使用后生锈是化学变化，有电子的转移；LED灯发光是电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，多余的能量以光的形式释放出来；金属导线导电是自由电子的定向移动；卫生丸久置后消失是升华。 5．在短周期主族元素中，原子的核电荷数、能层数、每个能层所容纳的电子数、主族序数均为偶数的有(　　) A．2种 B．3种 C．4种 D．8种 解析：选B。短周期中第一、三周期元素原子的能层数为奇数，故符合题意的元素一定在第二周期，又因原子的核电荷数、每个能层所容纳的电子数、主族序数均为偶数，故一定位于第二周期的第ⅡA、ⅣA、ⅥA 族，即为Be、C、O，共3种。 6．对于第n能层，当它作为原子的最外层时，最多容纳的电子与n－1层最多容纳的电子数目相同，当它作为次外层时，最多容纳的电子比n＋1层最多容纳的电子多10个，第n能层符号为(　　) A．K B．L C．M D．N 解析：选C。M层作为原子的最外层时，最多容纳的电子为8个，与L层相同，M层作为次外层时，最多容纳的电子为18个，比最外层N层最多容纳的电子多10个。 7．(2024·佛山高二阶段练习)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，跃迁过程中可得到光谱。下列说法正确的是(　　) A．K元素的焰色呈紫色，紫色对应的辐射波长最长 B．光(辐射)是电子跃迁释放能量的唯一形式 C．焰色试验过程中发生的是化学变化 D．原子光谱可用于定性鉴定元素 解析：选D。K元素的焰色呈紫色，可见光中紫色的波长最短，A错误；光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一，B错误；焰色试验过程中发生的是物理变化，C错误；原子光谱可用于定性鉴定元素，D正确。 8．M原子的结构示意图为，x、y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是(　　) A．18、8、0 B．20、8、0 C．25、13、5 D．30、18、10 解析：选A。若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是18、8、0，则核内质子数与核外电子数不相等，A项不可能；若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是20、8、0，则符合钙原子的结构，B项可能；若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是25、13、5，则符合锰原子的结构，C项可能；若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是30、18、10，则符合锌原子的结构，D项可能。 9．(1)用符号填写各能层所含能级种类。 K层：__________；L层：__________；M层：________；N层：______________。 (2)用数字填写各能级所能容纳的最多电子数。 s：__________；p：__________；d：__________；f：__________。　 (3)比较下列能级的能量高低(填“<”“＝”或“>”)。　 ①4s________3s________2s________1s； ②4f________4d________4p________4s； ③1s________2p________3d________4f。 答案：(1)1s　2s、2p　3s、3p、3d　4s、4p、4d、4f (2)2　6　10　14 (3)①>　>　>　②>　>　>　③<　<　< 10．有两种气态单质Am和Bn，已知2.4 g Am和2.1 g Bn所含的原子数相等，分子数之比为2∶3。A和B的原子核内质子数都等于中子数，A原子核外L层电子数是K层电子数的3倍。 (1)A、B的元素符号分别为____________。 (2)Am中m的值为________。 (3)基态B原子占据的能层数为________。 (4)A、B形成的一种气态化合物与水反应能生成由A、B形成的另一种气态化合物。写出该反应的化学方程式：____________________________________________________。 解析：由A原子核外L层电子数是K层电子数的3倍可知，A为O。设A、B的相对原子质量分别为x、y，，解得7x＝8y，2m＝3n。又x＝16，故y＝14，由此可知，B为N，故Am为O3，Bn为N2。 答案：(1)O、N　(2)3　(3)2　(4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 11．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能级最多可容纳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 解析：选C。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。 12．锂原子的下列四种状态中能量最高的是(　　) 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 解析：选C。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，原子所处状态的能量越低，反之越高。 13．下列说法不正确的是(　　) A．原子光谱可用于发现新元素 B．霓虹灯能发出五颜六色的光，发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．原子线状光谱产生的原因是原子核外电子在不同的能级之间跃迁 D．利用光谱仪只能测得原子的发射光谱 解析：选D。利用光谱仪既能测得原子的发射光谱，也能测得原子的吸收光谱，D错误。 14．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。下列说法正确的是(　　) A．X和Y元素原子核外均有3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层上有3个能级，有6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 解析：选B。由题给信息分析可知，W、X、Y、Z元素分别为H、N、P、Cl元素。N元素原子核外有3个能级(1s、2s、2p)，P元素原子核外有5个能级(1s、2s、2p、3s、3p)，A错误；H元素原子核外只有1个电子，B正确；Cl元素原子的M层的3s能级有2个电子，3p能级有5个电子，C错误；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。　 15．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为______；D的原子结构示意图为_______________________。 (2)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的某一无色化合物(这两种化合物分子中原子个数比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂，写出二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，试写出反应的化学方程式：_____________________________________________ ___________________________________________________。 解析：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；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；硫的熔点低，加热易熔化，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。 (1)氧元素的基态原子含有K层与L层2个能层，L层为第二能层，有2s、2p两个能级；硫的原子结构示意图为。(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。(3)工业上一般以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料制备硫酸，第一阶段的主要反应是煅烧黄铁矿，反应的化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。 答案：（1）2　2s和2p　 （2）2N2H4＋N2O43N2＋4H2O （3）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 学科网（北京）股份有限公司 $