第一課時 能層與能級 基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜
基礎(chǔ)達標(biāo)
1.以下能級符號正確的是（ ）
A. 3f B. 2d C. 4s D. 2f
【答案】C
【解析】第三能層有3個能級(3s、3p、3d),沒有3f能級，故A錯誤；第二能層有2個能級(2s和2p),沒有2d能級，故B錯誤；第四能層有4個能級(4s、4p、4d、4f),故C正確；第二能層有個能級(2s和2p),沒有2f能級，故D錯誤。
2.在同一個原子中，M能層上的電子與Q能層上的電子的能量（ ）
A.前者大于后者 B.后者大于前者 C.前者等于后者 D.無法確定
【答案】B
【解析】在同一個原子中，能層的能量由低到高的順序是K、L、M、N、O、P、Q…，故B正確。
3.下列各電子能層，含有f能級的是（ ）
A.K層 B.L層 C.M層 D.N層
【答案】D
【解析】K層只有s能級，L層有s、p兩個能級，M層有s、p、d三個能級，N層有s、p、d、f四個能級。
4.某元素原子的核外有三個能層，最外能層有4個電子，則該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為（ ）
A.14 B.15 C.16 D.17
【答案】A
【解析】原子核外有3個能層，每層最多能容納的電子數(shù)為2n2,所以最內(nèi)層最多有2個電子，第二層有8個電子，第三層為最外層，有4個電子，所以原子核外共有14個電子，因為原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于原子核外電子數(shù)，所以核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為14。
5.第N能層所含能級數(shù)、最多容納電子數(shù)分別為（ ）
A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32
【答案】D
【解析】第N能層為第4層，含有的能級分別為s、p、d、f,最多可以容納32個電子，D正確。
6.下列關(guān)于能級的說法正確的是（ ）
A.所有能層都包含p能級 B.p能級的能量一定比s能級的能量高
C.d能級的能量一定比p能級的能量高 D.2p、3p、4p能級的能量逐漸增大
【答案】D
【解析】K層僅包含s能級，A項錯誤；同一能層的p能級的能量一定比s能級的能量高，但若能層不同，可能不符合上述關(guān)系，如3s能級的能量比2p能級的能量高，同理，d能級的能量不一定比p能級的能量高，B、C項錯誤。
7.以下現(xiàn)象與核外電子的躍遷有關(guān)的是（ ）
①霓虹燈發(fā)出有色光②棱鏡分光③激光器產(chǎn)生激光④石油蒸餾⑤凸透鏡聚光⑥節(jié)日燃放的焰火⑦日光燈通電發(fā)光⑧冷卻結(jié)晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧ C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
【答案】A
【解析】核外電子由較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時釋放能量，主要體現(xiàn)為光(輻射),因此，許多可見光，如日光燈燈光、霓虹燈燈光、激光、焰火等均與電子躍遷有關(guān)。
8.下列關(guān)于同一種原子中的基態(tài)和激發(fā)態(tài)說法中，正確的是（ ）
A.基態(tài)時的能量比激發(fā)態(tài)時高
B.激發(fā)態(tài)時比較穩(wěn)定
C.由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)過程中吸收能量
D.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時才會產(chǎn)生原子光譜
【答案】C
【解析】同一原子處于激發(fā)態(tài)時能量較高，較不穩(wěn)定，A、B不正確；電子從能量較低的基態(tài)躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)時，也會產(chǎn)生原子光譜，D不正確。
9.下列說法正確的是（ ）
A.自然界中的所有原子都處于基態(tài)
B.同一原子處于激發(fā)態(tài)時的能量一定高于基態(tài)時的能量
C.無論原子種類是否相同，基態(tài)原子的能量總是低于激發(fā)態(tài)原子的能量
D.激發(fā)態(tài)原子的能量較高，極易失去電子，表現(xiàn)出較強的還原性
【答案】B
【解析】處于最低能量狀態(tài)的原子叫作基態(tài)原子。電子由較低能級向較高能級躍遷，叫激發(fā)。激發(fā)態(tài)原子的能量總是比原來基態(tài)原子的能量高。如果電子僅在內(nèi)層激發(fā)，電子未獲得足夠的能量，不會失去。
10.氯化鈉在灼燒過程中發(fā)出黃色的光，下列對此現(xiàn)象的描述正確的是（ ）
A.形成發(fā)射光譜，物理變化
B.形成發(fā)射光譜，化學(xué)變化
C.形成吸收光譜，物理變化
D.形成吸收光譜，化學(xué)變化
【答案】D
【解析】原子中的電子在躍遷時會發(fā)生能量的變化，能量的表現(xiàn)形式之一是光（輻射），不同元素原子中的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取得到各種吸收光譜或發(fā)射光譜，A項正確；焰色試驗是元素的性質(zhì)，是元素原子中電子躍遷引起的，不同元素原子中的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，B項正確；不同元素原子中的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，因此，可以利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素和發(fā)現(xiàn)新的元素，C項正確；同一原子的發(fā)射光譜和吸收光譜的特征譜線位置是相同的，D項錯誤。
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11.以下能級符號表示正確的是( )
①5s ②1d ③2f ④1p ⑤2d ⑥3f ⑦4f ⑧5d ⑨3p ⑩6s
A.③⑤⑦⑧⑨⑩ B.①⑦⑧⑨⑩ C. ①③⑤⑦⑨ D.②④⑥⑧⑩
【答案】B
【解析】每一個能層都有s能級，從第二能層開始出現(xiàn)p能級，從第三能層開始出現(xiàn)d能級，從第四能層開始出現(xiàn)f能級，B項正確。
12.(雙選題)下列關(guān)于能層和能級的說法正確的是（ ）
A.電子由3s能級躍遷至4s能級，可通過光譜儀攝取得到原子的吸收光譜
B.能層與能級的劃分，均以電子的能量高低為依據(jù)
C.任一能層都有s、p能級，但不一定有 d 能級
D.同一原子中，2p、3p、4p能容納的電子數(shù)逐漸增多
【答案】AB
【解析】由于電子由3s能級躍遷至4s能級時需要吸收能量，故可通過光譜儀攝取得到原子的吸收光譜，A項正確；核外電子分成不同的能層和能級，其依據(jù)為電子的能量高低，B項正確；K層只有s能級，不含p能級，C項錯誤；不同能層的相同能級能容納的電子數(shù)相同，D項錯誤。
13.下列情況中，原子可能含有的電子數(shù)最多的是( )
A.最外層為K層 B.次外層為M層 C.倒數(shù)第三層為M層 D.最外層為P層
【答案】D
【解析】最外層為K層的原子最多含有2個電子；次外層為M層的原子最多含有36個電子；倒數(shù)第三層為M層的原子最多含有54個電子；最外層為P層的原子最多含有86個電子。
14.M原子的結(jié)構(gòu)示意圖為 ， 則 x、y及該原子 3d 能級上的電子數(shù)不可能的組合是（ ）
A.18、8、0 B.20、8、0 C.25、13、5 D.30、18、10
【答案】A
【解析】若x、y及該原子3d能級上的電子數(shù)的組合是18、8、0,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)不相等，A項不可能；若x、y及該原子3d能級上的電子數(shù)的組合是20、8、0，符合鈣原子的結(jié)構(gòu)，B項可能；若x、y及該原子3d能級上的電子數(shù)的組合是25、13、5，符合錳原子的結(jié)構(gòu)，C項可能；若x、y及該原子3d能級上的電子數(shù)的組合是30、18、10，符合鋅原子的結(jié)構(gòu)，D項可能。
15. (雙選題)W、X、Y、Z均為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，且原子核外L層的電子數(shù)分別為0、5、8、8，它們的最外層電子數(shù)之和為18。下列說法正確的是( )
A.X和Y元素原子核外排有電子的能級均有3 個
B.W元素原子核外只有1個能級
C.Z元素原子的M層有3個能級、7個電子
D.X、Y、Z元素形成的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)
【答案】BC
【解析】由題給信息可知，W、X、Y、Z元素分別為H、N、P、Cl。X(N)元素原子核外排有電子的能級有1s、2s、2p(3個),Y(P)元素原子核外排有電子的能級有1s、2s、2p、3s、3p(5個)，A項錯誤；W(H)元素原子核外只有1s能級，B項正確；Z(Cl)元素原子的M 層有3s、3p、3d 3個能級，其中3s能級有2個電子，3p能級有5個電子，C項正確；X(N)、Y(P)、Z(Cl)元素形成的簡單離子分別為N3-、P3-和Cl-，其中P3-和Cl-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，D項錯誤。
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16.有兩種常見氣態(tài)單質(zhì)Am和Bn，已知2.4gAm和2.1 gBn所含的原子個數(shù)相等，分子數(shù)之比為2:3。A原子L層的電子數(shù)是K層的3倍。
(1)A、B 的元素符號分別為 。
(2)Am中 m 的值為 。
(3)B 原子含有的能層數(shù)目為 。
(4)A、B形成的一種氣態(tài)化合物與水反應(yīng)能生成由A、B形成的另一種氣態(tài)化合物。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
【答案】(1)O、N (2)3 (3)2 (4)3NO2+H2O=2HNO3 +NO
【解析】 由A原子L層的電子數(shù)是K層的3倍，可知A為O。根據(jù)題意，設(shè)A、B的相對原子質(zhì)量分別為x、y，則 解得7x=8y，2m=3n。由此可知B為N，Am為O3，Bn為N2。
17.下表給出了五種元素的相關(guān)信息，其中X、Y、Z、W為短周期元素。
根據(jù)上述信息填空。
(1)Y元素的原子含有 個能層，其中第二能層中的能級包括 ；畫出W元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖: ;M元素是 (填元素符號)。
(2)Z與X形成的某種化合物能和Z與Y形成的另一種無色化合物(這兩種化合物分子中Z原子與另一元素原子的個數(shù)比均為1:2)一起用作火箭推進劑，寫出二者發(fā)生反應(yīng)生成無毒物質(zhì)的化學(xué)方程式： 。
【答案】 (1)2 2s 和 2p Fe (2)2N2H4 +N2O 3N2 +4H2O
【解析】 氫氣是一種清潔燃料，所以X為氫元素；臭氧對紫外線有吸收作用，其濃度相對較高的平流層是保護地球地表環(huán)境的重要屏障，所以Y為氧元素，其原子含有K層和L層兩個能層，L層為第二能層，有2s和2p兩個能級；氮元素是植物生長所需的主要元素之一，N2O俗稱“笑氣”，是早期醫(yī)療中使用的麻醉劑，所以乙為氮元素；單質(zhì)硫在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的藍紫色火焰，所以W為硫元素；鋼鐵常用于建造橋梁、樓房等，鐵是人體不可缺少的微量元素，所以M為鐵元素。(2)N和H形成的原子個數(shù)比為1:2的化合物為N2H4，N和O形成的原子個數(shù)比為1：2的化合物有NO2和N2O4，其中N2O4是無色氣體，NO2是紅棕色氣體，N2H4和N2O4，反應(yīng)生成無毒的物質(zhì)N2和 H2O元素
相關(guān)信息
X
在常溫、常壓下，其單質(zhì)是氣體，隨著人類對環(huán)境的認識和要求的提高，它將成為備受青睞的清潔燃料
Y
工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得它的一種單質(zhì)，含它的另一種單質(zhì)的濃度相對較高的平流層是保護地球地表環(huán)境的重要屏障
Z
植物生長所需的主要元素之一，它能形成多種氧化物，其中一種是早期醫(yī)療中使用的麻醉劑
W
室溫下其單質(zhì)為粉末狀固體，加熱易熔化。該單質(zhì)在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰
M
它是人體不可缺少的微量元素，含該元素的合金是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的金屬材料，常用于建造橋梁、樓房等

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第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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