人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构课时作业

第一章　分层作业1　能层与能级　基态与激发态　原子光谱

A级  必备知识基础练

1.[2023北京石景山高二期末]下列不包含f能级的能层是(　　)

A.L B.Q

C.N D.O

2.[2023北京通州区高二期末]下列能级符号中,不正确的是(　　)

A.3f B.2s

C.3d D.2p

3.下面的能级表示中正确的是(　　)

A.1p B.2d

C.3f D.4s

4.符号为N的能层最多能容纳的电子数为(　　)

A.18 B.32 

C.50 D.72

5.[2023广东广州高二检测]烟花又称花炮、焰火,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

6.下列选项中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　)

7.下列叙述正确的是(　　)

A.能级就是电子层

B.每个能层最多可容纳的电子数是n2

C.同一能层中的不同能级的能量高低不同

D.不同能层中的s能级的能量高低相同

8.下列对焰色试验的描述正确的是(　　)

A.焰色试验是单质的性质

B.焰色试验是化学变化

C.焰色试验是金属原子失去电子时吸收能量产生的现象

D.焰色试验是金属原子或离子中的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,将能量以光的形式释放出来的现象

9.下列有关说法不正确的是(　　)

A.只包含s和p能级的能层为L能层

B.电子从低能级跃迁到较高能级时,一定发生的是化学变化

C.同一原子中,可能存在两个能量相同的电子

D.不同原子中的相同能级,能容纳的最多电子数相同

10.某元素原子的核外有3个能层,最外能层有4个电子,该原子核内的质子数为(　　)

A.14 B.15

C.16 D.17

11.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

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

12.下列基态原子含有4p能级的是(　　)

A.Na B.C

C.Li D.Se

13.钠原子的原子序数为11,试回答下列问题:

(1)写出钠的原子结构示意图:　 　　　　　　　　　　　　。 

(2)钠的最外层有1个电子,若该电子分别位于①3s　②3p　③3d三种能级,则钠原子的能量最低的情况是　　　　　　(填序号),若将钠原子从①转化为②,则会　　　　　　(填“吸收”或“释放”)能量,若将钠原子从③转化为①,则会产生　　　　　　(填“吸收”或“发射”)光谱。 

B级  关键能力提升练

14.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.霓虹灯光与原子核外电子发生跃迁释放能量有关

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

15.下列关于能层与能级的说法中不正确的是(　　)

A.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2

B.能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数

C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的

D.同一能层中的不同能级的能量高低相同

16.下列说法正确的是(　　)

A.基态原子的能量一定比激发态原子的能量高

B.霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从基态跃迁到激发态

C.元素“氦”“铷”“铯”等是用原子光谱方法发现的

D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱

17.在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层称作电子层。电子层模型被称为洋葱式结构,如图所示。根据电子层模型,判断下列说法不正确的是(　　)

原子的电子层模型

A.多电子原子的核外电子是分层运动的

B.所有电子在同一区域里运动

C.排在K、L、M层上的电子的能量依次增大

D.多电子原子里电子的能量不同

18.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

19.O能层所含能级数、最多容纳电子数分别为(　　)

A.3、18 B.4、24

C.5、50 D.4、32

20.下列有关电子层和能级的叙述正确的是(　　)

A.M电子层有s、p、d、f共4个能级,最多能容纳32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.无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2

D.任一电子层都有s、p能级,但不一定有d能级

C级  学科素养拔高练

21.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。

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

答案：

1.A　解析 从第四能层开始,出现f能级,L能层只有s、p能级,不包含f能级。

2.A　解析 第三能层只有s、p、d三种能级,不存在f能级,A错误,C正确;第二能层有s、p两种能级,B、D正确。

3.D　解析 第一能层含有1个1s能级,不包含p能级,故A错误;第二能层含有2s、2p 2个能级,所以不存在2d能级,故B错误;第三能层含有3个能级,分别是3s、3p、3d能级,所以不存在3f能级,故C错误;第四能层含有4个能级,分别是4s、4p、4d、4f能级,包含4s能级,故D正确。

4.B　解析 符号为N的能层是第四能层,每一能层最多所能容纳的电子数为2n2,故N层最多能容纳的电子数为2×42=32。

5.B　解析 金属原子的核外电子先吸收能量,由基态转化为激发态,电子再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;电子由激发态跃迁到基态,该过程中放出能量,B错误;焰色试验中没有化学反应发生,只是电子发生基态与激发态的转换,属于物理变化,C正确;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。

6.D　解析 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,释放能量,光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一,燃放烟火、霓虹灯广告、蜡烛燃烧等均与电子的跃迁有关系,平面镜成像是光线反射的结果,与电子的跃迁无关。

7.C　解析 能层是电子层,能级是电子能级,故A错误;每个能层最多可容纳的电子数是2n2,但最外层不超过8个电子,次外层不超过18个电子,倒数第三层不超过32个电子,排列电子时这几条规律都要考虑,故B错误;同一能层的不同能级能量不同,且按s、p、d……规律依次增大,故C正确;不同能层中的s能级的能量高低不同,能层序数越大其s能级的能量越高,故D错误。

8.D　解析 焰色试验是金属元素的原子或离子中的电子从高能级跃迁到低能级时释放能量的现象,变化过程中并没有新物质产生,是物理变化。

9.B　解析 每一能层所含能级数等于能层序数,因此,只含s和p能级的能层为L能层,A正确;电子从低能级跃迁到较高能级时,为物理变化,B错误;同一原子中,位于同一能层、同一能级的电子,能量相同,C正确;不同原子中的同一能级,能容纳的最多电子数相同,D正确。

10.A　解析 原子核外共有3个能层,最内层只有1s能级,可容纳2个电子;第二层有2s、2p两个能级,可容纳1×2+3×2=8个电子;最外层有4个电子,所以该原子核外有14个电子,因为在原子中核外电子数等于核内质子数,所以该原子核内的质子数为14。

11.C　解析 各能层最多可含有的电子数为2n2,A项错误;各能层的能级都是从s能级开始,但并不是都到f能级结束,如第一、二、三能层没有f能级,B项错误;各能层含有的能级数与其能层序数相等,C项正确;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项错误。

12.D　解析 若基态原子含有4p能级,其原子核外电子要有第四能层。Na原子核外有3个能层,C、Li原子核外有2个能层,Se原子核外有4个能层,故选D。

13.答案  (1)

(2)①　吸收　发射

解析 (1)根据所学知识,钠原子结构示意图为。

(2)由于能量:3s<3p<3d,则钠原子的能量最低的情况是①;由于能量①<②,所以若将钠原子从①转化为②,则会吸收能量;因为能量③>①,所以将钠原子从③转化为①,则会产生发射光谱。

14.D　解析 同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱的特征谱线相同,故A正确;电子跃迁本质上是组成物质的粒子中电子的一种能量变化,霓虹灯光与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,故B正确;吸收光谱和发射光谱都是线谱,区别在于前者显示黑色线条,而发射光谱显示彩色线条,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,故C正确;每种元素都有特征谱线,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非都是通过原子光谱发现的,故D错误。

15.D　解析 各能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数),故A正确;能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,故B正确;同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的,故C正确;同一能层的不同能级能量不同,且能量按s、p、d……的规律依次增大,故D错误。

16.C　解析 若原子种类相同,基态原子的能量一定比激发态原子的能量低,若原子种类不同,则不一定如此,A错误;电子由基态获得能量跃迁到激发态,从激发态跃迁到较低的能级,多余的能量以光的形式释放出来,光的波长对应一定的颜色,故霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从激发态跃迁到基态,B错误;原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱,每一种原子的光谱都不同,用原子光谱可以研究原子结构发现元素,元素“氦”“铷”“铯”等是用原子光谱方法发现的,C正确;原子光谱包括发射光谱和吸收光谱,故电子在激发态跃迁到基态时会产生原子光谱,电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱,D错误。

17.B　解析 多电子的原子其核外电子在原子核外能量不同的区域内运动,A正确,B错误;排在K、L、M层上的电子的能量依次增大,故C正确;多电子原子中核外电子的能量是不同的,能量低的通常在离核较近的区域运动,故D正确。

18.A　解析 1s、2s、3s,s能级最多容纳2个电子,故B错误;L层有2个能级,分别为2s、2p,没有2d,故C错误;N层开始有f能级,即4f,第三能层没有3f,故D错误。

19.C　解析 每一能层包含的能级数目等于该能层的序数,O层为第五能层,包含5个能级;每一能层所容纳的最多电子数为2n2,故第五能层最多容纳的电子数为2×52=50。

20.C　解析 A项,M电子层有s、p、d共3个能级,最多容纳18个电子;B项,3d能级最多容纳10个电子,从N电子层开始有f能级,f能级最多容纳14个电子,不存在3f能级;C项,每个电子层都从s能级开始,且s能级最多容纳2个电子;D项,K电子层只有s能级,不含有p能级。

21.答案  (1)原子光谱　

(2)DE

解析 (1)用光谱仪摄取的各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称为原子光谱,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错误;原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量主要以光的形式放出,焰色试验与电子跃迁有关,B错误;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错误;燃烧放热是化学能转化为热能,与电子跃迁无关,D正确;石墨是层状结构,层间有自由移动的电子,与电子跃迁无关,E正确。