(人教版)2025年高二化学寒假衔接讲练 ③寒假提升练-专题13 原子结构（2份，原卷版+教师版）

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☛第一层 巩固提升练（3大考点）
考点一 能层、能级与原子轨道
考点二 电子跃迁与原子光谱
考点三 基态原子核外电子排布
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
\l "_Tc17993" 能层、能级与原子轨道
⭐积累与运用
(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层，能量依次升高。
(2)能级：同一能层里的电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。
(3)原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
(4)各能级所含有原子轨道数目、最多容纳的电子数目
能级符号
ns
np
nd
nf
轨道数目
1
3
5
7
最多容纳
的电子数目
2
6
10
14
1．下列关于能级与能层说法正确的是
A．每个能层都有s能级和p能级
B．s、p、d、f等能级所含有轨道数分别为1、3、5、7，每个轨道可以容纳两个电子
C．电子由2p能级跃迁到2s能级需要吸收能量
D．d能级能量一定大于s能级能量
【答案】B
【详解】A．第一能层只有s能级，没有p能级，A错误；
B．原子轨道是原子电子运动的基本结构，它可以表示原子电子状态的变化和电子分布，s、p、d、f等能级所含有轨道数分别为1、3、5、7，由泡利原理可知每个轨道可以容纳两个电子，B正确；
C．2p能级的能量高于2s，电子由2p能级跃迁到2s能级释放能量，C错误；
D．d能级能量不一定大于s能级能量，3d能级的能量低于5s能级，D错误；
故选B。
2．下列说法正确的是
A．各能层含有的能级数为
B．三个轨道相互垂直
C．表示能级有3个轨道
D．原子核外电子占据的最高能级的轨道形状为哑铃形
【答案】B
【详解】A．各能层中能级数等于该能层序数，A错误；
B．为三个相互垂直的p轨道，B正确；
C．3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个轨道，C错误；
D．Mg原子核外电子占据的最高能级为3s能级，轨道形状为球形，D错误；
故选B。
3．下列关于能级和原子轨道的叙述中，正确的是
A．各电子层含有的原子轨道数为2n2
B．各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
C．同是s能级，在不同的电子层中所含原子轨道数是不相同的
D．s、p、d、f能级所具有的原子轨道数分别为1、3、5、7
【答案】D
【详解】A．各电子层含有的原子轨道数为n2，故A错误；
B．各电子层的能级都是从s能级开始，但是不一定到f能级结束，如第一电子层只有s能级，无f能级，第二电子层只有s、p能级，无f能级，故B错误；
C．不同的电子层所含的s能级的原子轨道数相同，都是1个轨道，故C错误；
D．n为能层序数，各能级的原子轨道数按s、p、d的顺序依次为1、3、5，故D正确；
故选：D。
4．下列有关原子轨道的说法不正确的是
A．原子轨道的形状为球形
B．能量大小：
C．、、轨道的能量不相同
D．能级有3个原子轨道，相互垂直，分别以、、表示
【答案】C
【详解】A．2s原子轨道形状为球形，A正确；
B．同一原子能层越高，s电子云半径越大，电子能量越高，因此能量大小：，B正确；
C．、、轨道相互垂直，能量相同，C错误；
D．每个p能级都有3个原子轨道，而且它们相互垂直，分别称为、、，D正确；
故选C。
电子跃迁与原子光谱
⭐积累与运用
1．原子的状态
(1)基态原子：处于最低能量的原子。
(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。
2．原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
3．基态、激发态及光谱示意图
5．下列说法中正确的是
A．焰色试验是化学变化
B．基态碳原子的电子排布式是1s22s12p3
C．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
【答案】D
【详解】焰色试验是物理变化，A错误；根据能量最低原理，基态C原子的电子排布式是1s22s22p2，B错误；电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量，由激发态跃迁到基态需要释放能量，焰色试验属于后者，C错误；基态原子吸收能量变为激发态原子，所以同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量，D正确。
故选D。
6．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
【答案】A
【详解】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，可见光的波长对应一定的颜色，A正确，B错误；该过程属于物理变化，没有新物质生成，C、D错误。
故选A。
7．下列关于原子结构的说法正确的是
A．电子由3d能级跃迁至5s能级，可通过光谱仪摄取原子的发射光谱
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增强
C．电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D．日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
【答案】B
【详解】A．由于E3d1s，A正确；
B．同一能级，不同轨道能量相等，则原子轨道能量，B正确；
C．根据构造原理可知原子轨道能量4p>3d，C正确；
D．相同电子层上原子轨道能量ns