高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构第1课时课堂检测

能层与能级　基态与激发态　原子光谱

　　　　　　　　　(40分钟　70分)

一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)

1．(2021·广州高二检测)下面的能级表示中正确的是(　　)

A．1p　　　　B．2d　　　　C．3f　　　　D．4s

【解析】选D。第一能层含有1个能级，1s能级，不包含p能级，故A错误；第二能层含有2s、2p两个能级，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。

2．下列能层中，不包含d能级的是(　　)

A．K    B．Q    C．M    D．N

【解析】选A。K能层是第一能层，只有1个能级，1s能级，不包含d能级，故A选；Q能层是第七能层，含有7个能级，分别是7s、7p、7d等能级，包含d能级，故B不选；M能层是第三能层，含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，包含d能级，故C不选；N能层是第四能层，含有4个能级，分别是4s、4p、4d、4f能级，包含d能级，故D不选。

3．(2021·内江高二检测)有关光谱的说法中不正确的是(　　)

A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因

B．电子由低能级跃迁至较高能级时，可通过光谱仪直接摄取原子的发射光谱

C．燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关

D．通过光谱分析可以鉴定某些元素

【解析】选B。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的电子的吸收光谱或发射光谱，A正确；电子由低能级跃迁至较高能级时，要吸收能量，摄取到的是吸收光谱，B错误；燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关，C正确；不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯和铷。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，D正确。

4．(2021·日照高二检测)下列说法正确的是(　　)

A．自然界中的所有原子都处于基态

B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量

C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量

D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性

【解析】选B。自然界中的原子有的处于基态，有的处于激发态，A项错误；同一种原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量，若原子种类不同，则不一定如此，B项正确，C项错误；激发态原子的能量较高，容易跃迁到能量较低的激发态或基态，能量降低，激发态原子若要失去电子，仍必须再吸收能量，失去电子难易程度需根据原子的具体情况而定，有的激发态原子易失去电子，有的激发态原子难失去电子，D项错误。

5．以下能级符号正确的是(　　)

①5s　②2d　③3f　④1p　⑤3d

A．①②　　　B．③⑤　　　C．①⑤　　　D．③④

【解析】选C。s能级在每一层上都有，因此存在5s能级，故①正确；d能级至少在第三层及以上，第二能层只有2s、2p能级，故②错误；f能级至少在第四层及以上，第三能层只有3s、3p、3d能级，故③错误；p能级至少在第二层及以上，第一层(K层)上只有1s能级，故④错误；d能级至少在第三层及以上，第三层(M层)只有3s、3p和3d能级，因此存在3d能级，故⑤正确。

6．下列选项中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　)

【解析】选D。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.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(　　)

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

【解析】选B。多电子的原子其核外电子在原子核外按照能量的高低不同在原子核外分层运动，故A正确；因核外电子的能量不同，则按照能量的高低在原子核外分层运动，不在同一区域里运动，故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。

8．下列说法正确的是(　　)

A．氢原子光谱并不是所有元素的光谱中最简单的

B．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点

C．玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱

D．原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着

【解析】选B。氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱，故A错误；微观粒子的运动具有波粒二象性，用波粒二象性和概率波处理微观问题就是量子化，微观粒子的运动具有量子化特点，故B正确；玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对多电子原子的光谱解释却遇到了困难，玻尔理论具有局限性，只是解释了氢原子光谱，不能推广到其他原子光谱，故C错误；电子没有固定的轨道，在一定范围内高速运动，原子中电子的运动区域没有确定的半径，故D错误。

9．下列有关认识正确的是(　　)

A．同一能层的所有电子的能量均相等

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．各能层最多容纳的电子数为2n2

【解析】选D。同一能层中不同能级上的电子的能量是不同的，如第二能层的s能级上电子的能量小于p能级上电子的能量，故A错误；各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上能级个数与能层数相等，所以有的能层不含f能级，如第二能层只含有s能级和p能级，故B错误；各能层含有的能级数与其能层数相等为n，故C错误；各能层最多含有的电子数为2n2，但最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子，倒数第三层不能超过32个电子，故D正确。

10．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

【解析】选A。1s、2p、3d，K层有1个能级，为1s，最多容纳2个电子；L层有2个能级，分别为2s、2p，2p最多容纳6个电子；从M层开始有d能级，即3d最多容纳10个电子，故A正确；1s、2s、3s，s能级只容纳2个电子，故B错误；2s、2p、2d，L层有2个能级，分别为2s、2p，没有2d，故C错误；3p、3d、3f，N层开始有f能级，即4f，第三层没有3f，故D错误。

二、非选择题(本题包括2小题，共30分)

11．(15分)某元素的原子序数为33，则：

(1)此元素原子的电子总数是________；

(2)有________个能层，________个能级。

【解析】核电荷数＝原子序数＝核外电子数，故此原子的核外电子数为33，核外K层1s上2电子，L层2s上2电子、2p上6电子，M层3s上2电子、3p上6电子、3d上10电子，N层4s上2电子、4p上3电子。

答案：(1)33　(2)4　8

12．(15分)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)，若将钠原子完成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。

【解析】(1)根据初中所学知识，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，所以若将钠原子完成①转化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。

答案：(1)　(2)①　吸收　发射

　　　　　　　　　(20分钟　30分)

一、选择题(本题包括3小题，每小题5分，共15分)

13．某元素原子的核外有三个能层，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

【解析】选A。原子核外共有三个能层，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。

14．(2021·十堰高二检测)下列有关说法中不正确的是(　　)

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，能容纳的电子数相同

【解析】选B。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，能容纳的电子数目相同，D正确。

15．以下现象与原子核外电子的跃迁有关的是(　　)

①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶

A．①③⑥⑦       B．②④⑤⑧

C．①③⑤⑥⑦       D．①②③⑤⑥⑦

【解析】选A。霓虹灯、激光器、日光灯等工作过程中产生的光及焰火燃放时产生的光，都是基态原子吸收能量后核外电子跃迁到较高能级，然后电子从较高能级跃迁到较低能级的过程中释放出的光能。石油蒸馏、冷却结晶的过程都是物质发生物理变化的过程，其中伴随的能量变化是热能的变化。棱镜分光、凸透镜聚光都是光的折射现象，而不是光的产生。

二、非选择题(本题包括2小题，共15分)

16．(7分)如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E，处于n＝4的一群氢原子的电子向低能级跃迁时，能够发出不同频率光波的种数为________。

【解析】处于n＝4的一群氢原子的电子向低能级跃迁时，发射光子能量是不连续的，光子能量为2个能级之差，4个能级进行组合共有C种不同频率的光子，即有＝6种能够发出不同频率光波。

答案：6

17．(8分)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。

(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________。

A．激光　B．焰色试验　C．原子光谱　D．燃烧放热　E．石墨导电

【解析】(1)用光谱仪器摄取各种元素的电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)电子跃迁产生光子与入射光子具有相关性，即入射光与辐射光的相位相同，如果这一过程能够在物质中反复进行，并且能用其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量，那么产生的光就是激光，与电子跃迁有关，故A错误；当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，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以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，故B错误；原子光谱的产生是原子核电子发生能级跃迁的结果，与电子跃迁有关，故C错误；燃烧放热是化学能转化为热能，与电子跃迁无关，故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，故E正确。

答案：(1)原子光谱　(2)DE