第一章 第一节 第1课时 能层与能级　基态与激发态 试卷

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第一节　原子结构第1课时　能层与能级　基态与激发态[核心素养发展目标]　1.通过认识原子结构与核外电子排布理解能层与能级的关系。2.通过核外电子能量不同分析，理解激态与激发态的含义与关系。3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。一、能层与能级1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出构造原理，开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。1936年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。1．能层(1)含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。(2)序号及符号能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。(3)能量关系能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。2．能级(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。3．能层、能级与最多容纳的电子数由上表可知：(1)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。(2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7的2倍。(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2(n为能层的序数)。(1)2d表示L层上的d能级(　　)(2)同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小(　　)(3)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束(　　)(4)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(　　)(5)3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数不相同(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×1．根据Be、N、Ne、Na、Mg五种元素的原子结构，回答下列问题：(1)只有K层与L层的原子有________。答案　Be、N、Ne(2)含有M层的原子有________。答案　Na、Mg(3)最外层电子数相同的原子有________。答案　Be、Mg(4)每一层电子数都符合2n2的有________。答案　Ne2．若n＝3，以下能级符号错误的是(　　)A．np B．nf C．nd D．ns答案　B3．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、3sC．2s、2p、2d D．3p、3d、3f答案　A二、基态与激发态　原子光谱1．基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。(2)激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(3)基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子eq \o(,\s\up7(吸收能量),\s\do5(释放能量，主要形式为光))激发态原子2.光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析：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。(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一(　　)(2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(　　)(3)产生激光的前提是原子要处于激发态(　　)(4)电子跃迁时只吸收能量(　　)(5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　)(6)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(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×1．回答下列问题：吸收光谱是________的电子跃迁为________的电子产生的，此过程中电子________能量；发射光谱是________的电子跃迁为________的电子产生的，此过程中电子________能量。答案　基态　激发态　吸收　激发态　基态　释放2．如图是锂、氦、汞原子的吸收光谱和发射光谱。其中图________是原子由基态转化为激发态时的光谱，图________是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在图中将同种元素原子的吸收光谱和发射光谱连接起来。答案　①③⑤　②④⑥　如图所示1．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2n2C．同一能层中的不同能级的能量高低相同D．不同能层中的s能级的能量高低相同答案　B解析　能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的能级，故A错误；每个能层最多可容纳的电子数是2n2，故B正确；同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高，故C错误；不同能层中的s能级的能量不同，能层越大，s能级的能量越高，例如：E(1s)”)。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<　<　< 16．(1)1861年德国人基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究的是________________________________________________________________________。(2)含有钾元素的盐的焰色试验为________色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是________________________________________________________________________。答案　(1)原子光谱(2)紫　电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量17．(1)Cl原子核外电子能量最高的电子所在的能级是________。(2)基态Si原子中，核外电子占据最高能层的符号为________，该能层上有________个能级，电子数为________。答案　(1)3p　(2)M　3　4解析　(1)Cl原子核外有17个电子，排布在1s、2s、2p、3s、3p 5个能级上，能量最高的是3p能级。(2)Si原子核外有14个电子，K、L、M能层上分别有2、8、4个电子，所以电子占据的最高能层为M能层，该能层有3s、3p、3d三个能级，排有4个电子。18．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。根据上述信息填空：(1)B元素的基态原子含有________个能层，其中第二能层中有哪几个能级：________；画出D的原子结构示意图________________。(2)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(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，写出两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刺激性气体和一种红色氧化物。试写出化学方程式：______________________________________。答案　(1)2　2s和2p　　(2)2N2H4＋N2O4eq \o(=====,\s\up7(点燃))3N2＋4H2O　(3)4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2解析　(1)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，其基态原子含有K层与L层2个能层，L层为第二能层，有s、p两个能级(即2s和2p)；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；单质硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，所以D为硫元素；日常生产和生活中最常用的金属是铁、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。(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)我国主要以黄铁矿(其主要成分是FeS2)为原料制备硫酸，其第一阶段的主要反应是煅烧黄铁矿，反应为4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2。能层(n)一二三四五六七……符号KLMNOPQ……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……………………最多电子数22626102610142……………………281832………………2n2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室温下其单质呈粉末状固体，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