高中第一节 原子结构第一课时同步达标检测题

这是一份高中第一节 原子结构第一课时同步达标检测题，共12页。试卷主要包含了下列能级符号不正确的是，总共含有6个能级的能层符号为，下列各能层中不包含p能级的是，以下能级符号表示正确的是等内容，欢迎下载使用。
A.2d B．3p C．3d D．4s
2．总共含有6个能级的能层符号为( )
A.M B．N C．P D．Q
3．下列能级符号正确且可容纳电子数最多的是( )
A.6s B．5p C．4d D．3f
4．下列各能层中不包含p能级的是( )
A.K B．L C．M D．N
5．下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是( )
①核外电子是分层运动的
②所有电子在同一区域里运动
③能量高的电子在离核近的区域内运动
④能量低的电子在离核近的区域内运动
A.①④B．②③C．①③D．②④
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
7．原子中的某一能层，最多能容纳的电子数目大于32，该能层可能会是( )
A.L能层B．M能层C．N能层D．P能层
8．以下能级符号表示正确的是( )
①5s ②1d ③2f ④1p ⑤2d ⑥3f ⑦4f ⑧5d ⑨3p ⑩6s
A.③⑤⑦⑧⑨⑩B．①⑦⑧⑨⑩
C.①③⑤⑦⑨D．②④⑥⑧⑩
9．下列现象或应用与电子跃迁无关的是( )
A.激光B．焰色试验
C.丁达尔效应D．原子光谱
10．元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于( )
A.发射光谱B．吸收光谱
C.连续光谱D．线状光谱
11．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
12．下列有关光谱的说法中不正确的是( )
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)
B.霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关
C.通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素
D.原子只有发射光谱
13．对焰色试验的描述正确的是( )
A.焰色试验只是金属单质特有的性质
B.焰色试验是化学变化
C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来的现象
D.焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．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、3dB．1s、2s、3s
C．2s、2p、2dD．3p、3d、3f
2．下列能级符号表示错误的是( )
A．1sB．3pC．2dD．4f
3．第三能层所含的能级数为( )
A．18B．3C．8D．2
4．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的( )
A．红外光谱B．质谱
C．原子光谱D．核磁共振谱
5．在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量( )
A．前者大于后者B．后者大于前者
C．前者等于后者D．无法确定
6．以下现象与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焰火呈现各种颜色 ⑦LED灯通电发光 ⑧冷却结晶
A．①③⑥⑦B．②④⑤⑧
C．①③⑤⑥⑦D．①②③⑤⑥⑦
7．下列有关电子层和能级的叙述中正确的是( )
A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8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
8．由中国工程物理研究院应用电子学研究所牵头负责的高平均功率太赫兹自由电子激光装置(简称CTFEL装置)首次饱和出光并实现稳定运行。这标志着我国太赫兹源正式进入自由电子激光时代。下列有关原子核外电子跃迁说法正确的是( )
A．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
B．元素钾的焰色呈紫色，紫色对应的辐射波长在可见光中是最长的
C．激光、烟火、霓虹灯光的产生都与原子核外电子跃迁释放能量有关
D．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出的红色光是电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线而产生
9．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
二、非选择题
10．第三代半导体材料的优异性能和对新兴产业的巨大推动作用，使得发达国家都把发展第三代半导体材料及其相关器件等列为半导体重要新兴技术领域，投入巨资支持发展。第三代半导体材料有氮化镓、碳化硅等。请回答下列问题：
(1)硅原子占据电子的能级符号有________，其中占据电子的能量最高的能级符号为________，该能级已经容纳了________个电子。
(2)N原子中，有电子占据的最高能层符号为________，该能层已经容纳的电子数为________个。
(3)镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期。镓原子具有________个能层，每个能层已经容纳的电子数之比为________。

1．下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，正确的是( )
A．基态时的能量比激发态时高
B．激发态时比较稳定
C．由基态转化为激发态过程中吸收能量
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
2．某元素原子的核外电子由4p能级跃迁到3d能级时，可通过光谱仪直接摄取( )
A．电子的运动轨迹图像
B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像
D．原子的发射光谱
3．下列有关原子结构的叙述中正确的是( )
A．首先提出原子内有原子核的科学家是卢瑟福
B．Mg原子核外共有6种不同的能级
C．原子的M能层都有18个电子
D．一个电子从3p能级跃迁到3s能级，产生的原子光谱为吸收光谱
4．下表给出了五种元素的相关信息，其中X、Y、Z、W为短周期元素。
根据上述信息填空：
(1)Y元素的原子含有________个能层，其中第二能层中的能级包括________；画出W元素原子的结构示意图：________________________；M元素是________(填元素符号)。
(2)Z与X形成的某种化合物能和Z与Y形成的另一种无色化合物(这两种化合物分子中Z与另一元素原子的个数比均为1∶2)一起用作火箭推进剂，写出二者发生反应生成无毒物质的化学方程式：________________________________________________________________________
第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
必备知识基础练
1．答案：A
解析：由构造原理可知，L能层只有2s、2p能级，不存在2d能级，故选A。
2．答案：C
解析：每一能层所含的能级数目＝能层序数，所以总共含有6个能级的能层是第6能层，第6能层符号为P，故选C。
3．答案：C
解析：能级所能容纳的电子数为该能级轨道数的2倍，即s能级最多容纳2个电子，p能级最多容纳6个电子，d能级最多容纳10个电子，f能级最多容纳14个电子，但是没有3f能级，故答案为C。
4．答案：A
解析：各能层中含有能级数等于能层序数，据此分析答题。K能层中含有1s能级，无p能级，故A正确；L能层中含有2s2p能级，故B错误；M能层中含有3s3p3d能级，故C错误；N能层含有4s4p4d4f能级，故D错误；答案为A。
5．答案：A
解析：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①正确，②错误；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，能量高的电子在离核远的区域运动，故③错误，④正确；由上分析①④正确；答案为A。
6．答案：A
解析：霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道，能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道而以光的形式释放能量。综上所述故选A。
7．答案：D
解析：每一能层最多能容纳的电子数目为2n2，所以最多能容纳的电子数目大于32的能层，至少是第五能层，只有选项D符合。答案选D。
8．答案：B
解析：第一层(K层)上只有1s能级，第二电子层(L层)只有2s和2p能级，第三电子层(M层)只有3s、3p和3d能级，第四电子层(N层)只有4s、4p、4d和4f能级，第五电子层(O层)、第六电子层(P层)能级也是按照s、p、d、f……的顺序排布，能级数更多。
①s能级在每一层上都有，因此存在5s能级，故①正确；②d能级至少在第三层及以上，第一能层只有1s能级，故②错误；③f能级至少在第四层及以上，第二能层只有2s、2p能级，故③错误；④p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；⑤d能级至少在第三层及以上，第二能层只有2s、2p能级，故⑤错误；⑥f能级至少在第四层及以上，第三能层只有3s、3p、3d能级，故⑥错误；⑦f能级至少在第四层及以上，第四能层只有4s、4p、4d、4f能级，故⑦正确；⑧d能级至少在第三层及以上，第五能层有5d能级，故⑧正确；⑨p能级至少在第二层及以上，第三层(M层)上有3p能级，故⑨正确；⑩s能级在每一层上都有，因此存在6s能级，故⑩正确；故答案选B。
9．答案：C
解析：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，A项不选；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，B项不选；丁达尔效应是当一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”，与电子跃迁无关，C项选；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，D项不选；答案选C。
10．答案：A
解析：焰色反应是待测物的金属元素吸收能量后，原子中的电子发生跃迁变为激发态，而激发态不稳定，释放能量变为较低能量的激发态或基态，产生发射光谱；答案选A。
11．答案：D
解析：各电子层最多容纳电子数2n2(n为电子层数)，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，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，C正确；同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d……规律依次增大，D错误；故选D。
12．答案：D
解析：原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，不同元素原子的电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原子的吸收光谱或发射光谱，故A正确；电子由高能级跃迁至较低能级时，要释放能量，霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关，故B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，故C正确；原子既有发射光谱，也有吸收光谱，故D错误；故选D。
13．答案：D
解析：焰色试验是大多数金属元素的性质，A项错误；焰色试验是物理变化，B项错误；金属原子从基态→激发态时要吸收能量，C项错误；焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象，D项正确；答案选D。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：每一能层含有的能级个数等于能层数，且每个能层都是按照s、p、d、f排列；能级容纳电子数为能级数的2倍；例如K层有1个能级，为1s；L层有2个能级，分别为2s、2p；K层有1个能级，为1s；L层有2个能级，分别为2s、2p；从M层开始有d能级，即3d，A正确；s能级只容纳2个电子，B错误；L层有2个能级，分别为2s、2p，没有2d，C错误；N层开始有f能级，即4f，D错误；答案为A。
2．答案：C
解析：K层只有1s，故A正确；M层有3s、3p、3d三个能级，故B正确；L层有2s、2p，而没有2d能级，故C错误；N层有4s、4p、4d、4f四个能级，故D正确。综上所述，答案为C。
3．答案：B
解析：能层含有的能级数等于能层序数，第三能层含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，故答案选B。
4．答案：C
解析：红外光谱可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息，故A错误；质谱是用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法，常用确定实验式，故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，故C正确；核磁共振氢谱可确定分子中不同位置的H的数目，故D错误；故选C。
5．答案：B
解析：在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是：K、L、M、N、O、P、Q，故在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量，后者大于前者，故答案选B。
6．答案：A
解析：①霓虹灯发出有色光，因为灯泡中的稀有气体原子吸收能量，电子发生跃迁，发射出不同的光，正确；②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同，与电子跃迁无关，错误；③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确；④石油蒸馏是利用物质的沸点不同分离物质的方法，与电子跃迁无关，错误；⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误；⑥燃放的焰火，是因为不同金属离子吸收能量，电子发生跃迁，形成不同颜色的光，正确；⑦LED灯通电发光，是因为电子受到激发的时候原子就会释放出可见光子，与电子跃迁有关，正确；⑧冷却结晶，是由于温度降低，溶液的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误；答案选A。
7．答案：C
解析：M电子层有3s、3p、3d共3个能级，最多能容纳18个电子，故A错误；3d能级最多容纳10个电子，3f能级是不存在的，故B错误；s能级容纳电子数最多为2，无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2，故C正确；K电子层只有s能级，不含p能级，故D错误。综上所述，答案为C。
8．答案：C
解析：电子在激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，从基态跃迁到激发态会产生吸收光谱，吸收光谱和发射光谱总称原子光谱，故A错误；紫色波长介于400nm～435nm之间，紫色对应的辐射波长在可见光中不是最长的，故B错误；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，激光、烟火、霓虹灯光产生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C正确；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D错误；故选C。
9．答案：B
解析：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；故选B。
10．答案：(1)1s、2s、2p、3s、3p 3p 2 (2)L 5
(3)4 2∶8∶18∶3
解析：(1)硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族，14号元素，有3个能层，分别为K、L、M，每个能层的能级数分别为1、2、2，其能级符号为1s、2s、2p、3s、3p，其中占据电子的最高能级为3p，该能级容纳的电子数为2。
(2)N原子位于元素周期表第二周期第ⅤA族，7号元素，共2个能层，符号分别为K、L，L为最高能层，该能层包括2s能级的2个电子和2p能级的3个电子，共5个电子。
(3)镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期，能层数与元素原子所在的周期数相等，故Ga有4个能层，每层的电子数为2、8、18、3，已经容纳的电子数之比为2∶8∶18∶3。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：处于最低能量状态的原子叫做基态原子，基态时的能量比激发态时低，故A错误；基态时的能量低、稳定，激发态时能量高、不稳定，故B错误；基态转化为激发态是由低能量状态转成高能量状态，转化过程中要吸收能量，故C正确；电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量，从由激发态跃迁到基态辐射光子，放出能量。电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱，电子由基态跃迁到激发态吸收光子，获得能量，产生吸收光谱，故D错误；故选C。
2．答案：D
解析：由于E3d＜E4p，电子由4p能级跃迁至3d能级时需要释放能量，故光谱仪摄取的是原子发射光谱，由于电子在原子核外做无规则运动，不能直接摄取运动轨迹，电子太小不能摄取电子的体积，综上所述D符合题意，故选D。
3．答案：A
解析：英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验，首先提出原子内有原子核的结构模型，故A正确；Mg原子核外共有1s、2s、2p、3s共4种不同的能级，故B错误；周期表中Cu元素及之后的原子的M能层才有18个电子，故C错误；一个电子从3p能级跃迁到3s能级，放出能量，产生的原子光谱为发射光谱，故D错误；故选A。
4．答案：(1)2 2s和2p Fe
(2)2N2H4＋N2O4eq \(=====,\s\up7(点燃))3N2＋4H2O
解析：氢气是一种清洁燃料，所以X为氢元素；臭氧对紫外线有吸收作用，其浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障，所以Y为氧元素；氮是植物生长所需的主要元素之一，N2O俗称“笑气”，是早期医疗中使用的麻醉剂，所以Z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W为硫元素；钢铁常用于建造桥梁、楼房等，铁是人体不可缺少的微量元素，所以M为铁元素。
(1)Y元素为O，其原子含有K层与L层2个能层；L层为第二能层，有2s和2p两个能级；W元素为S，原子结构示意图为；M元素为Fe。
(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，反应方程式为：2N2H4＋N2O4eq \(=====,\s\up7(点燃))3N2＋4H2O。
必备知识基础练
进阶训练第一层
关键能力综合练
进阶训练第二层
学科素养升级练
进阶训练第三层
元素
相关信息
X
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
Y
工业上通过分离液态空气获得它的一种单质，含它的另一种单质的浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障
Z
植物生长所需的主要元素之一，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
W
室温下其单质为粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
M
它是人体不可缺少的微量元素，含该元素的合金是工业生产中不可缺少的金属材料，常用于建造桥梁楼房等